CN116402282A - 一种基于水量平衡的水库水位调控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于水量平衡的水库水位调控方法及系统,属于水库管理领域,本方案首先根据水库设计信息、供水管信息,考虑水压确定水库管网下限水位与兴利下限水位;其次,按干旱典型年数据计算一级旱警水位与二级旱警水位;收集水库来水过程与用水过程,通过水库水量平衡方程逆时序和顺时序逐日调节计算水量,计算防破坏线和限制供水线;最后加上原有的正常水位线与台汛水位线完善整个水库水位控制曲线,以通过曲线进行水库水位的调控。本方案在综合考虑影响水库水位变化的因素之后,计算多个不同类型的水位线,以增加水位控制曲线的弹性,更好的应对突发情况,保障供水。
Description
技术领域
本发明属于水库管理领域,尤其涉及一种基于水量平衡的水库水位调控方法及系统。
背景技术
水库水位调整是指通过调整水库的蓄水量和出水量等方式,使水位保持在一个合适的水平上,以满足不同的需求。水库水位调整需要根据实际情况进行,一般分为三种调整方式:增加水位、降低水位和保持水位稳定。当供水需求增加时,需要增加水位来满足供水需求;当下游发生洪水时,需要通过降低水位来缓解洪峰,减轻下游洪灾的影响;当生态环境需要保护时,需要保持水位稳定,以保护下游的水生态环境。
水库水位调整的方法一般包括定期监测水位、按照水位控制曲线进行调控、调整水库出水量、控制上游来水和调整发电量等。水库管理者需要通过安装水位计等监测设备,对水库水位进行定期监测和记录,及时掌握水位变化情况,为水位调控提供数据支持。根据制定的水位控制曲线,对水库进行水位调控,以满足不同的需求,如供水、防洪、发电等。调整水库出水量可以通过开启或关闭水闸、调整水闸的开度等方式实现。控制上游来水需要通过与上游河道管理部门的合作来实现。对于有发电功能的水库,可以通过调整发电量来控制水位。
水库管理中最重要的一点是将水位根据水库水位控制曲线进行调整。水库水位控制曲线一般由多条曲线组成,其中包括最高水位线、正常蓄水位线、最低蓄水位线等。最高水位线通常是指水库在遭受最大洪水袭击时,允许水位上涨到的最高水位。正常蓄水位线则是指在正常情况下,水库应当保持的水位范围。最低蓄水位线是指水库水位低于此线时,将会影响水库的正常运行和下游的供水、生态环境等。水库水位控制曲线的制定需要考虑多个因素,包括地形地貌、降雨情况、下游需水、发电需求等。同时还需要根据实际情况进行动态调整,以适应不同的季节和水情变化。水库管理者需要密切关注水位变化,并按照水位控制曲线进行调控,确保水库能够在各种情况下发挥最大的效益。
现有公开了一种针对小型水库的简易调度方法(专利申请号为:CN201810978524.6),包括:获取水库的水位-库容曲线,构建水位-库容-纳雨能力-气象预报的降水量四轴三相坐标系;设定控制水位;以控制水位为起算点,依次计算控制水位以下不同水位的纳雨能力,在第一、四象限。建立水位~库容~纳雨能力关系线。获取实时水位,由已建的水位~库容~纳雨能力关系线查读实时水位对应的纳雨能力;获取气象预报的降水量,在第三象限交汇,当交汇点位居第三象限角平分线左侧时,需要对水库进行预先泄洪的操作;若位于右侧时,不需要对水库进行预先泄洪操作。
该公开方案构建水位-库容-纳雨能力-气象预报的降水量四轴三相坐标系,以对水库进行泄洪从而调控水位,虽然已经在传统的水位控制上限与水位控制下限的基础上作出了改进,但是只考虑到了降水量因素的调控,对其它影响水库水位的因素没有综合考虑,且不能根据具体日期实时调控水库水位,其只是起到一个降雨防洪的作用,不够全面。
发明内容
本申请提供了一种基于水量平衡的水库水位调控方法及系统,旨在解决现有水库水位调控方法不能根据具体日期实时调控水库水位以及没有综合考虑影响水库水位变化的因素,缺少应对突发事件的能力的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案,包括:
获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
作为优选,历史用水数据分为农业灌溉用水、城乡供水、生态环境供水、蒸发损失和渗透损失。
作为优选,通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线,具体为:
将历史来水数据的入水量和历史用水数据的需水量按照年份分别代入公式An=An+1+B-C计算每一年份的第一库容,并对照库容-水位曲线,得到第一水位,以时间为横坐标,以第一水位为纵坐标,绘制每一年份的第一调度过程线,再将所有年份的第一调度过程线中相同月份的最大纵坐标值连接起来,得到防破坏线,其中An为n月份库容,An+1为n+1月份库容,n为自然数,B为需水量,C为入水量;
将入水量和需水量按照年份分别代入公式An+1=An-B+C计算每一年份的第二库容,并对照库容-水位曲线,得到第二水位,以时间为横坐标,以第二水位为纵坐标,绘制每一年份的第二调度过程线,再将所有年份的第二调度过程线中相同月份的最小纵坐标值连接起来,得到限制供水线。
作为优选,采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位,具体为:
确定需计算旱警水位的时间段,基于历史来水数据和历史用水数据计算时间段内每月水库需水量和水库来水量之差,汇总得到水量差值数据并取其中差值的最大值加上死库容,求和后得到目标水库的旱警水位。
作为优选,旱警水位包括一级旱警水位和二级旱警水位;
取水量差值数据中5个月滑动累计差值的最大值,再加上死库容,得到一级旱警水位;
取水量差值数据中4个月滑动累计差值的最大值,再加上死库容,得到二级旱警水位。
作为优选,时间段分为灌溉期和非灌溉期。
一种基于水量平衡的水库水位调控系统,包括:
第一水位线计算模块:用于获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
第二水位线计算模块:用于获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
第三水位线计算模块:用于基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
水位控制曲线图绘制模块:用于获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
水位调控模块:用于根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储一条或多条计算机指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如上述中任一所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法。
一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序被计算机执行时实现如上述中任一所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法。
本发明具有以下有益效果:
(1)本方案采取了以时间为横轴、水位为纵轴的图表形式对水位控制线进行描述,绘制全年水库水位控制曲线,使各日水位控制情况得以直观呈现,且在水位控制曲线图绘制的基础之上,指导管理人员按照不同日期的水位情况对水库进行调控,以确保水库能够在各种情况下发挥最大的效益;
(2)本方案在综合考虑影响水库水位变化的因素之后,将水位线区分为正常水位、防破坏线、一级旱警水位线、二级旱警水位线、限制供水线、管网供水下限水位与兴利下限水位,以增加水位控制曲线的弹性,更好的应对突发情况,保障供水。
附图说明
图1为本发明中一种基于水量平衡的水库水位调控方法的流程图
图2为本发明实施例1中具体实施方案的思维导图
图3为本发明实施例1中X水库年灌溉补水频率曲线的示意图
图4为本发明实施例1中X水库的水位控制曲线图像
图5为本发明中水库水位调控系统的结构示意图
具体实施方式
实施例1
如图1所示,一种基于水量平衡的水库水位调控方法,包括以下步骤:
S11、获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
S12、获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
S13、基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
S14、获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
S15、根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
