CN116611361A - 一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水库峰值流量抵达坝前历时的计算方法及装置，包括：建立水库的水动力模型并采用可信数据率定水动力模型参数；根据初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线；根据来流流量变化曲线、坝前水位以及水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到不同条件下坝前流量变化曲线；根据来流流量变化曲线以及坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时；本发明的方法，可以准确计算不同条件下水库峰值流量抵达坝前历时。

Description

一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法及装置

技术领域

本发明涉及水库运行调控技术领域，具体涉及一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法及装置。

背景技术

随着经济和社会的发展，对大型水利设施的安全稳定运行提出了更高的要求，水库精细化运行调控需要更多技术支撑。水流运动具有运动波和动力波两种特性，两种特性水流运动速度和历时差别极大。河流中的水流运动表现为运动波特性，水库中的水流运动表现为动力波特性。对于大型水库而言，水流运动会同时表现出运动波和动力波特性，使得峰值流量历时的计算问题十分复杂。而水库防洪调度、发电调度等主要依据坝前流量进行制定，若无法准确得到峰值流量抵达坝前历时，就会造成坝前水位大幅波动，甚至超出规定的波动范围，造成严重的生产或安全事故。

现有技术中，一般是通过人为经验估计峰值流量抵达坝前历时，或现场测量坝前水位变化过程或流量变化过程，进而判断峰值流量抵达坝前历时。通过人为经验判断估测峰值流量抵达坝前历时，峰值流量抵达坝前历时受工作人员的业务水平和经历影响，估测结果不具有科学性；通过现场测量判断峰值流量抵达坝前历时，只能通过水位变化过程判断峰值流量的到来以确定抵达坝前历时，然而水库坝前水位变动的影响因素较多，当坝前水位变动时，坝前流量的变化值非常大，无法准确获得坝前流量变化情况是否是峰值流量抵达坝前导致的，因此无法准确计算峰值流量抵达坝前历时。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法准确计算峰值流量抵达坝前历时的缺陷，从而提供一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法及装置。

第一方面，本发明实施例公开了一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法，所述方法包括：建立水库的水动力模型；获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期；根据初始流量、来流峰值流量以及来流流量变化周期确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息；根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；根据所述来流流量变化曲线、坝前水位及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息；根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

本发明实施例提供的方法，通过考虑初始流量、来流峰值流量和来流流量变化周期对峰值流量抵达坝前历时的影响，使得计算得到的峰值流量抵达坝前历时更为准确，解决了现有技术中无法准确计算峰值流量抵达坝前历时的问题，对制定大型水库运行方案、水库的平稳调度和安全运行具有重要价值。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时，包括：根据所述来流流量变化曲线确定所述来流峰值流量对应的时间信息；根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息；根据所述来流峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

本发明实施例提供的方法，可以更加准确地计算峰值流量抵达坝前历时，对制定大型水库运行方案、水库的平稳调度和安全运行具有重要价值。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述建立水库的水动力模型之前，所述方法还包括：获取水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值；根据水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水动力模型。

本发明实施例提供的方法，可以准确地构建水库的初始水动力模型。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水库的水动力模型之后，所述方法还包括：根据可信数据率定所述初始水动力模型的模型参数，得到所述水库的水动力模型。

本发明实施例提供的方法，通过对初始水动力模型进行糙率修正，可以使得到的水库的水动力模型的计算结果更为准确。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，所述可信数据包括来流流量、典型来流流量、特征水位流量值以及特征水位值等历史数据。

结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时之后，所述方法还包括：获取目标来流流量变化周期、目标坝前水位、第一初始流量和第一来流峰值流量、第二初始流量和第二来流峰值流量以及第三初始流量和第三来流峰值流量；根据所述目标来流流量变化周期、第一初始流量、第一来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线；根据所述目标来流流量变化周期、第二初始流量、第二来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线；根据所述目标来流流量变化周期、第三初始流量、第三来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线；根据所述第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线确定第一峰值流量抵达坝前历时；根据所述第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线确定第二峰值流量抵达坝前历时；根据所述第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线确定第三峰值流量抵达坝前历时；根据所述第一峰值流量、第二峰值流量以及第三峰值流量抵达坝前历时的计算结果，判断初始流量以及来流峰值流量是否影响峰值流量抵达坝前历时。

