本發(fā)明屬于電子模塊編程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到水庫(kù)排沙比的預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

水庫(kù)排沙比是指一定時(shí)間內(nèi)排出水庫(kù)的泥沙與進(jìn)入水庫(kù)泥沙的比率，是影響水庫(kù)使用壽命的一個(gè)重要影響因素。因此，水庫(kù)運(yùn)用過(guò)程中都希望通過(guò)調(diào)度和其它措施提高水庫(kù)排沙比，延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命。目前，水庫(kù)使用多采取“蓄清排渾”運(yùn)用措施，即汛期入庫(kù)水流含沙量較高時(shí)控制水庫(kù)在較低水位，增加排沙量，汛后入庫(kù)水流含沙量較低時(shí)蓄水抬升水庫(kù)水位，這種運(yùn)用方式在整個(gè)汛期采用一個(gè)調(diào)度模式，一定程度上降低了汛期水資源的利用率。

為了減少排沙對(duì)汛期水資源利用的影響，近年提出了一些新的排沙調(diào)度方法，如三峽水庫(kù)汛期沙峰排沙調(diào)度的方法等。汛期沙峰等排沙調(diào)度則需要針對(duì)每場(chǎng)次的洪水預(yù)測(cè)采用不同的調(diào)度方法時(shí)的排沙比，以選擇相對(duì)優(yōu)化的調(diào)度方式。目前三峽水庫(kù)排沙比的預(yù)測(cè)方法主要有兩種，一是觀測(cè)預(yù)報(bào)方法，即通過(guò)水庫(kù)沿程水流泥沙連續(xù)觀測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，該方法的不足主要是不能反映不同調(diào)度方式對(duì)排沙比的影響，預(yù)測(cè)精度受到影響；另一種是采用水流泥沙數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)的方法，即根據(jù)場(chǎng)次洪水入庫(kù)水流泥沙條件，模擬不同調(diào)度方式時(shí)的水庫(kù)排沙比，該方法精度相對(duì)較高，不足這之處是模擬計(jì)算需要較多時(shí)間，實(shí)時(shí)性和方便性受到影響。為此需要研發(fā)出一種精度相對(duì)較高的場(chǎng)次洪水排沙比快速預(yù)測(cè)方法，以滿足汛期實(shí)時(shí)排沙調(diào)度的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水庫(kù)排沙比的預(yù)測(cè)方法，以克服現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法中所需模擬計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)、預(yù)測(cè)效率低的缺陷。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種水庫(kù)排沙比的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

選定被測(cè)水庫(kù)的入庫(kù)控制站；

在被測(cè)水庫(kù)的當(dāng)前汛期，實(shí)時(shí)收集所述入庫(kù)控制站的資料數(shù)據(jù)，所述資料數(shù)據(jù)包括所述入庫(kù)控制站的入庫(kù)流量、入庫(kù)控制站的沙峰含沙量、水庫(kù)的入庫(kù)流量和水庫(kù)壩前水位；

統(tǒng)計(jì)所述入庫(kù)控制站在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均入庫(kù)流量以及所述沙峰含沙量的增量；

當(dāng)所述平均入庫(kù)流量qin大于第一預(yù)設(shè)值，且所述增量大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比，所述傳播時(shí)間表是通過(guò)收集被測(cè)水庫(kù)已出現(xiàn)的各次汛期的沙峰輸移時(shí)間，統(tǒng)計(jì)分析得到；所述關(guān)系圖是通過(guò)收集被測(cè)水庫(kù)已出現(xiàn)的各次汛期的觀測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析得到。

優(yōu)選的，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比具體包括：

依據(jù)所述水庫(kù)的入庫(kù)流量和水庫(kù)壩前水位數(shù)據(jù)，確定水庫(kù)的下泄流量qout；

針對(duì)所述水庫(kù)的下泄流量，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts；

根據(jù)所述沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs；

根據(jù)所述平均入庫(kù)流量數(shù)據(jù)qin和平均下泄流量qs的平均值q，即q＝(qin+qs)/2，查詢所述關(guān)系圖預(yù)測(cè)出該水庫(kù)此次汛期的排沙比。

優(yōu)選的，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比具體包括：

根據(jù)水庫(kù)相關(guān)調(diào)度規(guī)程和當(dāng)時(shí)具體情況確定，確定水庫(kù)的下泄流量qout；

針對(duì)所述水庫(kù)的下泄流量，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts；

根據(jù)所述沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs；

根據(jù)所述平均入庫(kù)流量數(shù)據(jù)qin和平均下泄流量qs的平均值q，即q＝(qin+qs)/2，查詢所述關(guān)系圖預(yù)測(cè)出該水庫(kù)此次汛期的排沙比。