本实施例中方案首先根据水库设计信息、供水管信息,考虑水压确定水库管网下限水位与兴利下限水位;其次,按干旱典型年数据计算一级旱警水位与二级旱警水位;收集水库来水过程与用水过程,通过水库水量平衡方程逆时序和顺时序逐日调节计算水量,计算防破坏线和限制供水线;最后加上原有的正常水位线与台汛水位线完善整个水库水位控制曲线。其方案的思维导图如图2所示,具体方案以X水库(即目标水库)为例,进行如下说明:
1.兴利下限水位的设置
兴利下限水位取决于死水位的水位,即水位低于某值时水库中的水资源无法被利用。
以X水库为例,向A水厂供水进口底高程为33.2m、B水厂供水进口底高程为42.9m,C供水进口底高程为39.9m。因此该水库的兴利下限水位水位为33.2米。
2.管网供水下限水位设置
管网供水下限水位根据各水厂的最高供水进口底高程决定,同时需要考虑到管网水压问题。
同样,以X水库为例,A水厂供水进口底高程为33.2m、B水厂供水进口底高程为42.9m,C供水进口底高程为39.9m。因此该水库的管网供水下限水位需要高于42.9米,考虑到城乡供水管线供水水压不能过低,综合各类需水需求确定X水库的管网供水下限水位为45米。
3.用水、需水过程分析
3.1来水分析
X水库投入运行以来,多年平均径流量为3.02亿m3;其中最丰年份为2012年,入库径流量5.58亿m3;最枯年份为2020年,入库径流量1.13亿m3。建库以来各年的径流总量见表1:
表1
根据江河湖库旱警水位(流量)计算方法的要求,统计了1990-2021年共32年的来水量资料,经频率计算得均值Ex=30171万m3,变差系数Cv=0.37,偏态系数Cs=2.0Cv,按90%设计频率推算水库来水量,经计算为17031万m3。
一般应选取水库相应频率下来水分布不均的不利年份作为典型年,然后采取同倍比法,求得典型年的年内径流分配过程。选定2003~2004年(W=6684万m3)、2017~2018年(W=13970万m3)和2020~2021年(W=13086万m3)作为干旱典型年。根据三个典型年相应的换算系数乘以实测月入库流量,得到年内径流分配过程,详见表2。
表2
对每一年,可以获取到各月份的入库径流量,以Waterin_year_month的形式进行记录。如waterin_2022_1代表2022年1月的入库径流量。
3.2需水分析
在需水过程中,需要考虑农业灌溉用水、城乡供水、生态环境供水、蒸发损失、渗漏损失。
3.2.1农业灌溉用水
根据X水库灌区取用水评估报告,灌区灌溉范围分a平原片和b平原片,设计灌溉面积36万亩,a平原片灌溉面积28.1万亩;b平原片包灌溉面积7.9万亩;目前有效灌溉面积25.4万亩,灌溉用水保证率90%。该X水库年灌溉补水频率如图3所示。
根据图3中年灌溉补水频率分析成果,可见X水库十年一遇干旱年份(P=10%)或者说灌溉用水90%保证率情况下的年灌溉补水水量为7364万m3。
2020年实际灌溉(发电放水)水量为6743万m3,与灌溉用水90%保证率情况下的年灌溉补水水量较接近,因此以2020年各月实际灌溉(发电放水)水量作为典型,按同倍比放大得到灌溉用水90%保证率情况下的各月灌溉补水量,见表3。
表3
月份 | 农业灌溉需水(万m3) | 月份 | 农业灌溉需水(万m3) |
1月 | 0 | 8月 | 3547 |
2月 | 0 | 9月 | 334 |
3月 | 55 | 10月 | 205 |
4月 | 193 | 11月 | 321 |
5月 | 0 | 12月 | 0 |
6月 | 851 | 合计 | 7364 |
7月 | 1859 |
3.2.2城乡供水
根据临海水务集团城乡供水量统计,目前X水库日供水量已达到40万m3。如旱情的进一步加剧,临海各地其他水源将逐步枯竭,对X水库水源取水需求将进一步加大。据水务集团预测,如出现这种特殊干旱情况,为保障全市供水,X水库日供水量将会达到48万m3。
3.2.3生态环境供水
X水库十年一遇干旱年份(P=10%)或90%用水保证率情况下X水库的生态环境供水,该工况下仅考虑浙江省水资源总体规划生态流量监管断面清单中X水库坝址控制断面的生态基流控制目标(0.85m3/s),则水库生态环境需水量为2682万m3。
3.2.4蒸发损失
X水库库面蒸发损失,按照水库长系列蒸发十年一遇干旱年份(P=10%)并选择偏不利年型,计算得到90%保证率下的X水库蒸发量见表4。
表4