本发明实施方式提供的方法，通过控制变量法，计算不同的初始流量和峰值流量对峰值流量抵达坝前历时，根据计算结果可以判断初始流量以及峰值流量是否影响峰值流量抵达坝前历时。

结合第一方面，在第一方面一种可能的实施方式中，所述根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时之后，所述方法还包括：获取多个不同组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位；根据每一个组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位计算对应组合的峰值流量抵达坝前历时；对每一个组合的来流峰值流量抵达坝前历时进行分析，确定影响峰值流量抵达坝前历时的因素以及对应因素的影响范围。

本发明实施例提供的方法，通过对每一个组合的峰值流量抵达坝前历时进行分析，确定影响峰值流量抵达坝前历时的因素以及对应因素的影响范围，对制定大型水库运行方案，为水库的平稳调度和安全运行具有重要价值。

第二方面，本发明实施例还公开了一种水库峰值流量抵达坝前历时计算装置，所述装置包括：建立模块，用于建立水库的水动力模型；第一获取模块，用于获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期；第一确定模块，用于根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息；第一求解模块，用于根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；第二求解模块，用于根据所述水库的来流流量变化曲线、坝前水位以及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息；第二确定模块，用于根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

结合第二方面，在第二方面一种可能的实施方式中，所述第二确定模块，包括：第一确定子模块，用于根据所述来流流量变化曲线确定所述来流峰值流量对应的时间信息；第二确定子模块，用于根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息；第三确定子模块，用于根据所述峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

第三方面，本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。

第四方面，本发明实施方式还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图3为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图4为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图5为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图6为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图7为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图8为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图9为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算方法的一个具体示例的示意图；

图10为本发明实施例中水库峰值流量抵达坝前历时计算装置的一个具体示例的原理框图；

图11为本发明实施例中电子设备的一个具体示例图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

正如在背景技术中所述，通过人为经验判断估测峰值流量抵达坝前历时，峰值流量抵达坝前历时受工作人员的业务水平和经历影响，估测结果不具有科学性；通过现场测量判断峰值流量抵达坝前历时，只能通过水位变化过程判断峰值流量的到来以确定抵达坝前历时，然而水库坝前水位变动的影响因素较多，当坝前水位变动时，坝前流量的变化值非常大，无法准确获得坝前流量变化情况是否是峰值流量抵达坝前导致的，因此无法准确计算峰值流量抵达坝前历时。有鉴于此，本发明实施例提供水库峰值流量抵达坝前历时计算，通过考虑初始流量和来流流量变化周期对峰值流量抵达坝前历时的影响，使得计算得到的峰值流量抵达坝前历时更为准确。

本发明实施例公开了一种水库峰值流量抵达坝前历时计算方法，可以应用于计算终端，实现对水库峰值流量抵达坝前历时的计算，计算终端可以包括但不限于任一电子设备或者处理器，本申请实施例对计算终端的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据需求确定，只要能够真实可靠地实现峰值流量抵达坝前历时计算操作即可；如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101，建立水库的水动力模型。

示例性地，水库的水动力模型可以是采用有限差分法求解圣维南方程组以及一维对流扩散方程，可用于单一河道或复杂河网的水动力水质模拟，可处理恒定流及非恒定流，提供了水位、流量、水位-流量关系型、自由出流、水闸、水堰等边界类型；可考虑区间入流或点源排污；可模拟水闸、水堰、水泵的作用以及其调度过程；可实时输出监测断面的水位、流量等计算结果；可冷启动或热启动；可自定义模型输出方式。

步骤102，获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期。

示例性地，初始流量可以是水库在某时段内的初始流量；坝前水位可以是水库在某时段内的坝前水位信息；来流峰值流量可以是水库在某时段内的最大来流流量信息；来流流量变化周期可以是某时段内的来流流量变化时间段。本申请实施例中，可以获取2002年-2022年某大型水库的初始流量、坝前水位、来流峰值流量、来流流量变化周期等数据，其中，初始流量的变化范围可以包括但不限于2000-20000m3/s，坝前水位变化范围为144-181m，来流峰值流量变化范围为6000-60000m3/s，来流流量变化周期12-84h。

