CN114861473B - 一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN114861473B CN202210794680.3A CN202210794680A CN114861473B CN 114861473 B CN114861473 B CN 114861473B CN 202210794680 A CN202210794680 A CN 202210794680A CN 114861473 B CN114861473 B CN 114861473B
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Abstract

本申请提供一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备，该方法包括：获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量；根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。上述方案提供的方法，通过根据河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库在水动力条件发生变化时的有效库容及对应的有效库容变动区域，提高了有效库容分析结果的准确性。

Description

一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及水库管理技术领域，尤其涉及一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备。
背景技术
目前，主要根据实测地形条件，计算不同水位对应的库容。对于湖泊型水库而言，水面线往往是较为平缓的，这种计算库容的方式可以满足需要。
但是，河道型水库同时具有河道特性和湖泊特性，随着河道型水库来流流量和坝前水位的不断变化，水库水面线的变化规律十分复杂，若采用现有技术确定其库容，将无法保证其库容确定结果的准确性。
发明内容
本申请提供一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备，以解决现有技术无法准确确定河道型水库的有效库容等缺陷。
本申请第一个方面提供一种河道型水库有效库容分析方法，包括：
获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；
根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域；
根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量；
根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果。
可选的，所述根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域，包括：
根据所述来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态和所述坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，确定所述河道型水库的有效库容变动区域。
可选的，所述有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区。
可选的，所述根据所述来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态和所述坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，确定所述河道型水库的有效库容变动区域，包括：
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区；
其中，所述第一坝前水位大于所述第二坝前水位，所述第一来流流量小于所述第二来流流量。
可选的，所述根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，包括：
根据所述河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型；
基于所述一维水动力模型，根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量。
可选的，所述得到所述河道型水库的净流量累积变化量，包括：
针对任一所述时间点，根据该时间点的来流流量与出流流量之间的差值，确定所述河道型水库在该时间点的净流量；
累积所有所述时间点的净流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量。
可选的，所述根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果，包括：
对所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量进行数据汇总，生成并输出所述河道型水库的有效库容分析结果。
本申请第二个方面提供一种河道型水库有效库容分析装置，包括：
获取模块，用于获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；
第一分析模块，用于根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域；
第二分析模块，用于根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量；
确定模块，用于根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果。
可选的，所述第一分析模块，具体用于：
根据所述来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态和所述坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，确定所述河道型水库的有效库容变动区域。
可选的，所述有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区。
可选的，所述第一分析模块，具体用于：
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区；
其中，所述第一坝前水位大于所述第二坝前水位，所述第一来流流量小于所述第二来流流量。
可选的，所述第二分析模块，具体用于：
根据所述河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型；
基于所述一维水动力模型，根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量。
可选的，所述第二分析模块，具体用于：
针对任一所述时间点，根据该时间点的来流流量与出流流量之间的差值，确定所述河道型水库在该时间点的净流量；
累积所有所述时间点的净流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量。
可选的，所述确定模块，具体用于：
对所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量进行数据汇总，生成并输出所述河道型水库的有效库容分析结果。
