CN112116785A - 一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置 - Google Patents

一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置，属于尾矿库技术领域，预警方法包括：获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；确定尾矿库库区洪水来流过程线；确定调洪库容与高程关系线；确定泄流能力与高程关系线；根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，获得调洪过程最高库水位高程；当调洪过程最高库水位高程大于或等于库水位预警值时，进行报警。本发明公开的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，可获得尾矿库精确降雨预报值，并提前及时地进行强降雨灾害预报及预警。

Description

一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置
技术领域
本发明涉及尾矿库技术领域，尤其涉及一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置。
背景技术
尾矿库是矿山企业生产中用于贮存选矿后尾矿的重要设施，也是潜伏巨大安全隐患的危险源，其不仅关系到矿山的正常生产运行，同时还关系到下游人民群众的生命及财产安全。
国内、外尾矿库溃坝事故累见不鲜，其中因暴雨引起的尾矿库灾害概率达50％以上。主要在于较多尾矿库没有降雨灾害预报，致使临时组织抢险措施仓促。为保障尾矿库安全，目前国内四等库以上的尾矿库大多已安装了在线监测系统，对尾矿库的运行数据进行实时采集和分析，包括库水位等，主要用于指导尾矿库生产运行。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述现有技术至少存在如下技术问题：
虽然现有的一些尾矿库安装了在线监测系统，但其主要在于监测尾矿库的运行数据，对尾矿库运行情况只能实时判断，没有降雨灾害预报，有的即使有降雨预报，但完全凭经验或者参考设计洪水标准的雨量主观判断，不能与尾矿库现场实际有效结合，无法获得精确降雨预报，无法提前及时地进行强降雨灾害预报及预警，误差较大而易影响决策，导致尾矿库易受强降雨灾害影响。
发明内容
本申请实施例通过提供一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置，解决了现有技术中无法精确预报降雨量、无法提前及时地进行强降雨灾害预报及预警而导致尾矿库安全隐患较大的技术问题，实现了可获得尾矿库精确降雨预报值，并提前及时地进行强降雨灾害预报及预警，为应急处理留下足够时间，为企业和当地政府提前预报、及时掌握和从容决策提供技术支撑。
一方面，本申请实施例提供了一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，所述预警方法包括：
获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
另一方面，本申请实施例提供了一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警装置，适应于上述的预警方法，所述预警装置包括：
气象预报降雨量获取模块，用于获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
预报降雨量修正模块，用于根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
洪水来流过程线确定模块，用于根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
调洪库容与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
泄流能力与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
动态调洪演算模块，用于根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
预警比较模块，用于将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
又一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如前述一方面实施例所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法。
又一方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述一方面实施例所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，并根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量，即可通过尾矿库库区降雨长期实际情况进行修正气象预报降雨量，可形成尾矿库精确降雨预报值，并通过根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值确定尾矿库库区洪水来流过程线，根据待预警尾矿库的尾矿库参数确定调洪库容与高程关系线，根据待预警尾矿库的尾矿库参数确定泄流能力与高程关系线，再根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程，即可针对尾矿库精确降雨预报值以及尾矿库实际情况进行精准化的调洪演算，以获得精确的调洪过程最高库水位高程，最后将调洪过程最高库水位高程与待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当调洪过程最高库水位高程大于或等于待预警尾矿库的库水位预警值时，即进行报警，从而可提前预判尾矿库库水位涨跌状态，分析防洪安全状况，提前及时地进行降雨灾害预报预警，为应急处理留下足够时间，可为企业和当地政府提前预报、及时掌握和从容决策提供技术支撑，以减小尾矿库受强降雨天气的影响，具有显著的经济效益和社会效益。
并且，通过持续获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，并在修正后进行动态调洪演算，形成持续动态预警，可有效监控，提前及时地进行降雨灾害预报预警。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是根据一些实施例的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法的流程框图；
图2是根据一些实施例的尾矿库库区洪水来流过程线的曲线图；
图3是根据一些实施例的库水位与泄流量关系曲线图；
