CN106845116A - 一种河系的洪水预报系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种河系的洪水预报系统,包括河系设定模块、数据获取模块、参数率定模块和预报模块,河系设定模块用于设定河系上的所有子流域的上下游拓扑关系;数据获取模块用于获取河系上的所有子流域的实时降雨量值和实时流量值及发生洪水时的历史洪水数据;参数率定模块用于根据发生洪水时的历史洪水数据对预设的预报模型的参数进行率定;预报模块用于根据河系上的所有子流域的上下游拓扑关系、每一个子流域的实时降雨量值和实时流量值、预设的未来降雨量值、预设的每一个子流域的上游子流域水库调度方式、率定后的参数及预报模型,得到河系上所有子流域的预报结果。本发明提供的系统,可同时对一个河系上的多个子流域进行洪水预报,效率较高。

Description

一种河系的洪水预报系统
技术领域
本发明涉及洪水预报技术领域,特别涉及一种河系的洪水预报系统。
背景技术
我国洪水灾害具有突发性、多发性以及不确定性,其对人类生存与发展的威胁程度比较严重,因此防洪问题越来越受到人们的关注。在应对洪水灾害的过程中,洪水预报是防洪减灾的重要工作任务之一,其成果可以为防洪工程体系调度以及防洪决策支持提供科学支撑。因此洪水预报系统应运而生。
目前的洪水预报系统以单个的流域作为主要目标进行洪水预报。
在实现本发明的过程中,本发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
流域性的大范围、多个流域的洪水预报的工作量非常大,特别是流域内涉及水库调度时,位于下游的流域的洪水通常由上游流域水流和水库泄流以及上下游区间水流叠加组成,采用现有的洪水预报系统进行洪水预报效率较低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种河系的洪水预报系统,可同时对同一河系的多个子流域进行洪水预报,效率较高。
具体而言,包括以下的技术方案:
本发明提供了一种河系的洪水预报系统,包括河系设定模块、数据获取模块、参数率定模块和预报模块,其中,所述数据获取模块分别与所述参数率定模块及所述预报模块信号连接,所述河系设定模块与所述预报模块信号连接,所述参数率定模块与所述预报模块信号连接;
所述河系设定模块用于设定所述河系上的所有子流域的上下游拓扑关系;
所述数据获取模块用于获取所述河系上的所有子流域的实时降雨量值和实时流量值及发生洪水时的历史洪水数据;
所述参数率定模块用于根据所述发生洪水时的历史洪水数据对预设的预报模型的参数进行率定;
所述预报模块用于根据所述河系上的所有子流域的上下游拓扑关系、所述河系上的每一个子流域的实时降雨量值和实时流量值、预设的未来降雨量值、预设的每一个子流域的上游子流域水库调度方式、所述预设模型的率定后的参数及所述预报模型,得到所述河系上的所有子流域的预报结果。
可选择地,所述系统还包括数据处理模块,所述数据处理模块分别与所述数据获取模块、所述参数率定模块及所述预报模块信号连接,用于将所述数据获取模块获取到的数据处理成时段化数据。
可选择地,所述预报结果包括预报流量过程、预报水位过程、洪峰流量、洪峰水位、洪峰水位出现时间、洪峰流量出现时间。
可选择地,所述河系上的不同子流域的预设的预报模型不同。
可选择地,所述预报模型包括流域综合模型、流域产流模型、流域汇流模型及河道演进模型。
可选择地,所述系统还包括修正模块,用于根据一段时间内的实时降雨量值、实时流量值以及对应的这一段时间内的预报结果对未来时间段的预报结果进行修正。
可选择地,所述预设的未来降雨量值是根据气象组织发布的数值降雨预报成果或者根据未来天气预估的所述河系上的所有子流域的平均降雨量值得到的。
可选择地,所述水库调度方式可按照所述子流域的水库的实测放水流量调度、所述子流域的水库的固有调度规则输出的放水流量调度或所述子流域的水库的放水流量调度。
可选择地,所述系统还包括预报结果发布模块,用于发布子流域的预报结果。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果:
本发明提供的河系的洪水预报系统,通过河系设定模块设定一个河系上的所有子流域的拓扑关系,数据获取模块获取所有子流域的实时数据,从而预报模型根据所有子流域的拓扑关系和实时数据及预设的预设的未来降雨量值、预设的上游子流域水库调度方式、预设模型的率定后的参数,得到河系上的所有子流域的预报结果。该系统可同时对一个河系上的所有子流域进行预报,效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明一实施例中一种河系的洪水预报系统的框图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明一实施例提供了一种河系的洪水预报系统,如图1所示,包括河系设定模块101、数据获取模块102、参数率定模块103和预报模块104。数据获取模块102分别与参数率定模块103及预报模块104信号连接,河系设定模块101与预报模块104信号连接,参数率定模块103与预报模块104信号连接。
下面将对各模块进行具体介绍。
河系设定模块101用于设定河系上的所有子流域的上下游拓扑关系。
一个河系上包括多个子流域,上游的子流域会对下游的子流域的预报结果产生影响,所以要确定河系上的所有子流域的上下游拓扑关系,并根据上下游拓扑关系进行洪水预报。
数据获取模块102用于获取河系上的所有子流域的实时降雨量值和实时流量值及发生洪水时的历史洪水数据。
子流域上可设置多个用于采集数据的站点,涉及降雨参数的,站点为雨量站点,一个子流域上可设置一个雨量站点;涉及流量参数的,站点为水文站点,一个子流域上可设置一个水文站点。
具体地,数据获取模块102可从各子流域的各个站点获取实时降雨量值和实时流量值,并从每个站点的数据库中获取历史上发生洪水时的历史洪水数据。
在本实施例中,数据获取模块102还可用于获取地理空间数据、工程基本信息,这样,用户可更直观的观察河系上的子流域的上下游拓扑关系及所处的地理位置。
数据获取模块102还可获取历史数据中的多组流量值及与多组流量值对应的多组水位值,预报模块104可根据多组流量值及与多组流量值对应的多组水位值得到水位与流量的关系曲线,进而可根据子流域的实时流量得到实时水位。
参数率定模块103用于根据发生洪水时的历史洪水数据对预设的预报模型的参数进行率定。
具体地,数据获取模块102把获取的发生洪水时的历史洪水数据发送至参数率定模块103,参数率定模块103根据数据获取模块102获取的发生洪水时的历史洪水数据,对预报模型的参数进行率定,从而使预报模型预报的结果更加准确。可通过人工调整或者自动优化方法进行参数的率定,率定后的参数替换预报模型自带的参数。
预报模型可包括流域综合模型、流域产流模型、流域汇流模型及河道演进模型。其中,不同的子流域自然特征不同,要选择不同的预报模型。
预报模块104用于根据河系上的所有子流域的上下游拓扑关系、河系上的所有子流域的实时降雨量值和实时流量值、预设的未来降雨量值、预设的每一个子流域的上游子流域水库调度方式、预设模型的率定后的参数,得到河系上的所有子流域的预报结果。
在本实施例中,预设的未来降雨量值是根据气象组织发布的数值降雨预报成果或者根据未来天气预估的子流域平均降雨量值得到的,水库调度方式可按照子流域的水库的实测放水流量调度、子流域的水库的固有调度规则输出的放水流量调度或子流域的水库的放水流量调度。
预报结果包括预报流量过程、预报水位过程、洪峰流量、洪峰水位、洪峰水位出现时间、洪峰流量出现时间。
作为本实施例的一种改进,河系的洪水预报系统还包括数据处理模块。数据处理模块分别与数据获取模块102、参数率定模块103及预报模块104信号连接,用于将数据获取模块102获取到的数据处理成时段化数据。参数率定模块103、预报模块104根据数据处理模块处理得到的时段化数据进行参数率定和洪水预报。
作为本实施例的一种改进,河系的洪水预报系统还包括修正模块,用于根据一段时间内的实时降雨量值、实时流量值以及对应的这一段时间内的预报结果对未来时间段的预报结果进行修正。具体地,通过数据获取模块102获取的某一子流域一段时间内的实时降雨量值、实时流量值,以及预报模块104根据数据获取模块102获取的数据、对应的这段时间内的预设的未来降雨量值、预设的上游子流域的水库调度方式、预设的预报模型的率定后的参数及预报模型,得到的该子流域的预报结果,进而得到预报结果及实际测量值之间的误差,并根据该误差对未来时间段的预报结果进行修正,从而使未来时间段的预报结果更准确。具体地,根据一段时间内的实测流量数据及这段时间内对应的流量过程修正未来时间段的预报流量过程,根据一段时间内的实时水位值及这段时间内对应的预报水位过程修正未来时间段的预报水位过程。