月份 | 蒸发量(万m3) | 月份 | 蒸发量(万m3) |
1月 | 62 | 8月 | 95 |
2月 | 49 | 9月 | 179 |
3月 | 40 | 10月 | 47 |
4月 | 50 | 11月 | 68 |
5月 | 98 | 12月 | 75 |
6月 | 62 | 合计 | 913 |
7月 | 88 |
3.2.5渗漏损失
根据2021年年度安全检查,X水库大坝工程设施总体较好,渗漏管的渗流量最大值从加固前的770ml/s降至现在的0.183ml/s,渗压计水位明显降低,防渗加固效果较好;另外考虑库区渗漏,渗漏系数按1.5%计算。综合计算得到X水库年渗漏损失水量为240万m3。
3.2.6合计需水总量
表5
表5中须说明的是,特殊干旱情况下,为保障全市供水,X水库日供水量将会达到48万m3。
4.限制供水线、防破坏线的确定
防破坏线的作用是判断水库何时可以加大供水,防止不适当的加大供水而引起正常供水被破坏。限制供水线的作用是当出现特枯水年时,正常供水一定达不到要求,为使允许破坏的那些特枯水年供水不会完全中断,因而需要提前限制供水,逐步降低其供水量。
防破坏线:以水库长系列入库径流资料为水库的来水过程(入库水量过程),各用水单位综合需供水量过程为用水过程,通过水库水量平衡方程逆时序逐日调节计算水量的余与缺、水库的回蓄量、供水量及相应各日的库水位,根据长系列调节计算成果,以时间为横坐标、库水位为纵坐标,点绘所有年份的调度过程线,再将所有调度线各日的最大纵坐标值连接起来,便可得到防破坏线。
限制供水线:以水库长系列入库径流资料为水库的来水过程(入库水量过程),各用水单位综合需供水量过程为用水过程,通过水库水量平衡方程顺时序逐日调节计算水量的余与缺、水库的蓄量、供水量及相应各日的库水位,根据长系列调节计算成果,以时间为横坐标、库水位为纵坐标,点绘所有年份的调度过程线,将所有调度线各日的最小纵坐标值点连接起来,便可得到限制供水线。
4.1防破坏线
按照步骤3中描述,假设当前得到了2020.4~2021.3每个月的需水量与入库径流量(入水量)。那么根据2021年3月的实际水库库容进行逐月逆推,即“2021.3库容+需水量-入库径流量(该计算过程等同于公式An=An+1+B-C)”得到2021.2库容,依次得到2021.1、2020.12、……、2020.4、2020.3库容,并根据“库容-水位”曲线得到对应水位。其中An为n月份库容,An+1为n+1月份库容,n为自然数,B为需水量,C为入水量。
完成后,以同样方式算出历史所有年份的信息(每一年计算得到的库容都统称第一库容,相应的,每一年计算得到的对应水位统称第一水位)。接下来以时间(月)为横坐标,水位为纵坐标绘制调度过程线(此时绘制的是每一年的调度过程线,统称第一调度过程线),再将所有调度线各月的最大纵坐标值连接起来(即将不同年份的调度过程线放在一起,共用横坐标,然后在每个月的纵轴上找到最大值,然后按照月份依次连接起来),便可得到防破坏线。
4.2限制供水线
按照步骤3中描述,假设当前得到了2020.4~2021.3每个月的需水量与入库径流量。现在,根据2020年3月的实际水库库容进行逐月顺推,即“2020.3库容-需水量+入库径流量(该计算过程等同于公式An+1=An-B+C)”,得到2020.4库容,依次得到2020.5、2020.6、……、2021.2、2021.3库容,并根据“库容-水位”曲线得到对应水位。
完成后,以同样方式算出历史所有年份的信息(每一年计算得到的库容都统称第二库容,相应的,每一年计算得到的对应水位统称第二水位)。接下来以时间(月)为横坐标,水位为纵坐标绘制调度过程线(此时绘制的是每一年的调度过程线,统称第二调度过程线),再将所有调度线各月的最小纵坐标值连接起来,便可得到限制供水线。
4.3兴利调度线
表6
表6中结果为按旬描点连线所得,因此时间间隔为10天,前文描述中为方便描述,因此按月(30天)为时间间隔进行描述。
5.旱警水位线的确定
5.1干旱预警计算方法
依据《旱警水位(流量)确定计算方法案例》及《水库河网抗旱保供水应急调度指南》(征求意见稿),水库旱警水位的计算方法主要包括典型干旱年法、最大值法和综合法,本次选用最大值法计算X水库旱警水位。
水库旱警水位最大值法计算说明:采用水量平衡计算水库来水和用水之差,加上死库容后对应水位作为旱警水位。具体步骤如下:
(1)明确需计算旱警水位的时间段,可划分为若干时段(灌溉期和非灌溉期)。(2)按干旱典型年来水频率,确定上述时间段内各月来水量。