图4是根据一些实施例的尾矿库库区洪水来流过程线与洪水调洪过程线的曲线图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尾矿库是矿山企业生产中用于贮存选矿后尾矿的重要设施，也是潜伏巨大安全隐患的危险源，其不仅关系到矿山的正常生产运行，同时还关系到下游人民群众的生命及财产安全。国内、外尾矿库溃坝事故累见不鲜，其中因暴雨引起的尾矿库灾害概率达50％以上。主要在于较多尾矿库没有降雨灾害预报，致使临时组织抢险措施仓促。为保障尾矿库安全，目前国内四等库以上的尾矿库大多已安装了在线监测系统，对尾矿库的运行数据进行实时采集和分析，包括库水位等，主要用于指导尾矿库生产运行。
虽然现有的一些尾矿库安装了在线监测系统，但其主要在于监测尾矿库的运行数据，对尾矿库运行情况只能实时判断，没有降雨灾害预报，有的即使有降雨预报，但完全凭经验或者参考设计洪水标准的雨量主观判断，不能与尾矿库现场实际有效结合，无法获得精确降雨预报，无法提前及时地进行强降雨灾害预报及预警，误差较大而易影响决策，导致尾矿库易受强降雨灾害影响。
为了解决现有技术中无法精确预报降雨量、无法提前及时地进行强降雨灾害预报及预警而导致尾矿库安全隐患较大的技术问题，本申请实施例提供了一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法及装置。
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本申请实施例提供了一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，该预警方法包括：
S100：获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
S200：根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
S300：根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
S400：根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
S500：根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
S600：根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
S700：将调洪过程最高库水位高程与待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当调洪过程最高库水位高程大于或等于待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
本申请实施例提供的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，通过获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，并根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量，即可通过尾矿库库区降雨长期实际情况进行修正气象预报降雨量，可形成尾矿库精确降雨预报值，并通过根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值确定尾矿库库区洪水来流过程线，根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程，即可针对尾矿库精确降雨预报值以及尾矿库实际情况进行精准化的调洪演算，以获得精确的调洪过程最高库水位高程，最后将调洪过程最高库水位高程与待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当调洪过程最高库水位高程大于或等于待预警尾矿库的库水位预警值时，即进行报警，从而可提前预判尾矿库库水位涨跌状态，分析防洪安全状况，提前及时地进行降雨灾害预报预警，为应急处理留下足够时间，可为企业和当地政府提前预报、及时掌握和从容决策提供技术支撑，以减小尾矿库受强降雨天气的影响，具有显著的经济效益和社会效益。
并且，通过持续获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，并在修正后进行动态调洪演算，形成持续动态预警，可有效监控，提前及时地进行降雨灾害预报预警。
下面，将对本申请实施例中的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法的各步骤进行进一步地说明。
步骤S100中，获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括：
获取汛期提前n小时的待预警尾矿库的气象预报降雨量。n为正整数。例如可在汛期提前72小时、24小时、12小时、6小时、3小时获取预报降雨量，但不限于此。
可选地，获取汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括以下至少一种：
获取汛期提前72小时逐24小时滚动预报的未来72小时内降雨量；
获取汛期提前72小时逐12小时滚动预报的未来72小时内降雨量；
获取汛期提前24小时逐6小时滚动预报的未来24小时内降雨量；
获取汛期提前12小时逐3小时滚动预报的未来24小时内降雨量；
获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量。
上述五种降雨量预报产品可以由气象部门推送，用于尾矿库汛期的应急管理，可以根据多模式动态降水集成预报和智能网格预报融合得到，或者根据多模式动态降水集成预报和江西省气象台短临同化分析系统得到。优选地，可选择获取汛期提前72小时逐12小时滚动预报的未来72小时内降雨量、获取汛期提前24小时逐6小时滚动预报的未来24小时内降雨量、获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量这三种，范围逐渐缩小，精度越来越高，利于提高预警方法的预警准确性。依次获取该三种气象预报降雨量后，分别进行上述步骤S100-S700的预警方法，进行动态预警，使预警精度越来越高。
其中，所述获取汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括：
获取多种降雨预报模式产品提供的汛期提前n小时的待预警尾矿库的气象预报降雨量。其中，多种降雨预报模式产品可以包括欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、美国环境预报中心(NCEP)、中国集合预报系统(GRAPES)、上海华东区域模式产品、德国模式产品等，但不限于此。每一模式可以获取汛期提前72小时、24小时、12小时、6小时、3小时预报降雨量。
步骤S200中，根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量，包括：