步骤103，根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息。

示例性地，本申请实施例中，来流峰值流量可以是水库在某时段内的最大来流流量信息，基于来流流量变化周期、来流峰值流量信息以及初始流量信息，可以确定水库来流流量随时间的变化信息，基于水库来流流量随时间的变化信息确定水库的来流流量变化曲线。

步骤104，根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系。

示例性地，本申请实施例中，初始流量可以为20000m3/s，对应的坝前水位分别为144m，求解恒定流条件下的水动力模型，得到初始流量、坝前水位分别为20000m3/s-144m对应的水库的沿程水面线。

步骤105，根据所述水库的来流流量变化曲线、坝前水位以及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息。

示例性地，本申请实施例中，来流峰值流量可以为60000m3/s，来流流量变化周期可以为12h，将水库的沿程水面线作为初始条件，求解非恒定流状态下的水动力模型，可以得到坝前流量变化曲线。

步骤106，根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，水库的来流流量变化曲线可以如图2中的实线所示，坝前流量变化曲线可以如图2中的虚线所示，可以观察到来流流量变化曲线和坝前流量变化曲线是两个具有一定相位差的曲线，对峰值流量曲线逐时间步向后平移，计算每次平移后峰值流量曲线和坝前流量曲线差值的绝对值；当实线峰值曲线与虚线峰值曲线重合度最佳，即平移后峰值流量曲线与坝前流量曲线差值最小时，对应的时间步即为峰值流量抵达坝前历时。当坝前流量过程曲线出现多个峰值时，本方案也能够准确计算出对应的峰值流量抵达坝前历时。

本发明提供的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法，通过考虑初始流量和来流流量变化周期对峰值流量抵达坝前历时的影响，使得计算得到的峰值流量抵达坝前历时更为准确，解决了现有技术中无法准确计算峰值流量抵达坝前历时的问题，对制定大型水库运行方案、水库的平稳调度和安全运行具有重要价值。

作为本发明一个可选实施方式，步骤106，包括：

根据所述来流流量变化曲线确定所述来流峰值流量对应的时间信息。

示例性地，本申请实施例中，根据来流流量变化曲线中的峰值，可以如图2中实线曲线对应的峰值，可以确定峰值流量对应的时间信息，该时间信息可以是一个时间点，也可以是一个时间段。

根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息。

示例性地，本申请实施例中，根据坝前流量变化曲线中的峰值，可以如图2中虚线对应的峰值，可以确定坝前分支流量对应的时间信息，该时间信息可以是一个时间点，也可以是一个时间段。

根据所述来流峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，可以根据峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息，计算二者的时间差，根据时间差可以确定峰值流量抵达坝前历时。

作为本发明一个可选实施方式，步骤101之前，该方法还包括：

获取水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值。

示例性地，水库的属性信息可以包括但不限于水库的地形断面资料信息；特征断面水位值可以包括但不限于正常蓄水位、防洪限制水位、枯水期最低消落水位。本申请实施例中，可以收集2002年-2022年某大型水库的地形断面资料、初始流量、初始坝前水位、峰值流量、来流流量变化周期等数据。其中，水库总长度756900m，初始流量变化范围2000-20000m3/s，初始坝前水位变化范围144-181m，来流流量变化范围6000-60000m3/s，来流流量变化周期12-84h。

根据水库的属性信息、初始流量、来流流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水动力模型。

示例性地，根据获取到的水库的属性信息、初始流量、来流流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建该水库的水动力模型。

作为本发明一个可选实施方式，根据水库的属性信息、初始流量、来流流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水库的水动力模型之后，所述方法还包括：

根据可信数据率定所述初始水动力模型的模型参数，得到所述水库的水动力模型。

作为本方发明一个可选实施方式，所述可信数据包括来流峰值流量、典型来流流量、特征水位流量值以及特征水位值。

示例性地，本申请实施例中，可以结合典型来流流量及来流峰值流量数据，利用特征断面的水位、特征断面流量值，率定该水动力模型的断面糙率，对该水动力模型作参数修正。修正结果如下表1所示：

