[发明专利]一种分层水库取水下泄水温的快速预测方法

说明书

本发明公开了一种分层水库取水下泄水温的快速预测方法，包括以下步骤：A.获得水库历史垂向水温分布、水位和下泄流量序列；B.通过对h^middle、h^up、h^down随机取值，基于下泄水温预测模型建立若干下泄水温预测公式；C.基于步骤A所收集的数据得出若干个下泄水温预测公式在不同时刻的下泄水温预测值；D.将所得不同时刻的下泄水温预测值与实测值进行对比，确定使得相对偏差PBIAS最小的h^middle、h^up、h^down取值，最终确定该水库的下泄水温预测公式。本发明的有益效果为：提供分层水库取水下泄水温的快速预测方法，能够实现水库下泄水温的精准量化，便于水库下游水温管理。

技术领域

本发明涉及一种分层水库取水下泄水温的快速预测方法，属于水库水资源管理技术领域。

背景技术

拦河建库蓄水会产生相对静止或流动缓慢的庞大水体，春夏季节受太阳辐射和温暖来流影响，水库表层水温高密度小，而太阳辐射不能达到水体深处，加上库内水体流速低、垂向水交换能力不足，中下层水体往往温度低密度大，从而引起温度垂向分布不均匀，导致水库存在明显的水温分层现象。库区水温分层也带来了下泄水温的不确定性，下泄水温直接影响水库下游河道的水温特征，对农田灌溉、河流养殖、河流水质和生态平衡至关重要。

水库库区水温分布及下泄水温一直备受研究者和流域管理者关注。针对库区水温分布，研究者已针对多项工程实例，通过原型观测、物理模型实验和数值模拟评估了库区水温分布，并提出了3种水库水温经验预测方法(东勘院法、朱伯芳法、统计法)。而针对显著影响水库下游生态环境的下泄水温，研究者已针对各工程实例，通过数值模拟和原型观测，表明其受库区水位、垂向水温分布、下泄流量等因素影响，但目前尚缺少一种简单便捷的下泄水温预测方法，现有下泄水温预测方法很难满足水库实时调度运行对下泄水温高精预测的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，主要针对目前尚缺少一种简单便捷的下泄水温预测方法，现有下泄水温预测方法很难满足水库实时调度运行对下泄水温高精预测的需要，本发明提出一种分层水库取水下泄水温的快速预测方法，在已有库区水温分布和水库运行方式的基础之上，考虑下泄水温多重影响因素，基于水温分层流和取水层理论，提出下泄水温的快速量化公式，为水库实时运行调度的下泄水温预测、下游生态环境保护提供技术支持。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种分层水库取水下泄水温的快速预测方法，包括以下步骤：

步骤A，获得水库历史实测的垂向水温分布T_i、水位、下泄流量q_i和下泄水温时间序列，其中，i＝1,2,……,n,n为时间序列个数；

步骤B，通过对h^middle、h^up、h^down进行取值，得出若干组其中，h^middle、h^up、h^down分别为三个待取值的高程变量，其中h^middle和h^up高于水库取水口，h^down低于水库取水口，h^middle位于h^up和h^down之间，j＝1,2,……,k，k为h^middle、h^up、h^down组数；基于下泄水温预测模型建立k个下泄水温预测公式；

步骤C，基于所述步骤A收集的历史实测的垂向水温分布、水位、下泄流量时间序列，得出k个下泄水温预测公式在i时刻的下泄水温预测值