本發(fā)明涉及水文水電領域，尤其涉及一種基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法及系統(tǒng)。

背景技術：

我國絕大部分水庫兼具防洪、興利兩個重要功能，汛期降水量大，防洪和興利之間經(jīng)常存在矛盾：汛限水位高，有利于蓄水興利，但面對較大降水，防洪作用小，水庫本身和下游地區(qū)存在安全風險；汛限水位低，有利于防洪安全，但容易造成汛期大量棄水，汛后無水可蓄，影響經(jīng)濟效益的局面。傳統(tǒng)水庫調(diào)度著眼于防洪安全，規(guī)定了汛期水位控制范圍，影響水庫效益。汛限水位動態(tài)控制理念，主要根據(jù)降水信息動態(tài)調(diào)整汛限水位，可以一定程度上提高水庫經(jīng)濟效益，緩解水庫防洪和興利間的矛盾。但是，目前有關水庫汛限水位動態(tài)控制方法的研究，主要依據(jù)氣象部門發(fā)布的未來24h、48h降水預報，由于預見期短，遇到強降水過程，水庫調(diào)度往往來不及有效應對，因此需要一種預見期較長的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法，以滿足水庫調(diào)度需求。西北太平洋副熱帶高壓(下面簡稱副高)是影響我國夏季降水最重要最直接的因子之一，大量水汽沿著副高邊緣的西南氣流向北輸送到我國大陸，產(chǎn)生降水。研究發(fā)現(xiàn)，夏季副高存在周期為15天左右的東西方向中期振蕩演變過程，會直接影響我國降水發(fā)生區(qū)域，因此，考慮副高的中期變動，對水庫汛限水位動態(tài)控制有很好的指導意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于公開一種基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法，以預見期更長地進行水庫動態(tài)汛限水位管理。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法，包括：

根據(jù)歷史副高中期變動規(guī)律，確定至少一個關聯(lián)區(qū)域的演變周期和對應該演變周期的副高西伸脊點東西方向的經(jīng)度范圍、及副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)；

對所述關聯(lián)區(qū)域內(nèi)受副高影響的任一水庫，以該水庫發(fā)生降水時所跨的副高西伸脊點經(jīng)度為分割點將該演變周期劃分為六個時間段，并計算各個時間段所對應該水庫的日平均降水量；

根據(jù)所述副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)和各個時間段所對應該水庫的日平均降水量對該水庫的汛限水位按所述的六個時間段進行分段規(guī)劃；

其中，所述六個時間段分別為：

第一時間段，從所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置西進到影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點的時間段；

第二時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點西進到該水庫的西部經(jīng)度端點的時間段；

第三時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點西進到所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置的時間段；

第四時間段，從所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置東進到影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點的時間段；

第五時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點東進到該水庫的東部經(jīng)度端點的時間段；

第六時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點東進到所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置的時間段。

與上述方法相對應的，本發(fā)明還公開一種基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定系統(tǒng)，包括：

第一處理單元，用于根據(jù)歷史副高中期變動規(guī)律，確定至少一個關聯(lián)區(qū)域的演變周期和對應該演變周期的副高西伸脊點東西方向的經(jīng)度范圍、及副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)；

第二處理單元，用于對所述關聯(lián)區(qū)域內(nèi)受副高影響的任一水庫，以該水庫發(fā)生降水時所跨的副高西伸脊點經(jīng)度為分割點將該演變周期劃分為六個時間段，并計算各個時間段所對應該水庫的日平均降水量；

第三處理單元，用于根據(jù)所述副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)和各個時間段所對應該水庫的日平均降水量對該水庫的汛限水位按所述的六個時間段進行分段規(guī)劃；

其中，所述六個時間段分別為：

第一時間段，從所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置西進到影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點的時間段；

第二時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點西進到該水庫的西部經(jīng)度端點的時間段；

第三時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點西進到所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置的時間段；

第四時間段，從所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置東進到影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點的時間段；

第五時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點東進到該水庫的東部經(jīng)度端點的時間段；

第六時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點東進到所述關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置的時間段。

本發(fā)明具有以下有益效果：

能預見期更長地進行水庫動態(tài)汛限水位管理，根據(jù)水庫動態(tài)汛限水位調(diào)整水庫運行，在防洪安全的前提下取得最大經(jīng)濟效益。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1

本實施例公開一種基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法，包括：

步驟s1、根據(jù)歷史副高中期變動規(guī)律，確定至少一個關聯(lián)區(qū)域的演變周期和對應該演變周期的副高西伸脊點東西方向的經(jīng)度范圍、及副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)。