表1

作为本发明一个可选实施方式，步骤106之后，该方法还包括：

获取目标来流流量变化周期、目标坝前水位、第一初始流量和第一来流峰值流量、第二初始流量和第二来流峰值流量以及第三初始流量和第三来流峰值流量。

示例性地，本申请实施例中，目标来流流量变化周期可以是24h，目标坝前水位可以为160m；第一初始流量和第一来流峰值流量可以分别为2000m3/s-58000m3/s；第二初始流量和第二来流峰值流量可以分别为10000m3/s-50000m3/s；第三初始流量和第三来流峰值流量可以分别为20000m3/s-40000m3/s。

根据所述目标来流流量变化周期、第一初始流量、第一来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线。

示例性地，本申请实施例中，第一来流峰值流量为60000m3/s，第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线的示意图可以如图3所示，其中实线表示第一来流流量变化曲线，虚线表示第一坝前流量变化曲线。

根据所述目标来流流量变化周期、第二初始流量、第二来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第二来流流量变化曲线以及第二坝前变化曲线。

示例性地，本申请实施例中，第二来流峰值流量也为60000m3/s，第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线的示意图可以如图4所示，其中实线表示第二来流流量变化曲线，虚线表示第二坝前流量变化曲线。

根据所述目标来流流量变化周期、第三初始流量、第三来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线。

示例性地，本申请实施例中，第三来流峰值流量也为60000m3/s，第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线的示意图可以如图5所示，其中实线表示第三来流流量变化曲线，虚线表示第三坝前流量变化曲线。

根据所述第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线确定第一峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，可以根据如图3所示的第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线确定第一峰值流量抵达坝前历时。

根据所述第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线确定第二峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，可以根据如图4所示的第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线确定第二峰值流量抵达坝前历时。

根据所述第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线确定第三峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，可以根据如图5所示的第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线确定第三峰值流量抵达坝前历时。

根据所述第一峰值流量、第二峰值流量以及第三峰值流量抵达坝前历时的计算结果，判断初始流量以及来流峰值流量是否影响峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，根据计算结果确定第一峰值流量、第二峰值流量以及第三峰值流量抵达坝前历时均为68400s，即19h。由此可见，来流峰值流量抵达坝前历时与初始流量无关。现有技术仅关注初始流量，没有考虑来流峰值流量，造成计算得到的来流峰值流量抵达坝前历时与实际不符，本申请实施例提供的方案可以更加准确地计算峰值流量抵达坝前历时。

作为本发明一个可选实施方式，步骤105之后，该方法还包括：

获取多个不同组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位。

示例性地，本申请实施例中，多个不同组合的峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位可以分别为5000m3/s-144m-12h、5000m3/s-144m-84h、5000m3/s-181m-12h、5000m3/s-181m-84h、80000m3/s-144m-12h、80000m3/s-144m-84h、80000m3/s-181m-12h、80000m3/s-181m-84h。

根据每一个组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位计算对应组合的峰值流量抵达坝前历时。

示例性地，本申请实施例中，多个不同组合的峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位计算得到峰值流量抵达坝前历时分别为35.75h、34h、18.5h、10.25h、23.25h、24.5h、14.75h、14.25h。

对每一个组合的来流峰值流量抵达坝前历时进行分析，确定影响峰值流量抵达坝前历时的因素以及对应因素的影响范围。

示例性地，本申请实施例中，每一个组合的峰值流量抵达坝前历时进行分析，可以确定峰值流量抵达坝前历时上下限范围为10.25h-35.75h，相差25.5h。其中，峰值流量的影响范围为23.25h-35.75h，相差12.5h；坝前水位的影响范围为10.25h-34h，相差23.75h；来流流量变化周期的影响范围为10.25h-18.5h，相差8.25h。由上下限计算可知，由于计算精度为0.25h，为了确保峰值流量抵达坝前历时计算精度与模型精度适配，来流峰值流量上下限之间应插值不少于(12.5/0.25)个；坝前水位上下限之间应插值不少于(23.75/0.25)个；来流流量变化周期上下限之间应插值不少于(8.25/0.25)个。