優(yōu)選的，確定水庫(kù)的下泄流量qout具體包括水庫(kù)下泄流量qout的最大值qmax和最小值qmin；水庫(kù)下泄流量qout允許的最大值qmax受下游防洪和航運(yùn)要求限制，水庫(kù)下泄流量qout允許的最小值qmin受生態(tài)、發(fā)電、水庫(kù)防洪和下游航運(yùn)的要求限制。

優(yōu)選的，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts具體包括，計(jì)算所述平均入庫(kù)流量qin和水庫(kù)的下泄流量qout在第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均值；如果查詢時(shí)，計(jì)算的所述平均流量在所述傳播時(shí)間表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)值時(shí)，采用線性插值的方法查詢出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts。

優(yōu)選的，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs具體包括，以洪水入庫(kù)時(shí)間起算，入庫(kù)五日平均流量為第一天至第五天的平均入庫(kù)流量qin，而渾水出庫(kù)時(shí)的平均下泄流量qs則以所述傳播時(shí)間表中查得的時(shí)間開(kāi)始計(jì)算，并后延五日，根據(jù)出庫(kù)流量過(guò)程，由ts至ts+5日內(nèi)每天的平均下泄流量和水庫(kù)壩前平均水位分別計(jì)算得到水庫(kù)平均下泄流量qs和水庫(kù)壩前平均水位數(shù)據(jù)。

采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所提出的預(yù)測(cè)方法不需要額外的觀測(cè)數(shù)據(jù)，只需要利用常規(guī)的水文觀測(cè)數(shù)據(jù)，節(jié)約的成本，并且通過(guò)查表和圖的方法進(jìn)行水庫(kù)排沙比的快速預(yù)測(cè)，避免了復(fù)雜和耗時(shí)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算，提高了預(yù)測(cè)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為水庫(kù)壩前水位、平均流量與排沙比的關(guān)系圖；

圖3為采用本發(fā)明的預(yù)測(cè)方法與實(shí)際觀測(cè)的排沙比對(duì)照?qǐng)D。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，這里的描述不意味著對(duì)應(yīng)于實(shí)施例中陳述的具體實(shí)例的所有主題都在權(quán)利要求中引用了。

參考圖1所示，一種水庫(kù)排沙比的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

選定被測(cè)水庫(kù)的入庫(kù)控制站；

在被測(cè)水庫(kù)的當(dāng)前汛期，實(shí)時(shí)收集所述入庫(kù)控制站的資料數(shù)據(jù)，所述資料數(shù)據(jù)包括所述入庫(kù)控制站的入庫(kù)流量、入庫(kù)控制站的沙峰含沙量、水庫(kù)的入庫(kù)流量和水庫(kù)壩前水位；

統(tǒng)計(jì)所述入庫(kù)控制站在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均入庫(kù)流量以及所述沙峰含沙量的增量；

當(dāng)所述平均入庫(kù)流量qin大于第一預(yù)設(shè)值，且所述增量大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比，所述傳播時(shí)間表是通過(guò)收集被測(cè)水庫(kù)已出現(xiàn)的各次汛期的沙峰輸移時(shí)間，統(tǒng)計(jì)分析得到；所述關(guān)系圖是通過(guò)收集被測(cè)水庫(kù)已出現(xiàn)的各次汛期的觀測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析得到。

進(jìn)一步地，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比具體包括：

依據(jù)所述水庫(kù)的入庫(kù)流量和水庫(kù)壩前水位數(shù)據(jù)，確定水庫(kù)的下泄流量qout；

針對(duì)所述水庫(kù)的下泄流量，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts；

根據(jù)所述沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs；

根據(jù)所述平均入庫(kù)流量數(shù)據(jù)qin和平均下泄流量qs的平均值q，即q＝(qin+qs)/2，查詢所述關(guān)系圖預(yù)測(cè)出該水庫(kù)此次汛期的排沙比。

進(jìn)一步地，根據(jù)預(yù)設(shè)的傳播時(shí)間表以及關(guān)系圖預(yù)測(cè)所述被測(cè)水庫(kù)在所述當(dāng)前汛期的排沙比具體包括：

根據(jù)水庫(kù)相關(guān)調(diào)度規(guī)程和當(dāng)時(shí)具體情況確定，確定水庫(kù)的下泄流量qout；

針對(duì)所述水庫(kù)的下泄流量，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts；

根據(jù)所述沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs；

根據(jù)所述平均入庫(kù)流量數(shù)據(jù)qin和平均下泄流量qs的平均值q，即q＝(qin+qs)/2，查詢所述關(guān)系圖預(yù)測(cè)出該水庫(kù)此次汛期的排沙比。