根据过去m天待预警尾矿库的现场实时监测降雨量对过去m天多种降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种降雨预报模式产品分配权重系数；其中，m为正整数，m≥5，优选地，m的取值范围可以是5至60，但m的取值范围不限于此；
根据对多种降雨预报模式产品分配的权重系数和多种降雨预报模式产品提供的汛期提前n小时的待预警尾矿库的气象预报降雨量，并通过降雨量值公式，获得修正预报降雨量；其中，降雨量值公式为：
Figure BDA0002644527240000051
Figure BDA0002644527240000052
式中，QPFdis为修正预报降雨量，Wi为第i个模式的权重系数，QPFi为第i个模式提供的气象预报降雨量。
例如，根据欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、美国环境预报中心(NCEP)、中国集合预报系统(GRAPES)、上海华东区域模式产品、德国模式产品等降雨预报模式产品输出的3h、6h、12h、24h等气象预报降雨量，动态检验各种降雨预报模式产品在过去30天输出的气象预报降雨量与待预警尾矿库的现场实时监测降雨量的误差，根据预报误差检验结果，给予误差最小的降雨预报模式产品最高的权重系数(W)，给予误差最大的降雨预报模式产品最低的权重系数(W)，通过各个降雨预报模式产品的气象预报降雨量与对应的权重系数相乘得到修订后的气象预报降雨量，再进行累加，最终得到集成的修正预报降雨量QPF。
其中，对降雨预报模式产品分配的权重系数通过基于样本的降雨预报模式产品观测降水分布相关系数最优的频率P得到，其中，P＝NC/NA，式中，NC表示某一降雨预报模式产品相关系数最优的天数，NA表示样本的天数。例如，在过去30天的样本天数中，针对每一天的多种降雨预报模式产品中，哪一降雨预报模式产品的气象预报降雨量误差最小则给该降雨预报模式产品加1，从而获得30天样本中各降雨预报模式产品的最优天数。
以2019年7月5日20时预报的未来6h某站点降水预报为例，各模式输出的该站点预报结果以及过去30天降水预报误差得到权重系数如下表：
Figure BDA0002644527240000061
其中，获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量，可以根据多模式动态降水集成预报和气象台短临同化分析系统，获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量。例如，待预警尾矿库在江西，则可根据江西省气象台短临同化分析系统得到汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量。
通过获得气象台在汛期提前72小时、24小时、3小时预报降雨对尾矿库格点雨量预报及风险预报建设分析，能够快速准确的反映出降雨跟库水位关系。
其中，根据过去m天待预警尾矿库的现场实时监测降雨量对过去m天多种降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种降雨预报模式产品分配权重系数，包括：
获取安装在待预警尾矿库库区范围内的雨量计过去m天监测的实际降雨量；
根据安装在待预警尾矿库库区范围内的雨量计过去m天监测的实际降雨量对过去m天多种降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种降雨预报模式产品分配权重系数。
具体地，可以根据气象对尾矿库格点雨量预报时间，同步启动实时在线监测雨量累计柱状图计算，进行长期雨量对比、校验，以改进不同模式的权重系数Wi的分配。
由于尾矿库处的降雨与气象预报降雨关系是点与面的关系，气象预报降雨难以准确反映尾矿库处的降雨量，本申请实施例通过采用以上设置，通过长期的尾矿库现场实时监测降雨量与气象预报降雨量进行对比、校验及修正，最终形成尾矿库精确降雨预报值，进而利于得出精准化的尾矿库动态调洪演算及降雨灾害预报预警。
步骤S300中，根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线，包括：
获取待预警尾矿库所在区域的水文手册；
基于待预警尾矿库所在区域的水文手册，根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，进行降雨—径流模型计算，确定尾矿库库区洪水来流过程线。
例如，可以根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值计算出待预警尾矿库最大24小时的洪水过程线、洪峰流量和一次洪水总量，包括：
尾矿库在运行期汇水面积包括三个部分：一是库内澄清区，二是尾矿干滩区，三是库周自然山体。其洪峰流量和一次洪水总量，针对汇水面积小于或等于3km2的尾矿库可根据坡面汇流经验公式分别计算：
根据库内澄清区洪峰流量公式得到待预警尾矿库的库内澄清区的洪峰流量，库内澄清区洪峰流量公式为：
QP＝0.278×SP×F
式中，QP为频率为P的洪峰流量(m3/s)，SP为频率为P的雨力(mm/h)，F为汇水面积(km2)；
根据库内澄清区一次洪水总量公式得到待预警尾矿库的库内澄清区的一次洪水总量，库内澄清区一次洪水总量公式为：
WP＝0.1×H24P×F
式中，WP为频率为P的一次洪水总量(m3)，H24P为频率为P的24小时降雨量(mm)，F为汇水面积(km2)；
根据尾矿干滩区洪峰流量公式得到所述待预警尾矿库的尾矿干滩区的洪峰流量，所述尾矿干滩区洪峰流量公式为：
QP＝0.278×(SP-fc’)×F
式中，QP为频率为P的洪峰流量(m3/s)，SP为频率为P的雨力(mm/h)，fc’为尾矿干滩区的雨量损失(mm/h)，F为汇水面积(km2)；
根据尾矿干滩区一次洪水总量公式得到所述待预警尾矿库的尾矿干滩区的一次洪水总量，所述尾矿干滩区一次洪水总量公式为：
WP＝0.1×(H24P-24fc’)×F
式中，WP为频率为P的一次洪水总量(m3)，H24P为频率为P的24小时降雨量(mm)，fc’为尾矿干滩区的雨量损失(mm/h)，F为汇水面积(km2)；
根据库周自然山体洪峰流量公式得到所述待预警尾矿库的库周自然山体的洪峰流量，所述库周自然山体洪峰流量公式为：
QP＝0.278×(SP-fc)×F
式中，QP为频率为P的洪峰流量(m3/s)，SP为频率为P的雨力(mm/h)，fc为库周自然山体的雨量损失(mm/h)，F为汇水面积(km2)；
根据库周自然山体一次洪水总量公式得到所述待预警尾矿库的库周自然山体的一次洪水总量，所述库周自然山体一次洪水总量公式为：
WP＝0.1×(H24P-24fc)×F
式中，WP为频率为P的一次洪水总量(m3)，H24P为频率为P的24小时降雨量(mm/h)，fc为库周自然山体的雨量损失(mm/h)，F为汇水面积(km2)；
最后确定尾矿库库区洪水来流过程线。
对于一般尾矿库，或库周自然山体汇水面积大于3km2、但小于30km2的尾矿库，其洪水过程线、洪峰流量和一次洪水总量可以采用水量平衡法和当地的推理公式法进行对比计算，取其大值。
根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线，还可以为：