(3)考虑水库所承担的城乡供水、农业灌溉、航运或生态等主要供水任务,确定上述时间段内水库供水对象的各月需水量。
(4)计算上述时间段内各月水库需水量和来水量之差(差值结果汇总后得到水量差值数据)。
(5)以各月水库需水量和来水量之差的最大值,再加上死库容,其所对应的水库水位,作为旱警水位。
因此,本次X水库旱警水位计算采用该水库干旱预警期(即旱警水位的时间段)内干旱典型年的各月水库需水量和来水量之差的最大值,再加上死库容,其所对应的水库水位,作为旱警水位。
考虑一级和二级旱警水位对应的保障天数不同,一级旱警水位取干旱期预警期内5个月滑动累计的水库需水量和来水量之差的最大值,再加上死库容,所对应的水库水位作为X水库的一级旱警水位;二级旱警水位取干旱期预警期内4个月滑动累计的水库需水量和来水量之差的最大值,再加上死库容,所对应的水库水位作为X水库的二级旱警水位。即:
X水库一级旱警水位=(来水量-需水量)max(干旱期预警期内5个月)+死水位;
X水库二级旱警水位=(来水量-需水量)max(干旱期预警期内4个月)+死水位。
5.2一级旱警水位
首先计算3个干旱典型年的水量平衡结果,如表7、表8和表9所示。
表7
表8
表9
灌溉期为4~9月,非灌溉期为10~3月。
按干旱典型年5个月滑动计算时,灌溉期5个月水量差滑动累计最大值为2017年8月的累计值8821万m3,加上X水库管网供水下限水位45m相应库容后,相应库水位为56.31m。非灌溉期5个月水量差滑动累计最大值为2020年10月的累计值7294万m3,加上X水库管网供水下限水位45m相应库容后,相应库水位为54.74m。
对计算得到的旱警水位取整,最后确定X水库一级旱警水位灌溉期为57m、非灌溉期为55m。
5.3二级旱警水位
表10
表10为特殊干旱年水量平衡计算表,随着旱情的进一步加剧,临海各地其他水源将逐步枯竭,对X水库水源取水需求将进一步加大。据水务集团预测,如出现这种特殊干旱情况,为保障全市供水,X水库日供水量将会达到48万m3。
按此种特殊干旱年4个月滑动计算时,仅保障城乡供水,不计农业和生态用水量,全年期4个月水量差滑动累计最大值为2020年10月的累计值5911万m3,加上X水库管网供水下限水位45m相应库容后,相应库水位为53.23m。取整后,二级旱警水位全年期为54m。
6.梅汛期、台汛期水位线
根据批复的X水库除险加固设计报告,X水库梅汛期限制水位为66.5m,台汛期限制水位为65m。此为原有正常水位,不作调整。其中,梅汛期为4月15日至7月15日,台汛期为7月16日至10月15日。
梅汛期和台汛期相应的水位都是原有正常水位,因此在获取后直接运用就行,不需要进行调整。
非汛期的水位与梅汛期保持一致,为66.5m。
7.水位控制曲线图的绘制
根据以上描述,将原始正常水位、兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线、一级旱警水位和二级旱警水位汇总后进行绘制,最终得到水位控制曲线图,如图4所示,为X水库的水位控制曲线图像。
实施例2
如图5所示,一种基于水量平衡的水库水位调控系统,包括:
第一水位线计算模块10:用于获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
第二水位线计算模块20:用于获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
第三水位线计算模块30:用于基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
水位控制曲线图绘制模块40:用于获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
水位调控模块50:用于根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
在第一水位线计算模块10中,获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位,在第二水位线计算模块20中,获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线,在第三水位线计算模块30中,基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位,在水位控制曲线图绘制模块40中,获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图,在水位调控模块50中,根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