進(jìn)一步地，確定水庫(kù)的下泄流量qout具體包括水庫(kù)下泄流量qout的最大值qmax和最小值qmin；水庫(kù)下泄流量qout允許的最大值qmax受下游防洪和航運(yùn)要求限制，水庫(kù)下泄流量qout允許的最小值qmin受生態(tài)、發(fā)電、水庫(kù)防洪和下游航運(yùn)的要求限制。

進(jìn)一步地，查詢所述傳播時(shí)間表得出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts具體包括，計(jì)算所述平均入庫(kù)流量qin和水庫(kù)的下泄流量qout在第二預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的平均值；如果查詢時(shí)，計(jì)算的所述平均流量在所述傳播時(shí)間表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)值時(shí)，采用線性插值的方法查詢出沙峰的出庫(kù)時(shí)間ts。

進(jìn)一步地，得出沙峰出庫(kù)時(shí)水庫(kù)對(duì)應(yīng)的平均下泄流量qs具體包括，以洪水入庫(kù)時(shí)間起算，入庫(kù)五日平均流量為第一天至第五天的平均入庫(kù)流量qin，而渾水出庫(kù)時(shí)的平均下泄流量qs則以所述傳播時(shí)間表中查得的時(shí)間開(kāi)始計(jì)算，并后延五日，根據(jù)出庫(kù)流量過(guò)程，由ts至ts+5日內(nèi)每天的平均下泄流量和水庫(kù)壩前平均水位分別計(jì)算得到水庫(kù)平均下泄流量qs和水庫(kù)壩前平均水位數(shù)據(jù)。

以三峽水庫(kù)為例應(yīng)用本發(fā)明方法：

根據(jù)三峽水庫(kù)入庫(kù)控制站(寸灘水文站)流量和含沙量觀測(cè)數(shù)據(jù)及預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)判斷是否符合場(chǎng)次洪水含沙量快速預(yù)測(cè)條件；

場(chǎng)次洪水含沙量快速預(yù)測(cè)條件為：預(yù)報(bào)寸灘站5日平均入庫(kù)流量qin大于預(yù)設(shè)值25000m³/s，且沙峰期含沙量的增量為50％以上；

依據(jù)三峽水庫(kù)入庫(kù)流量和水庫(kù)壩前水位，根據(jù)水庫(kù)相關(guān)調(diào)度規(guī)程確定水庫(kù)下泄流量大小允許的變化范圍；

每場(chǎng)次的洪水期間，水庫(kù)下泄流量qout允許的最大值qmax一般受下游防洪和航運(yùn)要求限制，允許的最小值qmin一般受生態(tài)、發(fā)電、水庫(kù)防洪和下游航運(yùn)等要求限制，需要根據(jù)水庫(kù)相關(guān)調(diào)度規(guī)程和當(dāng)時(shí)具體情況確定；

在出庫(kù)流量允許范圍內(nèi)，針對(duì)不同的出庫(kù)流量過(guò)程，采用傳播時(shí)間表查詢的方法快速預(yù)測(cè)該調(diào)度方案下該場(chǎng)次洪水渾水輸移至出庫(kù)的時(shí)間ts；

得到ts后，可根據(jù)出庫(kù)流量過(guò)程得到渾水出庫(kù)時(shí)對(duì)應(yīng)平均下泄流量qs；

用q代表某場(chǎng)次洪水期間水庫(kù)入庫(kù)流量和下泄流量的平均值，即q＝(qin+qs)/2，則可根據(jù)關(guān)系圖快速預(yù)測(cè)此情況下場(chǎng)次洪水的排沙比，然后快速預(yù)測(cè)該調(diào)度方案下場(chǎng)次洪水的排沙比，為最終決策水庫(kù)調(diào)度方案提供依據(jù)；

所述沙峰的傳播時(shí)間表可以參考下表所示：

參考圖2所示，為水庫(kù)壩前水位、平均流量與排沙比的關(guān)系圖，通過(guò)計(jì)算出的壩前水位和平均流量即可快速預(yù)測(cè)出該調(diào)度方案下場(chǎng)次洪水的排沙比。

參考圖3所示，圖中為三峽水庫(kù)在2003至2013年多次汛期采用本發(fā)明的預(yù)測(cè)方法與實(shí)際觀測(cè)的排沙比對(duì)照?qǐng)D，從圖3中可以看出，預(yù)測(cè)值與觀測(cè)值符合度較好，說(shuō)明本發(fā)明的預(yù)測(cè)方法具有較高的預(yù)測(cè)精度。

最后需要說(shuō)明的是，上述描述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類(lèi)似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。