根据水量平衡公式获取洪峰流量和一次洪水总量，并确定尾矿库库区洪水来流过程线，所述水量平衡公式为：
I有-Qi-1+Mi-1＝Mi
式中，I有为时段平均入流，Qi-1为按时段初值的出流，Mi-1为时段初M值，Mi为时段末M值。
按此方程可列表计算，方法及步骤如下：
(1)确定设计暴雨H24P的时程分配；
(2)坡面与地下汇流计算。
推理公式法(以江西省为例)：
计算公式：
Q＝0.278×(h/τ)×F
τ＝0.278(L/mJ1/3Q1/4)
式中，Q为洪峰流量，h为地面净雨，τ为洪峰汇流时间，L为干流长度，J为L的平均坡度，m为汇流参数。推理公式法主要定量出汇流参数m值和地理指标L/J1/3。
步骤S400中，根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线，包括：
获取所述待预警尾矿库的库区地形图；
根据安装在待预警尾矿库排水构筑物附近的水位计实测的实测库水位、尾矿沉积滩平均坡度、坝顶高程，并结合所述待预警尾矿库的库区地形图，可以计算出相应的调洪库容，从而确定调洪库容与高程关系线。
其中一示例如下表(调洪库容计算表)：
Figure BDA0002644527240000081
根据调洪库容计算表可绘出库水位～调洪库容曲线图以备用。
步骤S500中，根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线，包括：
根据待预警尾矿库的排洪系统的参数，以待预警尾矿库的实测库水位作为起始水位，确定泄流能力与高程关系线。将实测的待预警尾矿库的库水位作为起始水位计算出尾矿库排洪系统在各库水位时对应的泄流能力和流态。通常情况下，尾矿库排水系统常用的基本型式为：
第一种：井—管(或隧洞)式排水系统，即为井—管式排水系统或井—隧洞式排水系统；
第二种：斜槽—管(或隧洞)式排水系统，即为斜槽—管式排水系统或斜槽—隧洞式排水系统；
第三种：明口隧洞；
第四种：堰流的溢洪道；
第五种：上述四种中的任意组合搭配。
针对不同型式的尾矿库排水系统，分别采用对应的泄流量计算公式计算泄流量，从而确定泄流能力与高程关系线。
对于井—管(或隧洞)式排水系统，其泄流量计算公式见下表：
Figure BDA0002644527240000091
Figure BDA0002644527240000101
上述表格中，各符号说明如下：
Hy为溢流堰泄流水头，米；
H0-----最上层未淹没工作窗口的泄流水头，米；
Hi-----第i层全淹没工作窗口的泄流计算水头，米；
H-----计算水头，为库水位与排水管(或隧洞)入口断面中心标高之差，米；
Hj-----井口泄流水头，米；
Hz----计算水头，为库水位与排水管(或隧洞)下游出口断面中心标高之差，米；当下游有水时，为库水位与下游水位的高差；
nc-----同一个横断面上排水口的个数；
m---堰流量系数；
ε----侧向收缩系数；
εb---断面突然收缩系数；
bc----一个排水窗口的宽度，米；
ωc----一个排水窗口的面积，米2；
ωs----井口水流收缩断面面积，米2，ωs＝εbωj
ωL----框架立柱和圈梁之间的过水净空总面积，米2；
ω----井中水深范围内的窗口总面积，米2；
ωj----排水井井筒横断面面积，米2；
ω1----排水井窗口总面积，米2；
ω2----排水井井筒外壁表面积，米2；
Fs----排水管(或隧洞)入口水流收缩断面面积，米2，Fs＝εbFe；
Fx----排水管(或隧洞)下游出口断面面积，米2；
Fg----排水管(或隧洞)计算管段断面面积，米2；
Fe----排水管(或隧洞)入口断面面积，米2；
λj-----排水井沿程水头损失系数，λj＝8g/C2；
λg-----排水管沿程水头损失系数，λg＝8g/C2；
l-----排水井内管顶以上的水深，米；
L----排水管(或隧洞)计算管段的长度(断面无变化时，即为管道的全长)，米；
d----排水井内径，米；
D----排水管(或隧洞)计算管段的内径，米，对于非圆管取D＝4Rg；
A----系数；
Rg----排水管(或隧洞)计算管段的水力半径，米；
Rj----排水井井筒断面的水力半径，米；
De----排水窗口直径，米；
mb----环形堰流量系数；
б-----堰顶宽度；米；
C-----谢才系数；
n-----管壁粗糙系数；
ζ----排水管(或隧洞)沿线上的局部水头损失系数，包括转角，分叉，断面变化等；
ζ0----系数；
ζ1----排水窗口局部水头损失系数；
ζ2-----排水管(或隧洞)入口局部水头损失系数，直角入口ζ2＝0.5，圆角或斜角入口；
ζ2＝0.2～0.25，喇叭口入口ζ2＝0.1～0.2；
ζ3-----排水井中水流转向局部水头损失系数；
ζ4-----排水井进口局部水头损失系数；
ζ5-----排水井框架局部水头损失系数，为立柱、横梁的局部水头损失系数之和；
ζ5＝∑βK1，β----梁、柱形状系数，矩形断面β＝2.42，圆形断面β＝1.79；K1---梁、柱有效断面系数；
f2＝Fs/ω；
f1＝Fs/ωj；
f7＝Fs/ωl；
f3＝Fx/Fg；
f8＝Fx/ωl；
f6＝ωs/ωL；
f5＝Fx/ωj；
f9＝＝Fx/Fe。
对于斜槽—管(或隧洞)式排水系统，其泄流量计算公式见下表：
Figure BDA0002644527240000111
上述表格中，各符号说明如下：
Hs——自由泄流水头，米，自斜槽侧壁过水部分的最低点起算；
Ht——自由泄流水头，米，自盖板上沿最高点起算；
Hb——半压力流泄流水头，米，为库水位与斜槽进口断面中心的标高差；
Hy——压力流泄流水头，米，为库水位与排水管(或隧洞)下游出口断面中心的标高差，当下游淹没时，为库水位与下游水位的标高差；
b——梯形堰的底宽，米，b＝b1+(2h/sinβ)；
h——平盖板的厚度及拱形盖板的外沿拱高，米；
b1——斜槽的净空宽度，米；
β——斜槽的倾角，度，β＝(tgi)-1；
i——斜槽的坡度；
m1——堰流量系数；
m2——孔口流量系数，平盖板m2＝0.52，拱盖板m2＝0.55；σn——淹没系数；
ωx——斜槽断面面积，米2；
ωc——排水管(或隧洞)出口断面面积，米2；
φ——系数。
对于明口隧洞排水系统，其泄流量计算公式见下表：
Figure BDA0002644527240000121
上述表格中，各符号说明如下：
H0——隧洞进口处的计算水头，米，自洞口底起算；
m——流量系数，可取m≈mσ；
b——隧洞宽度，米；
m’——流量系数，可取m’＝(1.02～1.03)m；
σn——淹没系数；
h——隧洞高度，米，对圆形隧洞取h＝d；
ω——隧洞断面面积，米2；
β——系数；
μ0——流量系数；
i——隧洞坡度；
C——谢才系数；
L——隧洞长度，米；
R——水力半径，米。
对于堰流的溢洪道排水系统，其泄流量计算公式见下表：
Figure BDA0002644527240000122
Figure BDA0002644527240000131
步骤S600中，根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程，包括：
