[发明专利]一种引水渠道冰情预测模型的构建方法

说明书

本发明技术方案提供了一种引水渠道冰情预测模型的构建方法，根据水温预测模型获取渠道断面日最低水温，根据天气预报数据计算阶段负积温，将渠道断面“日最低水温”和“阶段负积温”作为预报因子。构建各类冰情在其生消时间点与预报因子的映射关系，得到各类冰情的生消时间点对应的预报因子的临界值。根据映射关系和预报因子的临界值绘制冰情预测模型。优点是提供一种采用“阶段负积温”作为冰情预测模型的预报因子之一，解决了现有技术中冰情预测模型无法预测冰情类型的问题，同时提高预测的准确性。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种引水渠道冰情预测模型的构建方法。

背景技术

我国水资源紧缺状况日趋严重，且水资源的时空分布非常不均匀。长距离调水是有效解决我国水资源时空分布不均的重要方法，这对提高水资源的利用效率、解决大中城市的缺水问题、优化水资源的配置和改善生态环境具有重要意义。

由于大型跨流域调水工程输水线路长、分布广，输水跨越时空大，气象、水文条件复杂，因此长距离调水工程较一般的调水工程而言控制其运行要复杂得多。入冬后，一些线路不可避免地要经过冬季低温区。伴随着气温的降低，水温逐渐下降至冰点，在气象、水力等因素影响下会产生各类型的冰情现象(如岸冰、流冰、冰盖等)。这就要求做好调水工程冰期输水的控制工作，若渠道冰期输水不能正常运行，将无法满足受水区的用水需求，甚至会发生输水事故，造成生命和财产的损失。

根据已投入运行的国内外冬季输水渠道运行经验，渠道结冰期采取冰盖输水是一种安全可靠的运行方式。但是，在漫长的冬季来临时，如何在正确的时间点控制水位并形成冰盖，又如何在冰盖运行时尽可能的提高输水效率，满足冰期输水能力和渠道安全输水要求，需要依靠工程运行后的冰情观测积累经验，获得冰情观测数据，及时总结冰情生消演变规律，准确地预报各类冰情的生消节点，验证设计并指导运行调度。

目前冰情预报主要是利用模型试验、原型观测、数值模拟等方法对冰情的形成和发展进行研究，结合人工智能算法，如BP神经网络、遗传算法等，对是否产生冰情进行预测，但是不能预判具体的冰情类型，对实际工程难以起到实用、高效的预报效果。

所以，如何提供一种能够预测冰情类型的模型成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种引水渠道冰情预测模型的构建方法，用以解决现有技术中无法预测冰情类型的问题，同时提高预测的准确性。

为了实现上述目的，本发明技术方案提供了一种引水渠道冰情预测模型的构建方法，包括：根据水温预测模型获取渠道断面日最低水温，根据天气预报数据计算阶段负积温，将所述渠道断面的“日最低水温”和“阶段负积温”作为预报因子。构建各类冰情在其生消时间点与所述预报因子的映射关系，得到所述各类冰情的生消时间点对应的预报因子的临界值。根据映射关系和所述预报因子的临界值绘制所述冰情预测模型。

作为上述技术方案的优选，较佳的，根据天气预报数据计算阶段负积温，包括：对低于0℃的日平均气温累加，当日平均气温连续三日恢复0℃以上时，当前阶段负积温归零；当日平均气温再次低于0℃，则开始计算另一阶段负积温。

作为上述技术方案的优选，较佳的，映射关系，包括：

初生岸冰：日平均气温开始转负，阶段负积温发生积累，渠道断面日最低水温降至4.0℃以下；

流冰初现：日平均气温逐渐下降，阶段负积温积累至-40.0±10℃，渠道断面日最低水温降至1.0℃以下；

冰盖初现：日平均气温持续下降，阶段负积温积累至-100.0±20℃，渠道断面日最低水温降至0.2℃以下；

冰盖消融：日平均气温出现回升，阶段负积温保持积累，渠道断面日最低水温升至0.2℃以上。

流冰消融：日平均气温继续回升，阶段负积温积累至本轮降温的最大值，渠道断面日最低水温升至1.0℃以上；