本申请第三个方面提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。
本申请第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上第一个方面以及第一个方面各种可能的设计所述的方法。
本申请技术方案，具有如下优点：
本申请提供一种河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备，该方法包括：获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量；根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。上述方案提供的方法，通过根据河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库在水动力条件发生变化时的有效库容及对应的有效库容变动区域，提高了有效库容分析结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例基于的河道型水库有效库容分析系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的河道型水库的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的实例1的有效库容变化图；
图5为本申请实施例提供的实例2的有效库容变化图；
图6为本申请实施例提供的实例3的有效库容变化图；
图7为本申请实施例提供的实例4的有效库容变化图；
图8为本申请实施例提供的实例5的有效库容变化图；
图9为本申请实施例提供的实例6的有效库容变化图；
图10为本申请实施例提供的有效库容对比变化图；
图11为本申请实施例提供的实例7的有效库容变化图；
图12为本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先对本申请所涉及的名词进行解释：
有效库容：河道型水库在水动力条件发生变化时，即坝前水位和来流流量发生变化时，河道型水库的水量变化量。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
大型河道型水库一般位于大江大河的关键位置，具有保障上下游社会生产生活和防洪安全的重要任务。大型河道型水库的来流过程受流域的气候、上游来流条件等因素影响，时刻处于动态过程，特别是汛期季节性来雨或洪水往往集中在较短的时间段内，给水库的正常运行和防洪调度带来巨大挑战。在大型河道型水库实际运行中发现，基于静态库容的水库调度，其结果往往与预期不符，由此，在编制水库调度计划时，需要预留更多的调节空间，难以实现精细化精准调度。全球气候变暖，极端气候时常发生，大型河道型水库来流中场次洪水的次数和规模呈现增加的趋势，同时大型河道型水库又面临着更严峻的枯水期运行调度挑战。如何高效的利用水库实际库容，对入库流量进行合理分配，关系到大型河道型水库能否更好的实现经济、社会和生态的综合效益。
目前大型河道型水库主要依据坝前水位和库容关系曲线，通过获取坝前水位来判断计算库容，与水库实际可利用的库容有较大差异，并且也无法体现出河道型水库河道区、河道-湖泊过渡区间的库容情况，更无法反映出变化的水动力条件影响下的有效库容变动范围和区域，无法为水库运行管理提供准确的数据支持，使得水库调度时对水位的控制精度不足，难以满足精细化调度的现实需求。
针对上述问题，本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备，该方法包括：获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量；根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。上述方案提供的方法，通过根据河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库在水动力条件发生变化时的有效库容及对应的有效库容变动区域，提高了有效库容分析结果的准确性。
下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明实施例进行描述。
首先，对本申请所基于的河道型水库有效库容分析系统的结构进行说明：
本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析方法、装置及电子设备，适用于分析河道型水库的有效库容及对应的有效库容变动区域。如图1所示，为本申请实施例基于的河道型水库有效库容分析系统的结构示意图，主要包括河道型水库、数据采集设备及用于进行河道型水库有效库容分析的电子设备。具体地，可以利用数据采集设备采集该河道型水库在某一时间段内的来流流量变化信息和坝前水位变化信息，然后将得到的所有信息发送到电子设备，该电子设备根据得到的信息，确定该河道型水库的有效库容变动区域和有效库容。
本申请实施例提供了一种河道型水库有效库容分析方法，用于分析河道型水库的有效库容及对应的有效库容变动区域。本申请实施例的执行主体为电子设备，比如服务器、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑及其他可用于对河道型水库的有效库容进行分析的电子设备。
如图2所示，为本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析方法的流程示意图，该方法包括：
步骤201，获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息。
具体地，河道型水库的来流流量变化信息可以反映该河道型水库在过去几天内的来流流量变化情况，河道型水库的坝前水位变化信息可以反映该河道型水库在过去几天内的坝前水位变化情况。
步骤202，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域。
具体地，可以根据来流流量变化信息，判断该河道型水库的来流流量是否发生一定幅度的增加或减小，根据坝前水位变化信息，判断该河道型水库的坝前水位是否发生一定幅度的增加或降低，进而综合判断结果确定该河道型水库的有效库容变动区域。
步骤203，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量。
需要说明的是，经过实验验证，河道型水库的实际来流流量和坝前水位的变化形式较为复杂多样，河道型水库的有效库容仅受来流流量、坝前水位变化的始末状态影响，与来流流量、坝前水位的变化路径和变化历时无关。
具体地，可以基于该河道型水库的地形等条件信息，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，进而得到该河道型水库的来流流量与出流流量之间的对应关系。
步骤204，根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。
具体地，在一实施例中，可以对河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量进行数据汇总，生成并输出河道型水库的有效库容分析结果。
具体地，可以将河道型水库的净流量累积变化量确定为该河道型水库的有效库容，然后将河道型水库的有效库容变动区域和有效库容的组合数据作为该河道型水库的有效库容分析结果。
在上述实施例的基础上，如图3所示，为本申请实施例提供的河道型水库的结构示意图。作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域，包括：
