[发明专利]一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法

摘要

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，该方法包括以下步骤1)率定天然期TOPMODEL模型参数；2)将流域内水利工程聚合成一个水库，计算其聚合库容，确定初始蓄满率；3)制定聚合水库的蓄放水模拟图；4)在天然状态下模型参数的基础上，根据实测场次洪水率定出洪水发生前聚合水库蓄水量参数B，Pmax，Pmin，τ及聚合水库蓄放模拟图参数A，m，n,并进行洪水预报。该洪水预报方法充分考虑了水利工程库容信息，采用聚合水库蓄放水模拟图的方式将水利工程对洪水预报的影响融入TOPMODEL模型，实时校正了水利工程对洪水预报的影响，从而减少了洪水预报结果的不确定性，提高了洪水预报方案的精度。

主权项

一种基于聚合水库蓄放水模拟的洪水预报方法，其特征在于，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，将流域内众多水利工程聚合成一个聚合水库，计算聚合水库的库容V，确定聚合水库的初始蓄满率δ0：δ0＝Bχ0τ+(1‑B)ρ0  (1)其中，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、Pmax、Pmin、τ都通过优化得到，0<δ0<1；第三步，根据水利工程的拦蓄、放流规律制定聚合水库的蓄放水模拟图，确定水利工程影响量；所述的聚合水库的蓄放水模拟图能够表示一场洪水的水库蓄满率的变化过程、时段净雨放流率随水库蓄满率的变化过程和时段净雨拦蓄率随水库蓄满率的变化过程；所述的时段净雨放流率随水库蓄满率的变化过程对应的曲线为k1＝[(A‑δ)/A]m；所述的时段净雨拦蓄率随水库蓄满率的变化过程对应的曲线为k2＝[(δ‑A)/(1‑A)]n；水利工程影响量为：(1)当δt<A时，时段拦蓄量△R1,t＝k1,t Rt；(2)当δt>A时，时段放流量△R2,t＝k2,t Rt；其中，参数A、m、n通过优化得到；k1,t和k2,t由聚合水库蓄放模拟图得到，k1,t为放水率，k2,t为拦蓄率；Rt为时段产流量；△R1,t、△R2,t为时段水利工程影响量；第四步，将第一步率定的TOPMODEL模型参数作为模拟无水利工程影响或水利工程影响较小情况下的流域产流情况的基础参数；根据实测场次洪水信息，结合考虑水利工程影响的洪水计算过程，率定出洪水发生前聚合水库蓄水量参数B、Pmax、Pmin、τ和聚合水库的蓄放水模拟图参数A、m、n，进行洪水预报；所述的考虑水利工程影响的洪水计算为：4.1)由第一步率定的TOPMODEL模型参数得到天然预报结果Rt；4.2)根据第二步得到的聚合水库的初始蓄满率δ0和库容V，计算聚合水库的初始库容v0＝δ0V；4.3)计算各时段水利工程影响拦蓄量△R1,t或放流量△R2,t；初始化时段t＝1，根据δ0和第三步的聚合水库蓄放模拟图得到时段水利工程影响拦蓄量△R1,1或放流量△R2,1，并计算聚合水库的该时段末库容v1及水库的该时段蓄满率δ1＝v1/V，其中v1＝v0+△R1,1或v1＝v0‑△R2,1；令时段t＝t+1，根据δt‑1和第三步的聚合水库蓄放模拟图得到时段径流放水率k1,t或拦蓄率k2,t，从而得到时段水利工程影响拦蓄量△R1,t或放流量△R2,t，并计算聚合水库的时段末库容vt及水库的时段蓄满率δt＝vt/V，其中vt＝vt‑1+△R1,t或vt＝vt‑1‑△R2,t；4.4)根据步骤4.3)所得的水利工程影响拦蓄量△R1,t或放流量△R2,t校正Rt，得到水利工程影响下的时段产流量R’t；4.5)根据步骤4.4)得到的时段产流量R’t，得到水利工程影响下的场次洪水模拟结果Q’t。