进一步地，为了确定来流流量变化周期，设置来流峰值流量、坝前水位分别为8000m3/s-150m、8000m3/s-165m、20000m3/s-150m、2000m3/s-165m。设置来流流量变化周期为12h-84h，来流流量变化周期间隔2.4h。计算出峰值流量抵达坝前历时，绘制峰值流量抵达坝前历时与来流流量变化周期的关系图，如图6-9所示，其中，图6为8000m3/s-150m峰值流量抵达坝前历时与来流流量变化周期关系图；图7为8000m3/s-165m峰值流量抵达坝前历时与来流流量变化周期关系图；图8为20000m3/s-150m峰值流量抵达坝前历时与来流流量变化周期关系图；图9为2000m3/s-165m峰值流量抵达坝前历时与来流流量变化周期关系图；由系列关系图可见，一定范围内的来流流量变化周期对峰值流量抵达坝前历时有显著影响；当来流流量变化周期大于一定值时，峰值流量抵达坝前历时不随来流流量变化周期的改变而改变。现有技术方案只能得到峰值流量抵达坝前历时不随来流流量变化周期改变的峰值流量抵达坝前历时，无法得到来流流量变化周期影响范围的峰值流量抵达坝前历时。

本发明实施例还公开了一种水库峰值流量抵达坝前历时计算装置，如图10所示，该装置包括：建立模块201，用于建立水库的水动力模型；第一获取模块202，用于获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期；第一确定模块203，用于根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息；第一求解模块204，用于根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；第二求解模块205，用于根据所述水库的来流流量变化曲线、坝前水位以及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息；第二确定模块206，用于根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

本发明提供的水库峰值流量抵达坝前历时计算装置，通过考虑初始流量、来流峰值流量和来流流量变化周期对峰值流量抵达坝前历时的影响，使得计算得到的峰值流量抵达坝前历时更为准确，解决了现有技术中无法准确计算峰值流量抵达坝前历时的问题，对制定大型水库运行方案、水库的平稳调度和安全运行具有重要价值。

作为本发明一个可选实施方式，第二确定模块，包括：第一确定子模块，用于根据所述来流流量变化曲线确定所述来流峰值流量对应的时间信息；第二确定子模块，用于根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息；第三确定子模块，用于根据所述来流峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

作为本发明一个可选实施方式，该装置还包括：

第二获取模块，用于获取水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值；构建模块，用于根据水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水动力模型。

作为本发明一个可选实施方式，该装置还包括：修正模块，用于根据可信数据率定所述初始水动力模型的模型参数，得到所述水库的水动力模型。

作为本发明一个可选实施方式，所述可信数据包括来流峰值流量、典型来流流量、特征水位流量值以及特征水位值。

作为本发明一个可选实施方式，所述方法还包括：

第三获取模块，用于获取目标来流流量变化周期、目标坝前水位、第一初始流量和第一来流峰值流量、第二初始流量和第二来流峰值流量以及第三初始流量和第三来流峰值流量；第三确定模块，用于根据所述目标来流流量变化周期、第一初始流量、第一来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线；第四确定模块，用于根据所述目标来流流量变化周期、第二初始流量、第二来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线；第五确定模块，用于根据所述目标来流流量变化周期、第三初始流量、第三来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线；第六确定模块，用于根据所述第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线确定第一峰值流量抵达坝前历时；第七确定模块，用于根据所述第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线确定第二峰值流量抵达坝前历时；第八确定模块，用于根据所述第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线确定第三峰值流量抵达坝前历时；判断模块，用于根据所述第一峰值流量、第二峰值流量以及第三峰值流量抵达坝前历时的计算结果，判断初始流量以及来流流量是否影响峰值流量抵达坝前历时。

作为本发明一个可选实施方式，该装置还包括：第四获取模块，用于获取多个不同组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位；计算模块，用于根据每一个组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位计算对应组合的峰值流量抵达坝前历时；分析模块，用于对每一个组合的峰值流量抵达坝前历时进行分析，确定影响峰值流量抵达坝前历时的因素以及对应因素的影响范围。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图11所示，该电子设备可以包括处理器401和存储器402，其中处理器401和存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