以所述待预警尾矿库的实测库水位作为起调水位，根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线，通过水量平衡方程式进行动态调洪演算，获得洪水调洪过程线，进而确定调洪过程最高库水位高程。
若待预警尾矿库库区汇水面积小于或等于3km2，可以采用高切林公式进行调洪演算，高切林公式为：
q＝Qp(1-Vt/Wp)
式中，q为所需排水构筑物的泄流量，Qp为频率为P的洪峰流量，Vt为某坝高时的调洪库容，Wp为频率为P的一次洪水总量。高切林公式适用于对于洪水过程线可概化为三角形，且排水过程线可近似为直线的简单情况。
可以根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线以及安装在待预警尾矿库排水构筑物附近的水位计实时测得的库水位进行调洪演算，得出未来24小时内的库内最高水位，从而确定调洪过程最高库水位高程。
对于尾矿库库周自然山体汇水面积大于3km2的尾矿库的调洪演算，或者一般尾矿库的调洪演算，可以根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线，通过水量平衡方程式进行动态调洪演算，获得洪水调洪过程线，进而确定调洪过程最高库水位高程，所述水量平衡方程式为：
(1/2)×(QS+QZ)△t-(1/2)×(qs+qz)△t＝Vz-Vs
式中，QS为时段始时尾矿库的来洪流量，QZ为时段终时尾矿库的来洪流量，qs为时段始时尾矿库的泄洪流量，qz为时段终时尾矿库的泄洪流量，Vz为时段始时尾矿库的蓄洪量，Vs为时段终时尾矿库的蓄洪量。
可以令Q平＝(1/2)×(QS+QZ)，将其代入上式中，整理后得：
Vz+0.5qz△t＝Q平△t+(Vs-0.5qz△t)
求解上式可列表计算，预先根据泄流量(q)--库水位(H)--调洪库容(Vt)之间的关系绘出q～V+0.5q△t和q～V-0.5q△t辅助曲线备查。
尾矿库动态调洪演算成果中反映出不同时段尾矿库预测来流量、库内水位起伏以及该水位对应调洪库容和泄流量，从而可确定调洪后泄流最大要求，进而确定调洪过程最高库水位高程。
在步骤S600之后，步骤S700之前，还可以包括：
根据待预警尾矿库等别确定尾矿库最小安全超高及最高限制水位，同时结合待预警尾矿库运行过程中的库水位，制定尾矿库预警水位，确定所述待预警尾矿库的库水位预警值。
库水位预警值可以设置有多个，多个库水位预警值均不相同，每一库水位预警值对应于一种形式的报警。例如，可设置三级预警：黄、橙、红，其预警水位依次递增，库水位预警值递增。当调洪过程最高库水位高程大于或等于待预警尾矿库的其中一库水位预警值时，即进行一种颜色的报警。
其中，可以根据尾矿库坝体高度、总库容及尾矿库失事对下游影响程度确定待预警尾矿库等别。
在步骤S700中，将调洪过程最高库水位高程与待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当调洪过程最高库水位高程大于或等于待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警，即将调洪过程最高库水位高程与制定的尾矿库预警水位进行比较，当调洪过程最高库水位达到制定的尾矿库预警水位时，则进行报警，达到黄色预警水位时即进行黄色预警，达到橙色预警水位时即进行橙色预警，达到红色预警水位时即进行红色预警。
其中，预警方法还包括步骤：持续获取待预警尾矿库的气象预报降雨量，并重复步骤S100-S700，以实现动态调洪演算，进行持续动态预警。可有效监控，提前及时地进行降雨灾害预报预警。
下面以一具体示例介绍基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法。
待预警尾矿库的汇水面积F＝0.833km2，流域长L＝1.44km，平均河槽比降为J＝0.115。
获取汛期提前72小时逐12小时滚动预报的未来72小时内降雨量，获取汛期提前24小时逐6小时滚动预报的未来24小时内降雨量，获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量，以获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量。根据待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正气象预报降雨量，获得修正预报降雨量。根据修正预报降雨量和待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线，如图2所示。
根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线。根据现状地形图，依照最小干滩长度及排水澄清距离的要求，按实际平均干滩坡度2％计算得出的调洪库容见下表(调洪库容计算表)：
Figure BDA0002644527240000141
根据待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线。待预警尾矿库采用斜槽—管(或隧洞)式排水系统，根据斜槽—管(或隧洞)式排水系统泄流能力计算公式如下：
(1)自由泄流：
a、当水位未超过盖板上沿最高点时，
Figure BDA0002644527240000151
b、当水位超过盖板上沿最高点时，
Figure BDA0002644527240000152
(2)半压力流：
Figure BDA0002644527240000153
(3)压力流：
Figure BDA0002644527240000154
Figure BDA0002644527240000155
根据上式计算得出该排洪系统不同库水位对应各流态情况下的泄流量见下表(排洪系统泄流能力计算表)：
Figure BDA0002644527240000156
Figure BDA0002644527240000161
根据尾矿库运行要求，库内正常水面与堆积坝顶高差约2.5～4.0m，库内排洪构筑物可能的泄流状态为自由泄流和半压力流，其泄流能力主要受斜槽断面和坡比控制。泄流能力与高程关系线(库水位与泄流量关系曲线)如图3所示。
根据该排洪系统泄流能力与高程关系线可知，当水位高程约为306.9m(溢流口高程为305.4m，溢流水深为1.5m)时，排洪系统泄流流态由自由泄流开始转变为半压力流。
最终该排洪构筑物泄流能力见下表(排洪构筑物泄流能力计算成果表)：
库内水位(m) 库内泄流水深(m) 泄流能力(m<sup>3</sup>/s)
305.4 0 0
305.6 0.2 0.18
305.8 0.4 1.00
306.0 0.6 2.76
306.2 0.8 5.67
306.4 1.0 8.37
306.6 1.2 11.07
306.8 1.4 21.44
307.0 1.6 29.20
307.2 1.8 30.34
307.4 2.0 31.38
307.6 2.2 32.43
307.8 2.4 33.43
308.0 2.6 34.40
308.2 2.8 35.36
308.4 3.0 36.27
308.6 3.2 37.17
308.8 3.4 38.05
309.0 3.6 38.90
309.2 3.8 39.76