步骤2021，根据来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态和坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，确定河道型水库的有效库容变动区域。
其中，如图3所示，河道型水库的有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区。
具体地，首先根据河道型水库在过去几天的来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态，即根据开始时刻的来流流量和结束时刻的来流流量，判断结束时刻的来流流量相对开始时刻的来流流量是否发生一定幅度的增加或减小。其次根据河道型水库在过去几天的坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，即根据开始时刻的坝前水位和结束时刻的坝前水位，判断结束时刻的坝前水位相对开始时刻的坝前水位是否发生一定幅度的增加或降低。最后综合上述两个判断结果，确定该河道型水库的有效库容变动区域。
具体地，在一实施例中，若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量保持在第一来流流量，即河道型水库的有效库容区域由永久河道区和水位影响过渡区变化到永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库保持在第二坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库保持在第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，即河道型水库的有效库容区域由水位影响过渡区和永久湖泊区变化到永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，即河道型水库的有效库容区域由永久河道区和流量影响过渡区到流量影响过渡区和永久湖泊区，或河道型水库的有效库容区域由永久河道区和水位影响过渡区到水位影响过渡区和永久湖泊区，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区。
其中，第一坝前水位大于第二坝前水位，第一来流流量小于第二来流流量。第一坝前水位具体可以指该河道型水库的正常坝前水位，第二坝前水位具体可以指该河道型水库的汛防水位，第一来流流量具体可以指汛期来流流量，第二来流流量具体可以指正常来流流量。
在上述实施例的基础上，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，包括：
步骤2031，根据河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型；
步骤2032，基于一维水动力模型，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量。
具体地，可以采用圣维南方程，根据河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型。然后通过向该一维动力模型输入不同的水动力条件，得到不同来流流量、坝前水位组合下的水库沿程水面线和出流流量变化过程。
进一步地，在一实施例中，针对任一时间点，可以根据该时间点的来流流量与出流流量之间的差值，确定河道型水库在该时间点的净流量；累积所有时间点的净流量，得到河道型水库的净流量累积变化量。
需要说明的是，净流量=来流流量-出流流量，净流量累计变化量表示整个时间段内所有时间点的净流量之和。
具体地，当河道型水库的净流量累积变化量为负值时，表征该河道型水库的有效库容减少；当河道型水库的净流量累积变化量为正值时，表征该河道型水库的有效库容增加。
其中，一维水动力模型的具体构建过程如下：
1、选择计算方法。根据计算需要，从恒定流法、非恒定流法、超临界流法当中选择。
2、绘制水动力网络。将天然河道抽象为河段、交汇点、入流节点、出流节点、局部水头损失点、水坝或堰、水库、水库链接等。根据计算需要，绘制出天然河道的水动力网络。
3、绘制河段地形。将一个或多个河段的实际地形分段绘制，设置地形边界、地形离散网格。
4、输入边界条件，包括流量边界、水位边界、自由边界等。
5、根据计算需要，设置网格划分精度。
6、针对非恒定流法、超临界流法设置初始条件，设置初始的水位、流量。
7、设置计算时间步长、计算总时间。
8、设置地形糙率。
9、设置计算输出文件格式、输出内容、输出内容间隔。
在构建该河道型水库的一维水动力模型之后，还可以求解恒定流条件下的一维水动力模型，其中，若无法进行求解，则模型可能存在错误，需要返回检查模型构建过程中的错误。然后在修正之后继续求解，直至能求解得到水库沿程水面线，则此时构建的一维水动力模型正确能够使用。
示例性的，收集该河道型水库过去十年的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位等数据，建立该河道型水库的一维水动力模型，确定库区范围为坝前-库尾，水库总长度756900m。利用特征断面的水位、流量实测数据，率定一维水动力模型的断面糙率，率定结果如表1所示。
表1河道型水库的一维水动力模型参数修正表
Figure 176861DEST_PATH_IMAGE002
为了便于本领域技术人员更好地了解本申请实施例提供的技术方案，本申请实施例提供如下多个实例。
实例1：设置初始坝前水位为145m，来流流量为5000m3/s，末尾坝前水位为150m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即坝前水位从145（第二坝前水位）增加到150（第一坝前水位），同时来流流量从5000（第二来流流量）增加到50000（第一来流流量），此时对应的有效库容变动区域为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型 ，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，通过计算来流流量与出流流量之间的差值，确定河道型水库的净流量累积变化量（有效库容），如图4所示，为本申请实施例提供的实例1的有效库容变化图，得到有效库容值为-61.2亿m3，即有效库容减少了61.2亿m3。
实例2：设置初始坝前水位为175m，来流流量为5000m3/s，末尾坝前水位为170m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即坝前水位从175（第一坝前水位）下降到170（第二坝前水位），同时来流流量从5000（第二来流流量）增加到50000（第一来流流量），此时对应的有效库容变动区域为永久河道区和永久湖泊区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的累积变化量（净流量累积变化量），如图5所示，为本申请实施例提供的实例2的有效库容变化图，得到有效库容值为1.1亿m3，即有效库容增加了1.1亿m3。
实例3：设置初始坝前水位为145m，来流流量为5000m3/s，末尾坝前水位为145m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即坝前水位145（第二坝前水位）保持不变，来流流量从5000（第二来流流量）增加到50000（第一来流流量），此时对应的有效库容变动区域为永久河道区和水位影响过渡区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的累积变化量（净流量累积变化量），如图6所示，为本申请实施例提供的实例3的有效库容变化图，得到有效库容值为-43.1亿m3，即有效库容减少了43.1亿m3。