实施例3
在上述实施例基础上,本实施例提供了一种电子设备。
实施例4
在上述实施例基础上,本实施例提供了一种存储介质。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (9)
1.一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,包括:
获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
2.根据权利要求1所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,历史用水数据分为农业灌溉用水、城乡供水、生态环境供水、蒸发损失和渗透损失。
3.根据权利要求1所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线,具体为:
将历史来水数据的入水量和历史用水数据的需水量按照年份分别代入公式An=An+1+B-C计算每一年份的第一库容,并对照库容-水位曲线,得到第一水位,以时间为横坐标,以第一水位为纵坐标,绘制每一年份的第一调度过程线,再将所有年份的第一调度过程线中相同月份的最大纵坐标值连接起来,得到防破坏线,其中An为n月份库容,An+1为n+1月份库容,n为自然数,B为需水量,C为入水量;
将入水量和需水量按照年份分别代入公式An+1=An-B+C计算每一年份的第二库容,并对照库容-水位曲线,得到第二水位,以时间为横坐标,以第二水位为纵坐标,绘制每一年份的第二调度过程线,再将所有年份的第二调度过程线中相同月份的最小纵坐标值连接起来,得到限制供水线。
4.根据权利要求1所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位,具体为:
确定需计算旱警水位的时间段,基于历史来水数据和历史用水数据计算时间段内每月水库需水量和水库来水量之差,汇总得到水量差值数据并取其中差值的最大值加上死库容,求和后得到目标水库的旱警水位。
5.根据权利要求4所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,旱警水位包括一级旱警水位和二级旱警水位;
取水量差值数据中5个月滑动累计差值的最大值,再加上死库容,得到一级旱警水位;
取水量差值数据中4个月滑动累计差值的最大值,再加上死库容,得到二级旱警水位。
6.根据权利要求5所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法,其特征在于,时间段分为灌溉期和非灌溉期。
7.一种基于水量平衡的水库水位调控系统,其特征在于,包括:
第一水位线计算模块:用于获取目标水库的供水管信息并进行临界水位的分析,得到兴利下限水位和管网供水下限水位;
第二水位线计算模块:用于获取目标水库的库容-水位曲线、历史来水数据、历史用水数据并通过水库水量平衡方程逆时序及顺时序逐日调节计算水量,以计算得到防破坏线和限制供水线;
第三水位线计算模块:用于基于历史来水数据、历史用水数据和库容-水位曲线的死库容,并采用最大值法计算得到目标水库的旱警水位;
水位控制曲线图绘制模块:用于获取目标水库的原始正常水位并结合兴利下限水位、管网供水下限水位、防破坏线、限制供水线以及旱警水位绘制水位控制曲线图;
水位调控模块:用于根据水位控制曲线图进行目标水库的水位调控。
8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储一条或多条计算机指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如权利要求1-6中任一所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机程序被计算机执行时实现如权利要求1-6中任一所述的一种基于水量平衡的水库水位调控方法。
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