309.4 4.0 40.57
309.6 4.2 41.38
309.8 4.4 42.17
310.0 4.6 42.94
根据尾矿库库区洪水来流过程线、调洪库容与高程关系线、泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程。根据水量平衡法进行调洪演算，尾矿库内任一时段△t的水量平衡方程式为：
Figure BDA0002644527240000171
式中，QS为时段始时尾矿库的来洪流量，QZ为时段终时尾矿库的来洪流量，qs为时段始时尾矿库的泄洪流量，qz为时段终时尾矿库的泄洪流量，Vz为时段始时尾矿库的蓄洪量，Vs为时段终时尾矿库的蓄洪量。
可以令Q平＝(1/2)×(QS+QZ)，将其代入上式中，整理后得：
Vz+0.5qz△t＝Q平△t+(Vs-0.5qz△t)
本具体示例考虑△t＝1200s。求解上式可列表计算。获得洪水调洪过程线，如图4所示。调洪演算过程表如下表所示：
Figure BDA0002644527240000172
Figure BDA0002644527240000181
Figure BDA0002644527240000191
Figure BDA0002644527240000201
Figure BDA0002644527240000211
根据调洪演算成果可知，尾矿库洪水洪峰流量最大为36.25m3/s，经调洪后泄流最大要求为30.39m3/s，对应的尾矿库库内水位高程约为307.2m(即1.8m的泄流水头)。尾矿库滩顶高程为310.0m，调洪演算后尾矿库最小安全超高为2.8m，对应干滩长度为140m，均能满足相关要求，尾矿库预警级别为黄色，防洪安全状况良好。
本申请实施例还提供一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警装置，适应于上述任一实施方式的预警方法，预警装置包括：
气象预报降雨量获取模块，用于获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
预报降雨量修正模块，用于根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
洪水来流过程线确定模块，用于根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
调洪库容与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
泄流能力与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
动态调洪演算模块，用于根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
预警比较模块，用于将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
上述预警装置中，各模块的具体细节已经在对应的预警方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的装置的若干模块，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时，实现前述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述电子设备中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成气象预报降雨量获取模块、预报降雨量修正模块、洪水来流过程线确定模块、调洪库容与高程关系线确定模块、泄流能力与高程关系线确定模块、动态调洪演算模块、预警比较模块。各模块具体功能如下：气象预报降雨量获取模块，用于获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；预报降雨量修正模块，用于根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；洪水来流过程线确定模块，用于根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；调洪库容与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；泄流能力与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；动态调洪演算模块，用于根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；预警比较模块，用于将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
所述电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述电子设备的各种功能。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart media card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Fash card)、至少—个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
所述电子设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现前述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法实施例中的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或裝置、记录介质、∪盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述预警方法包括：
获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括：
获取汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量；
优选地，所述获取汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括以下至少一种：
获取汛期提前72小时逐24小时滚动预报的未来72小时内降雨量；
获取汛期提前72小时逐12小时滚动预报的未来72小时内降雨量；
获取汛期提前24小时逐6小时滚动预报的未来24小时内降雨量；
获取汛期提前12小时逐3小时滚动预报的未来24小时内降雨量；
获取汛期提前3小时逐1小时滚动预报的未来3小时内降雨量；
优选地，所述获取汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量，包括：
获取多种降雨预报模式产品提供的汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量；