实例4：设置初始坝前水位为145m，来流流量为50000m3/s，末尾坝前水位为150m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即当来流流量50000（第一来流流量）保持不变，坝前水位从145（第二坝前水位）增加到150（第一坝前水位），此时对应的有效库容变动区域为流量影响过渡区和永久湖泊区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的累积变化量（净流量累积变化量），如图7所示，为本申请实施例提供的实例4的有效库容变化图，得到有效库容值为-18.1亿m3，即有效库容减少了18.1亿m3。
需要说明的是，叠加上述实例3和实例4计算得到的有效库容变动区域和有效库容值可得有效库容变动区域为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区，有效库容减少了61.2亿m3，所得结果与上述实例1完全一致，验证了有效库容仅受来流流量、坝前水位变化的始末状态影响，与来流流量、坝前水位的变化路径无关。
示例性的，若来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，又由第一来流流量减小到第二来流流量，则来流流量变化路径为：第二来流流量→第一来流流量→第二来流流量，始末状态均为第二来流流量，即保持在第二来流流量不变。类似地，若坝前水位由第二坝前水位增加到第一坝前水位，又由第一坝前水位降低到第二坝前水位，则坝前水位变化路径为：第二坝前水位→第一坝前水位→第二坝前水位，始末状态均为第二坝前水位，即保持在第二坝前水位不变。
实例5：设置初始坝前水位为175m，来流流量为5000m3/s，末尾坝前水位为175m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即当坝前水位175（第一坝前水位）保持不变，来流流量从5000（第二来流流量）增加到50000（第一来流量），此时对应的有效库容变动区域为永久河道区和流量影响过渡区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的（净流量累积变化量），如图8所示，为本申请实施例提供的实例5的有效库容变化图，得到有效库容值为-26.4亿m3，即有效库容减少了26.4亿m3。
实例6：设置初始坝前水位为175m，来流流量为50000m3/s，末尾坝前水位为170m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时3天（259200秒）。即来流流量50000（第一来流流量）保持不变，坝前水位从175（第一坝前水位）下降到170（第二坝前水位），此时对应的有效库容变动区域为流量影响过渡区和永久湖泊区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的累积变化量（净流量累积变化量），如图9所示，为本申请实施例提供的实例6的有效库容变化图。得到有效库容值为27.5亿m3，即有效库容增加了27.5亿m3。
需要说明的是，如图10所示，为本申请实施例提供的有效库容对比变化图，叠加上述实例5和实例6计算得到的有效库容变动区域和有效库容值可得，有效库容变动区域为永久河道区和永久湖泊区，有效库容增加了1.1亿m3，所得结果与上述实例2完全一致。图10中峰值较高的图象为实例5和实例6的叠加结果示意图，另一图象为实例2的示意图。进一步验证了有效库容仅受来流流量、坝前水位变化的始末状态影响，与来流流量、坝前水位的变化历时无关。
实例7：为了更进一步地验证有效库容仅受来流流量、坝前水位变化的始末状态影响，与来流流量、坝前水位的变化历时无关。设置初始坝前水位为170m，来流流量为5000m3/s，末尾坝前水位为170m，来流流量为50000m3/s，其中坝前水位、来流流量变化历时分别为3天（259200秒）和1天（86400秒），即来流流量5000（第二来流流量）增加到50000（第一来流流量），坝前水位170（第二坝前水位）保持不变，此时对应的有效库容变动区域为永久河道区和水位影响过渡区。求解非恒定流条件下的一维水动力模型，得到上述水动力条件对应的来流流量、出流流量随时间的变化过程，进一步计算出流流量和来流流量之差的累积变化量（净流量累积变化量），如图11所示，为本申请实施例提供的实例7的有效库容变化图，得到有效库容值为-28.8亿m3，即有效库容减少了28.8亿m3。
需要说明的是，本申请实施例通过对有效库容进行分区，精细化判别来流流量和坝前水位对有效库容的影响区。进一步可以将复杂的来流流量和坝前水位变化形式，简化为多个单变量形式的叠加，从而获得有效库容变动区域。
本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析方法，通过获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域；根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量；根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。上述方案提供的方法，通过根据河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库在水动力条件发生变化时的有效库容及对应的有效库容变动区域，提高了有效库容分析结果的准确性，可为大型河道型水库的平稳调度和安全运行提供重要技术支撑。
本申请实施例提供了一种河道型水库有效库容分析装置，用于执行上述实施例提供的河道型水库有效库容分析方法。
如图12所示，为本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析装置的结构示意图。该河道型水库有效库容分析装置120包括：获取模块121、第一分析模块122、第二分析模块123和确定模块124。
其中，获取模块，用于获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；第一分析模块，用于根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定河道型水库的有效库容变动区域；第二分析模块，用于根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到河道型水库的净流量累积变化量；确定模块，用于根据河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定河道型水库的有效库容分析结果。
具体地，在一实施例中，第一分析模块，具体用于：
根据来流流量变化信息所表征的来流流量始末状态和坝前水位变化信息所表征的坝前水位始末状态，确定河道型水库的有效库容变动区域。
具体地，在一实施例中，有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区。
具体地，在一实施例中，第一分析模块，具体用于：
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量保持在第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库保持在第二坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库保持在第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若坝前水位始末状态表征河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，来流流量始末状态表征河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区；
