本發(fā)明涉及水利工程技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù):
根據(jù)實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),三峽水庫蓄水運(yùn)用后,入庫洪峰傳到壩前的時(shí)間已經(jīng)由蓄水前的約54小時(shí)縮短到了約6~12個(gè)小時(shí),而入庫沙峰傳到壩前的時(shí)間則由蓄水前的約2~3天延長(zhǎng)到了約3~8天。水沙相位異化使經(jīng)過水庫中的沙峰滯后于洪峰,水庫輸沙出庫的水動(dòng)力學(xué)條件減弱,沙峰沿程衰減,水庫排沙能力降低。水庫調(diào)度排沙是一項(xiàng)非常重要的非工程措施,在水庫汛期實(shí)時(shí)調(diào)度中,提前預(yù)判庫區(qū)沙峰傳播時(shí)間,可以指導(dǎo)水庫實(shí)時(shí)調(diào)度,把握有利排沙時(shí)機(jī),提高水庫排沙效率。在2012年和2013年的三峽水庫汛期洪水調(diào)度中,為兼顧排沙,在實(shí)時(shí)調(diào)度中已開展了沙峰排沙調(diào)度的初步嘗試,在沙峰到達(dá)壩前時(shí)實(shí)時(shí)加大水庫泄量,取得了較好的排沙減淤效果。
現(xiàn)有技術(shù)主要是采用水庫一維非恒定流水沙輸移數(shù)學(xué)模型進(jìn)行沙峰傳播時(shí)間預(yù)測(cè)計(jì)算,該方法需要的條件包括三峽水庫一維非恒定流水沙輸移數(shù)學(xué)模型、水庫斷面資料、入庫水沙過程預(yù)報(bào)成果、壩前水位過程預(yù)報(bào)成果、入庫泥沙級(jí)配成果、預(yù)報(bào)開始前的庫區(qū)水沙沿程分布初始條件等資料?,F(xiàn)有技術(shù)需要熟悉水沙數(shù)學(xué)模型的專業(yè)人員進(jìn)行操作,且計(jì)算精度受到入庫水沙過程及級(jí)配的預(yù)報(bào)精度、壩前水位過程預(yù)報(bào)精度、庫區(qū)水沙初始條件精度等的直接影響。而且需要大量的庫區(qū)斷面資料?,F(xiàn)有技術(shù)存在所需資料多、資料難以及時(shí)獲取、資料整理耗時(shí)長(zhǎng)、入庫水沙過程預(yù)報(bào)精度低、需要專業(yè)的人員操作和預(yù)測(cè)精度低等不足,給沙峰傳播時(shí)間的快速和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)造成很大不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法,能夠解決現(xiàn)有技術(shù)所需資料多、資料整理耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、預(yù)測(cè)難度大、預(yù)測(cè)精度低及預(yù)測(cè)計(jì)算非常不方便的問題。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法,它包括以下步驟:
步驟1,選定三峽水庫庫尾干流控制性水文站為入庫控制站,選定三峽水庫壩下游最近的干流控制性水文站為出庫控制站;
步驟2,收集入庫控制站日均沙峰含沙量S入,入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日壩前日均水位對(duì)應(yīng)的滯洪庫容V起始,入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日的入庫控制站和出庫控制站日均流量Q入1和Q出1;
步驟3,根據(jù)公式計(jì)算得到沙峰從入庫控制站傳播至出庫控制站的時(shí)間T出入。
步驟2中,入庫控制站日均沙峰含沙量S入的單位為kg/m3;滯洪庫容V起始的單位為億m3,由入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日壩前日均水位根據(jù)水位庫容曲線直線插值求出滯洪庫容V起始;入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日的入庫控制站和出庫控制站日均流量Q入1和Q出1的單位為m3/s。
步驟3中,沙峰從入庫控制站傳播至出庫控制站的時(shí)間T出入的單位為天;公式自變量適用的取值范圍為0.842≤S入≤5.45,0.0030≤V起始/(0.5(Q入1+Q出1))≤0.0128。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明所需資料少且所需資料易于獲取,計(jì)算簡(jiǎn)單,計(jì)算速度快,精確度高,可以更加快速準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出沙峰傳播到壩前的時(shí)間,為水庫開展排沙減淤調(diào)度提供技術(shù)支撐,本發(fā)明方法同樣適用于其他大型河道型水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)計(jì)算。
附圖說明
圖1是三峽水庫庫區(qū)干支流河道及水文站位置圖;
圖2是本發(fā)明一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法流程圖;
圖3是三峽水庫水位庫容曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述,以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。提供一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法,它包括以下步驟:
步驟1,選定三峽水庫庫尾干流控制性水文站為入庫控制站,選定三峽水庫壩下游最近的干流控制性水文站為出庫控制站;
步驟2,收集入庫控制站日均沙峰含沙量S入,入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日壩前日均水位對(duì)應(yīng)的滯洪庫容V起始,入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日的入庫控制站和出庫控制站日均流量Q入1和Q出1;
步驟3,根據(jù)公式計(jì)算得到沙峰從入庫控制站傳播至出庫控制站的時(shí)間T出入。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法,其特征在于,步驟2中,入庫控制站日均沙峰含沙量S入的單位為kg/m3;滯洪庫容V起始的單位為億m3,由入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日壩前日均水位根據(jù)水位庫容曲線直線插值求出滯洪庫容V起始;入庫控制站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日的入庫控制站和出庫控制站日均流量Q入1和Q出1的單位為m3/s。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三峽水庫汛期沙峰傳播時(shí)間的快速預(yù)測(cè)方法,其特征在于,步驟3中,沙峰從入庫控制站傳播至出庫控制站的時(shí)間T出入的單位為天;公式自變量適用的取值范圍為0.842≤S入≤5.45,0.0030≤V起始/(0.5(Q入1+Q出1))≤0.0128。
實(shí)施例一:
寸灘站年均徑流量和輸沙量約占三峽壩址的80%和90%,故選定三峽水庫庫尾干流寸灘水文站為沙峰入庫站,沙峰出庫站選定為位于壩下游12km處的黃陵廟水文站;
2012年7月24日三峽水庫寸灘站出現(xiàn)入庫沙峰,收集到寸灘站實(shí)測(cè)日均沙峰含沙量S寸為2.33kg/m3,寸灘站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日壩前日均水位為157.16m,該水位對(duì)應(yīng)的滯洪庫容V起始為242.688億m3,同時(shí),還收集到寸灘站出現(xiàn)沙峰當(dāng)日入庫寸灘站和出庫黃陵廟站的日均流量Q寸1和Q黃1分別為43800m3/s和45400m3/s;
根據(jù)以上收集到的數(shù)據(jù),采用公式即可快速計(jì)算得到本次沙峰過程沙峰從寸灘站傳播至黃陵廟站的時(shí)間T寸黃為4.69天。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。