作为本实施例的一种改进,河系的洪水预报系统还包括预报结果发布模块,用于发布子流域的预报结果。
用户可根据需求查询河系上某一子流域的预报结果,进而预报结果发布模块发布该子流域的预报结果。具体的,用户可查询同一子流域的两个或两个以上的预报结果,并进行对比分析,优选出比较精确的预报结果。两个或两个以上的预报结果可以是不同时间点得到的预报结果。
本实施例提供的河系的洪水预报系统,通过河系设定模块设定一个河系上的所有子流域的拓扑关系,数据获取模块获取所有子流域的实时数据,从而预报模型根据所有子流域的拓扑关系和实时数据及预设的未来降雨量值、预设的上游子流域水库调度方式、预设模型的率定后的参数及各个子流域的预报模型,得到河系上的所有子流域的预报结果。该系统可同时对一个河系上的所有子流域进行预报,效率较高。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种河系的洪水预报系统,其特征在于,包括河系设定模块、数据获取模块、参数率定模块和预报模块,其中,所述数据获取模块分别与所述参数率定模块及所述预报模块信号连接,所述河系设定模块与所述预报模块信号连接,所述参数率定模块与所述预报模块信号连接;
所述河系设定模块用于设定所述河系上的所有子流域的上下游拓扑关系;
所述数据获取模块用于获取所述河系上的所有子流域的实时降雨量值和实时流量值及发生洪水时的历史洪水数据;
所述参数率定模块用于根据所述发生洪水时的历史洪水数据对预设的预报模型的参数进行率定;
所述预报模块用于根据所述河系上的所有子流域的上下游拓扑关系、所述河系上的每一个子流域的实时降雨量值和实时流量值、预设的未来降雨量值、预设的每一个子流域的上游子流域水库调度方式、所述预设模型的率定后的参数及所述预报模型,得到所述河系上的所有子流域的预报结果。
2.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述系统还包括数据处理模块,所述数据处理模块分别与所述数据获取模块、所述参数率定模块及所述预报模块信号连接,用于将所述数据获取模块获取到的数据处理成时段化数据。
3.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述预报结果包括预报流量过程、预报水位过程、洪峰流量、洪峰水位、洪峰水位出现时间、洪峰流量出现时间。
4.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述河系上的不同子流域的预设的预报模型不同。
5.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述预报模型包括流域综合模型、流域产流模型、流域汇流模型及河道演进模型。
6.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述系统还包括修正模块,用于根据一段时间内的实时降雨量值、实时流量值以及对应的这一段时间内的预报结果对未来时间段的预报结果进行修正。
7.根据权利要求1所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述预设的未来降雨量值是根据气象组织发布的数值降雨预报成果或者根据未来天气预估的所述河系上的所有子流域的平均降雨量值得到的。
8.根据权利要求1其中任一项所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述水库调度方式可按照所述子流域的水库的实测放水流量调度、所述子流域的水库的固有调度规则输出的放水流量调度或所述子流域的水库的放水流量调度。
9.根据权利要求1-8其中任一项所述的河系的洪水预报系统,其特征在于,所述系统还包括预报结果发布模块,用于发布子流域的预报结果。
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Inventor before: Han Guangyuan

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Inventor before: Zhang Zhongbo

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