其中，第一坝前水位大于第二坝前水位，第一来流流量小于第二来流流量。
具体地，在一实施例中，第二分析模块，具体用于：
根据河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型；
基于一维水动力模型，根据来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量。
具体地，在一实施例中，第二分析模块，具体用于：
针对任一时间点，根据该时间点的来流流量与出流流量之间的差值，确定河道型水库在该时间点的净流量；
累积所有时间点的净流量，得到河道型水库的净流量累积变化量。
具体地，在一实施例中，确定模块，具体用于：
对河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量进行数据汇总，生成并输出河道型水库的有效库容分析结果。
关于本实施例中的河道型水库有效库容分析装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本申请实施例提供的河道型水库有效库容分析装置，用于执行上述实施例提供的河道型水库有效库容分析方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
本申请实施例提供了一种电子设备，用于执行上述实施例提供的河道型水库有效库容分析方法。
如图13所示，为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备130包括：至少一个处理器131和存储器132。
所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上实施例提供的河道型水库有效库容分析方法。
本申请实施例提供的一种电子设备，用于执行上述实施例提供的河道型水库有效库容分析方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
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中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上任一实施例提供的河道型水库有效库容分析方法。
本申请实施例的包含计算机可执行指令的存储介质，可用于存储前述实施例中提供的河道型水库有效库容分析方法的计算机执行指令，其实现方式与原理相同，不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种河道型水库有效库容分析方法，其特征在于，包括：
获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；
根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域；
根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量；
根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果；
其中，所述有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区，所述根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域，包括：
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区；
其中，所述第一坝前水位大于所述第二坝前水位，所述第一来流流量大于所述第二来流流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，包括：
根据所述河道型水库的地形断面信息、历史来流流量和历史坝前水位，构建一维水动力模型；
基于所述一维水动力模型，根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到所述河道型水库的净流量累积变化量，包括：
针对任一所述时间点，根据该时间点的来流流量与出流流量之间的差值，确定所述河道型水库在该时间点的净流量；
累积所有所述时间点的净流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果，包括：
对所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量进行数据汇总，生成并输出所述河道型水库的有效库容分析结果。
5.一种河道型水库有效库容分析装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待分析的河道型水库的来流流量变化信息和坝前水位变化信息；
第一分析模块，用于根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确定所述河道型水库的有效库容变动区域；
第二分析模块，用于根据所述来流流量变化信息和坝前水位变化信息，确实所述河道型水库各时间点的来流流量所对应的出流流量，得到所述河道型水库的净流量累积变化量；
确定模块，用于根据所述河道型水库的有效库容变动区域和净流量累积变化量，确定所述河道型水库的有效库容分析结果；
其中，所述有效库容变动区域分为永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区，所述第一分析模块，具体用于：
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第二来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量保持在第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括流量影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和水位影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库保持在第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和流量影响过渡区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第二坝前水位增加到第一坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区、流量影响过渡区、水位影响过渡区和永久湖泊区；
若所述坝前水位始末状态表征所述河道型水库由第一坝前水位下降到第二坝前水位，所述来流流量始末状态表征所述河道型水库来流流量由第二来流流量增加到第一来流流量，则确定所述河道型水库的有效库容变动区域包括永久河道区和永久湖泊区；
其中，所述第一坝前水位大于所述第二坝前水位，所述第一来流流量大于所述第二来流流量。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至4任一项所述的方法。
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