[发明专利]一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法

说明书

技术领域

本发明属于洪水预报技术领域，涉及到一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法。

背景技术

由于人口和社会生产力的急剧增长，水的问题已成为世界上日益严重的问题之一。为了缓解防洪和兴利的矛盾，流域内修建了许多各种类型的水利水电工程。这些工程使流城的产汇流形成条件发生了变化，以至于无论水文预报还是水文计算都不得不考虑它们的影响。目前考虑水利工程影响的洪水预报主要有两种方法：第一类方法是分析洪水趋势性变化，主要是对受水利工程影响前后的水文资料进行对比分析，一般采用趋势法和相关分析法。但该方法仅适用于水利工程建设时间比较均匀的流域，且缺乏机理机制基础，只能对水利工程的水文效应进行简单描述。第二类方法是在水文模型中加入考虑水利工程影响的因子，如程春田等(程春田,王本德.考虑人类活动影响的流域水文模型参数的确定[J].大连理工大学学报,1995,3:400-404.)将水利工程影响纳入流域水文模型参数的确定过程中；郭生练等(郭生练,王金星,彭辉,等.考虑人类活动影响的丰满水库洪水预报方案[J].水电能源科学,2000,2:14-17.)在新安江三水源产流模型和相应汇流模型的基础上，提出了考虑水利工程对产汇流机制影响的洪水预报方案。

但上述研究方法主要是从整体上确定水利工程对洪量的最大影响量，很难反映水利工程的影响过程，且不能利用当前水利工程库容信息实时校正水利工程的影响量，从而使计算结果具有较大的不确定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法。

本发明的技术方案为：

一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法，具体包括以下步骤：

第一步，利用天然期场次洪水信息率定TOPMODEL模型参数；所述的天然期为未建水利工程或水利工程很少的时期；

第二步，基于聚合水库的思想，将流域内众多水利工程聚合成一个水库，计算聚合水库的库容V，确定聚合水库的初始蓄满率δ₀；

2.1计算聚合水库库容V

首先，统计分析流域中的大中小型水库及塘坝等水利工程，采用下述规则计算大、中小水库及塘坝聚合时的库容：

(1)大型水库：大型水库的兴利库容作为聚合时的库容。

(2)中小型水库：分析水库现有运行资料得出实际运行中库容占总库容的比例，并以该比例与中小型水库总库容的乘积作为聚合时的库容。

(3)塘坝：塘坝的总库容作为聚合时的库容。

所述的大型水库有明确的调度规则，在低水位时会对洪水有明显拦蓄作用，在主汛期水位可能会高于汛限水位，但洪水结束时水位基本维持在汛限水位的水利工程；所述的中小型水库没有明确的调度规则，可根据水库现有运行资料分析得出实际运行中库容；所述的塘坝不存在调度规则，在洪水过程中基本上属于有多大库容就蓄多少，人工控制能力较差。

其次，将流域中大中小水库及塘坝聚合成一个水库，以上述计算所得的各自聚合时的库容之和作为该聚合水库的聚合库容V。

2.2确定聚合水库的初始蓄满率δ₀

土壤饱和程度χ₀可以衡量近期土壤水分的出入状况，决定了聚合水库的上层库容变化，对聚合水库蓄满率有非线性影响，而前期降雨因子ρ₀决定了水利工程前期水量的积累，对聚合水库蓄满率有直接的线性影响，二者共同影响洪水发生时水利工程的蓄满状况，采用土壤饱和程度χ₀和洪水发生时前期降雨因子ρ₀来计算水库的初始蓄满率δ₀：

δ₀＝Bχ₀^τ+(1-B)ρ₀(1)

式中，P₇为洪水发生前7天总降雨量，χ₀为洪水过程中某一时刻土壤饱和程度，参数B、P_max、P_min、τ都通过优化得到，0<δ₀<1

第三步，根据水利工程的基本调蓄规律制定聚合水库的蓄放水模拟图，确定水利工程影响量；所述的基本调蓄规律为水利工程拦蓄、放流规律；