在該步驟中，所謂關聯(lián)區(qū)域，泛義是指受副高中期影響的區(qū)域；基于和非副高時間正常氣象狀態(tài)下的氣象數(shù)據(jù)對比，可以確定具體受副高中期影響的關聯(lián)區(qū)域。

而且，進一步的，本領域的技術人員還可以在上述所確定的大的關聯(lián)區(qū)域中進行細粒度更小的區(qū)域劃分，即將受副高中期影響的表現(xiàn)特征近似的且位置臨近的地理位置劃分為一個子區(qū)域，相關的表現(xiàn)特征可以是具體的降水量影響程度等。

值的說明的是：下述的關聯(lián)區(qū)域可以是泛義的大的關聯(lián)區(qū)域，也可以是細粒度小的子區(qū)域，后續(xù)不再贅述。

步驟s2、對關聯(lián)區(qū)域內(nèi)受副高影響的任一水庫，以該水庫發(fā)生降水時所跨的副高西伸脊點經(jīng)度為分割點將該演變周期劃分為六個時間段，并計算各個時間段所對應該水庫的日平均降水量。

在該步驟中，六個時間段分別為：

第一時間段，從關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置西進到影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點的時間段；

第二時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點西進到該水庫的西部經(jīng)度端點的時間段；

第三時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點西進到關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置的時間段；

第四時間段，從關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置東進到影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點的時間段；

第五時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點東進到該水庫的東部經(jīng)度端點的時間段；

第六時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點東進到關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置的時間段。

例如：以湖南省中部的某水庫為研究對象，收集了近30年水庫所在地逐日降水數(shù)據(jù)和逐日副高西伸脊點位置數(shù)據(jù)，可得出：

副高位置位于最東端時為一個周期的開始，首先副高自東向西逐漸移動，直至到達最西端，然后自西向東逐漸移動，最終回到最東端，一個振蕩周期結束。夏季副高一個演變周期中副高西伸脊點的經(jīng)度范圍為[105e,135e]，副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)為：

其中a、b為副高振蕩周期中自東向西、自西向東移動速度，取值范圍為3.5～5°/天，t1為副高振蕩中自東向西運動第t1天，t2為副高振蕩中自西向東運動第t2天。

水庫所在地區(qū)發(fā)生降水時副高西伸脊點位置范圍為[110e,120e]。然后基于歷史數(shù)據(jù)劃分并計算各個時間段所對應該水庫的日平均降水量。

步驟s3、根據(jù)副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)和各個時間段所對應該水庫的日平均降水量對該水庫的汛限水位按的六個時間段進行分段規(guī)劃。

在該步驟中，具體的分段規(guī)劃可以是：在預測降水將開始時，降低水庫的汛限水位；在預測降水結束或無降水時，升高水庫的汛限水位。在具體的防洪興利應用中，可以根據(jù)水庫當前的庫存水量、面積、水域徑流量等參數(shù)做進一步的精細化部署。

實施例2

與上述方法實施例相對應的，本實施例公開一種執(zhí)行上述方法的對應系統(tǒng)，包括：

第一處理單元，用于根據(jù)歷史副高中期變動規(guī)律，確定至少一個關聯(lián)區(qū)域的演變周期和對應該演變周期的副高西伸脊點東西方向的經(jīng)度范圍、及副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)；

第二處理單元，用于對關聯(lián)區(qū)域內(nèi)受副高影響的任一水庫，以該水庫發(fā)生降水時所跨的副高西伸脊點經(jīng)度為分割點將該演變周期劃分為六個時間段，并計算各個時間段所對應該水庫的日平均降水量；

第三處理單元，用于根據(jù)副高西伸脊點經(jīng)度隨時間的變化函數(shù)和各個時間段所對應該水庫的日平均降水量對該水庫的汛限水位按的六個時間段進行分段規(guī)劃；

其中，六個時間段分別為：

第一時間段，從關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置西進到影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點的時間段；

第二時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點西進到該水庫的西部經(jīng)度端點的時間段；

第三時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點西進到關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置的時間段；

第四時間段，從關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最西位置東進到影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點的時間段；

第五時間段，從影響該水庫降水的西部經(jīng)度端點東進到該水庫的東部經(jīng)度端點的時間段；

第六時間段，從影響該水庫降水的東部經(jīng)度端點東進到關聯(lián)區(qū)域副高西伸脊點最東位置的時間段。

綜上，本實施例公開的基于副高中期變動的水庫動態(tài)汛限水位劃定方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果：

能預見期更長地進行水庫動態(tài)汛限水位管理，根據(jù)水庫動態(tài)汛限水位調(diào)整水庫運行，在防洪安全的前提下取得最大經(jīng)濟效益。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。