处理器401可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器401还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器402作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法对应的程序指令/模块。处理器401通过运行存储在存储器402中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。

存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器401所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器401。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述处理器401执行时，执行如图1所示实施例中的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于任一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (11)

1.一种水库峰值流量抵达坝前历时的计算方法，其特征在于，所述方法包括：

建立水库的水动力模型；

获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期；

根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息；

根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；

根据所述水库的来流流量变化曲线、坝前水位以及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息；

根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

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曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时，包括：

根据所述来流流量变化曲线确定来流峰值流量对应的时间信息；

根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息；

根据所述来流峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立水库的水动力模型之前，所述方法还包括：

获取水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值；

根据水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水动力模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据水库的属性信息、初始流量、来流峰值流量、典型来流流量、初始坝前水位、特征断面水位值以及特征断面流量值，构建初始水库的水动力模型之后，所述方法还包括：

根据可信数据率定所述初始水动力模型的模型参数，得到所述水库的水动力模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可信数据包括来流峰值流量、典型来流流量、特征水位流量值以及特征水位值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时之后，所述方法还包括：

获取目标来流流量变化周期、目标坝前水位、第一初始流量和第一来流峰值流量、第二初始流量和第二来流峰值流量以及第三初始流量和第三来流峰值流量；

根据所述目标来流流量变化周期、第一初始流量、第一来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线；

根据所述目标来流流量变化周期、第二初始流量、第二来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线；

根据所述目标来流流量变化周期、第三初始流量、第三来流峰值流量以及目标坝前水位，确定第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线；

根据所述第一来流流量变化曲线以及第一坝前流量变化曲线确定第一峰值流量抵达坝前历时；

根据所述第二来流流量变化曲线以及第二坝前流量变化曲线确定第二峰值流量抵达坝前历时；

根据所述第三来流流量变化曲线以及第三坝前流量变化曲线确定第三峰值流量抵达坝前历时；

根据所述第一峰值流量、第二峰值流量以及第三峰值流量抵达坝前历时的计算结果，判断初始流量以及来流峰值流量是否影响峰值流量抵达坝前历时。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时之后，所述方法还包括：

获取多个不同组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位；

根据每一个组合的来流峰值流量、来流流量变化周期以及坝前水位计算对应组合的峰值流量抵达坝前历时；

对每一个组合的来流峰值流量抵达坝前历时进行分析，确定影响峰值流量抵达坝前历时的因素以及对应因素的影响范围。

8.一种水库峰值流量抵达坝前历时计算装置，其特征在于，所述装置包括：

建立模块，用于建立水库的水动力模型；

第一获取模块，用于获取初始流量、坝前水位、来流峰值流量以及来流流量变化周期；

第一确定模块，用于根据初始流量、来流流量变化周期以及来流峰值流量确定水库的来流流量变化曲线，所述来流流量变化曲线用于表征水库来流流量随时间的变化信息；

第一求解模块，用于根据所述初始流量以及坝前水位求解恒定流状态下的水动力模型，得到水库的沿程水面线，所述沿程水面线反映水库沿程各个位置到坝前距离与对应位置的水位之间的关联关系；

第二求解模块，用于根据所述水库的来流流量变化曲线、坝前水位以及所述水库的沿程水面线求解非恒定流状态下的水动力模型，得到坝前流量变化曲线，所述坝前流量变化曲线用于表征坝前流量随时间的变化信息；

第二确定模块，用于根据所述水库的来流流量变化曲线以及所述坝前流量变化曲线确定峰值流量抵达坝前历时。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：

第一确定子模块，用于根据所述来流流量变化曲线确定所述来流峰值流量对应的时间信息；

第二确定子模块，用于根据所述坝前流量变化信息确定所述坝前峰值流量对应的时间信息，所述坝前峰值流量对应的时间信息用于表征所述来流峰值流量抵达坝前对应的时间信息；

第三确定子模块，用于根据所述来流峰值流量对应的时间信息以及坝前峰值流量对应的时间信息确定峰值流量抵达坝前历时。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7任一所述的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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中任一项所述的水库峰值流量抵达坝前历时计算方法。