[发明专利]水量未闭合湖库区间入流过程反演方法及设备

说明书

本发明提供了一种水量未闭合湖库区间入流过程反演方法及设备。所述方法包括：步骤1至步骤5。本发明采用长系列水文资料来确定出一条多年平均意义上的槽蓄量与代表水位关系曲线，并依据该曲线的95％预测区间对原有样本点进行筛选，排除异常点后再次拟合的曲线具有更强的代表性，由此确定的多年平均槽蓄曲线消除了区间入流随机性的影响，精度更高，据此结合水量平衡原理可反求出区间入流过程，具有成本低廉、操作简便及时间分辨率更高的特点。

技术领域

本发明实施例涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种水量未闭合湖库区间入流过程反演方法及设备。

背景技术

大型湖库在入流控制站之外，通常还存在较多缺乏水文站监测的小型支流以及湖(库)面直接产流，忽略这些未控区间的来流量将导致入出湖库水量不闭合，进而影响湖库的蓄水量计算。在区间来水量比例较大情况下，如果不能准确确定区间入流的年内、年际变化过程，将影响湖库的水资源利用、防洪调度规划等工程实践。在近些年来各大流域气候变化和人类活动干扰日益加剧的背景下，更需要通过入出湖库主控制站的历史观测资料反演出未控区间入流，为湖库调度规划和水资源利用管理策略的调整提供依据。

目前，对区间入流的估算多需要收集未控支流区域内布设的雨量站观测资料，通过产汇流模型计算得到，其资料收集难度和计算工作量都比较大。在缺乏雨量站情况下，该方法无法实施。此外，在区间水域面积大、蒸散发水量大、区间取用水比例大等复杂情况下存在较大误差。若直接借助入出湖库主控制站资料，通过水量平衡得到的区间入流，但该方面计算结果只能维持年尺度上的水量平衡，无法反映区间入流过程随着场次降雨而变化的特性，在季、月尺度上也存在很大误差。因此，开发一种水量未闭合湖库区间入流过程反演方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种水量未闭合湖库区间入流过程反演方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种水量未闭合湖库区间入流过程反演方法，包括：步骤1，收集湖库预设时长段的水文观测资料，包括进口水位Z_ui、出口水位Z_di，进口流量资料I_i、出口流量资料O_i，并辨别湖库出口有无往复流、进口流量资料I_i和出口流量资料O_i中是否存在预设数量的洪水年，若洪水年满足预设数量且出口没有往复流，则执行步骤2，否则终止；步骤2，确定历年涨落周期并计算历年槽蓄过程；步骤3，根据湖库进口水位Z_ui和出口水位Z_di，逐日计算历年涨落周期内的逐日代表水位Z_λi＝λZ_ui+(1-λ)Z_di，其中λ为拟合参数，并结合逐日槽蓄量S_i，依据所有年份的(Z_λi,S_i)数据样本点，以指数函数初估S＝f(Z_λ)函数关系，其中S为槽蓄量，Z_λ为代表水位，拟合参数λ的取值需要在预设范围内反复调整，直到函数S＝f(Z_λ)拟合决定系数最大，再对(Z_λ,S)数据样本点进行筛选，删除异常点后再次拟合S＝f(Z_λ)，得到优化后的多年平均槽蓄量与水位函数关系；步骤4，建立多年平均槽蓄曲线族；步骤5，反演历年湖库区间入流。