优选地，多种所述降雨预报模式产品包括欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、美国环境预报中心(NCEP)、中国集合预报系统(GRAPES)、上海华东区域模式产品、德国模式产品中的至少两种；
优选地，所述根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量，包括：
根据过去m天所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量对过去m天多种所述降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种所述降雨预报模式产品分配权重系数；
根据对多种所述降雨预报模式产品分配的权重系数和多种所述降雨预报模式产品提供的汛期提前n小时的所述待预警尾矿库的气象预报降雨量，并通过降雨量值公式，获得修正预报降雨量；其中，所述降雨量值公式为：
Figure FDA0002644527230000011
Figure FDA0002644527230000012
式中，QPFdis为修正预报降雨量，Wi为第i个模式的权重系数，QPFi为第i个模式提供的气象预报降雨量；
优选地，m为正整数，m≥5；
优选地，所述根据过去m天所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量对过去m天多种所述降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种所述降雨预报模式产品分配权重系数，包括：
获取安装在所述待预警尾矿库库区范围内的雨量计过去m天监测的实际降雨量；
根据安装在所述待预警尾矿库库区范围内的雨量计过去m天监测的实际降雨量对过去m天多种所述降雨预报模式产品提供的气象预报降雨量进行预报误差检验，以分别对多种所述降雨预报模式产品分配权重系数；
优选地，所述分别对多种所述降雨预报模式产品分配权重系数，包括：
根据基于样本的降雨预报模式产品观测降水分布相关系数最优的频率P得到对所述降雨预报模式产品分配的权重系数，其中，P＝NC/NA，式中，NC表示某一降雨预报模式产品相关系数最优的天数，NA表示样本的天数。
3.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线，包括：
获取所述待预警尾矿库所在区域的水文手册；
基于所述待预警尾矿库所在区域的水文手册，根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线。
4.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线，包括：
获取所述待预警尾矿库的库区地形图；
基于所述待预警尾矿库的库区地形图，根据所述待预警尾矿库的实测库水位、尾矿沉积滩平均坡度、坝顶高程，确定调洪库容与高程关系线。
5.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线，包括：
根据所述待预警尾矿库的排洪系统的参数，以所述待预警尾矿库的实测库水位作为起始水位，确定泄流能力与高程关系线；
优选地，所述待预警尾矿库的排洪系统包括井-管(或隧洞)式排水系统、斜槽-管(或隧洞)式排水系统、明口隧洞、堰流的溢洪道中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程，包括：
以所述待预警尾矿库的实测库水位作为起调水位，根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线，通过水量平衡方程式进行动态调洪演算，获得洪水调洪过程线，进而确定调洪过程最高库水位高程。
7.根据权利要求1所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法，其特征在于，在所述将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警之前，还包括：
根据所述待预警尾矿库的等别确定所述待预警尾矿库的最小安全超高，并结合所述待预警尾矿库运行过程中的库水位，确定所述待预警尾矿库的库水位预警值；
优选地，所述库水位预警值设置有多个，多个所述库水位预警值均不相同，每一所述库水位预警值对应于一种形式的报警。
8.一种基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警装置，使用权利要求1-7任一项所述的预警方法，其特征在于，所述预警装置包括：
气象预报降雨量获取模块，用于获取汛期前的待预警尾矿库的气象预报降雨量；
预报降雨量修正模块，用于根据所述待预警尾矿库的现场实时监测降雨量修正所述气象预报降雨量，获得修正预报降雨量；
洪水来流过程线确定模块，用于根据所述修正预报降雨量和所述待预警尾矿库的尾矿库流域特征值，确定尾矿库库区洪水来流过程线；
调洪库容与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定调洪库容与高程关系线；
泄流能力与高程关系线确定模块，用于根据所述待预警尾矿库的尾矿库参数，确定泄流能力与高程关系线；
动态调洪演算模块，用于根据所述尾矿库库区洪水来流过程线、所述调洪库容与高程关系线、所述泄流能力与高程关系线进行动态调洪演算，并获得调洪过程最高库水位高程；
预警比较模块，用于将所述调洪过程最高库水位高程与所述待预警尾矿库的库水位预警值进行比较，当所述调洪过程最高库水位高程大于或等于所述待预警尾矿库的库水位预警值时，进行报警。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于强降雨气象预报下尾矿库灾害预警方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113610693A (zh) * 2021-10-09 2021-11-05 矿冶科技集团有限公司 尾矿库泄洪的方法和装置
CN113640803A (zh) * 2021-09-01 2021-11-12 江西师范大学 一种基于回波强度和回波顶高外推的短时定量降水预报方法
CN114407763A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 上汽通用五菱汽车股份有限公司 敞篷式无人货车控制方法、装置、设备及可读存储介质
CN114547869A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 中国水利水电科学研究院 一种二维非结构干滩条件下流量边界的处理方法
CN114897412A (zh) * 2022-05-31 2022-08-12 石家庄铁道大学 一种基于网格气象预报的尾矿库提前排水计算方法
CN115035421A (zh) * 2022-06-30 2022-09-09 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 红树林生态固滩束沙方法、装置、设备及存储介质
US20240086589A1 (en) * 2022-07-14 2024-03-14 China Academy Of Safety Science And Technology Early warning method for safety production risk of tailings pond based on risk ranking

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872533A (zh) * 2010-06-25 2010-10-27 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 一种泥石流预警方法及预警系统
CN102509433A (zh) * 2011-10-31 2012-06-20 中国瑞林工程技术有限公司 一种尾矿库数值仿真和在线监测集成应急预警系统
KR101420089B1 (ko) * 2013-10-18 2014-07-18 주식회사 한국방재정보연구원 우량 경보 시스템
CN106205060A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 临沂大学 用于露天矿坑尾矿库边坡滑坡预警预报方法
CN108241182A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 航天星图科技（北京）有限公司 一种泥石流监测系统
JP6499256B1 (ja) * 2017-10-24 2019-04-10 株式会社東芝 警報局及び放流警報発報送信方法
CN109840363A (zh) * 2019-01-16 2019-06-04 中国恩菲工程技术有限公司 一种尾矿坝渗流场的模拟方法及装置
CN110428586A (zh) * 2019-07-08 2019-11-08 大连理工大学 基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村基层洪涝预警方法
CN111242367A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 昆明理工大学 一种基于粒子群优化算法提高尾矿库库容利用率的调洪方法
JP2020112945A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 日本信号株式会社 路面状態監視システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872533A (zh) * 2010-06-25 2010-10-27 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 一种泥石流预警方法及预警系统
CN102509433A (zh) * 2011-10-31 2012-06-20 中国瑞林工程技术有限公司 一种尾矿库数值仿真和在线监测集成应急预警系统
KR101420089B1 (ko) * 2013-10-18 2014-07-18 주식회사 한국방재정보연구원 우량 경보 시스템
CN106205060A (zh) * 2016-08-19 2016-12-07 临沂大学 用于露天矿坑尾矿库边坡滑坡预警预报方法
CN108241182A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 航天星图科技（北京）有限公司 一种泥石流监测系统
JP6499256B1 (ja) * 2017-10-24 2019-04-10 株式会社東芝 警報局及び放流警報発報送信方法
JP2020112945A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 日本信号株式会社 路面状態監視システム
CN109840363A (zh) * 2019-01-16 2019-06-04 中国恩菲工程技术有限公司 一种尾矿坝渗流场的模拟方法及装置
CN110428586A (zh) * 2019-07-08 2019-11-08 大连理工大学 基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村基层洪涝预警方法
CN111242367A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 昆明理工大学 一种基于粒子群优化算法提高尾矿库库容利用率的调洪方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113640803A (zh) * 2021-09-01 2021-11-12 江西师范大学 一种基于回波强度和回波顶高外推的短时定量降水预报方法
CN113610693A (zh) * 2021-10-09 2021-11-05 矿冶科技集团有限公司 尾矿库泄洪的方法和装置
CN114407763A (zh) * 2022-01-18 2022-04-29 上汽通用五菱汽车股份有限公司 敞篷式无人货车控制方法、装置、设备及可读存储介质
CN114407763B (zh) * 2022-01-18 2023-05-26 上汽通用五菱汽车股份有限公司 敞篷式无人货车控制方法、装置、设备及可读存储介质
CN114547869A (zh) * 2022-01-27 2022-05-27 中国水利水电科学研究院 一种二维非结构干滩条件下流量边界的处理方法
CN114897412A (zh) * 2022-05-31 2022-08-12 石家庄铁道大学 一种基于网格气象预报的尾矿库提前排水计算方法
CN114897412B (zh) * 2022-05-31 2023-04-07 石家庄铁道大学 一种基于网格气象预报的尾矿库提前排水计算方法
CN115035421A (zh) * 2022-06-30 2022-09-09 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 红树林生态固滩束沙方法、装置、设备及存储介质
US20240086589A1 (en) * 2022-07-14 2024-03-14 China Academy Of Safety Science And Technology Early warning method for safety production risk of tailings pond based on risk ranking
US11954415B2 (en) * 2022-07-14 2024-04-09 China Academy Of Safety Science And Technology Early warning method for safety production risk of tailings pond based on risk ranking

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