降雨径流预报系统技术方案

本发明专利技术采用了创新的降雨径流预报技术方案，可实现短中长期降雨径流预报，并可在预报中展现实时洪水预报过程，有利于准确估计洪水的洪峰、洪量、洪水过程，可以预报过程中模拟出库和水位过程，实现用户包括实时洪水预报在内的短中长期径流预报调度，解决现今大多径流预报软件预报过程太短，中长期预报功能简陋的问题。本系统包括水情数据库、用户参数配置模块、降雨径流预报演算模块、预报成果统计模块、预报图形模块。本系统有自动修正预报功能，没有水位站，也可实现实时降雨洪水预报，大大降低系统软硬件成本，解决了大多中小水库、水电站及一些大中型水电站缺少中长期预报的问题。

Rainfall runoff forecasting system

The invention adopts an innovative rainfall and runoff forecasting technical scheme, which can realize short-term, medium-term and long-term rainfall and runoff forecasting, and can unfold the flood forecasting process in the middle of the forecasting, which is advantageous to accurately estimate the flood peak, flood volume and flood process, simulate the reservoir and water level process in the forecasting process, and realize the user including real-time flood. Short-term, medium-term and long-term runoff forecasting scheduling, including forecasting, solves the problem that most current runoff forecasting software forecasting process is too short, medium-term and long-term forecasting function is simple. The system includes hydrological database, user parameter configuration module, rainfall and runoff prediction calculation module, forecast results statistics module, forecast graphics module. The system has the function of automatic correction and forecasting. Without water level station, it can also realize real-time rainfall and flood forecasting. It greatly reduces the cost of software and hardware of the system, and solves the problem of lack of medium and long-term forecasting for most medium and small reservoirs, hydropower stations and some large and medium-sized hydropower stations.

【技术实现步骤摘要】
降雨径流预报系统本申请是申请号为：2014103166598、专利技术创造名称为：降雨径流预报系统、申请日为：2014年07月06日的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及降雨径流预报
，尤其涉及一种能同时进行短期、中期、长期及实时的降雨径流预报方法。
技术介绍
径流预报是防汛抗旱和有效利用水资源以及水利调度、管理等的重要依据，预报调度管理其发电效益及社会效益显著高于不利用预报信息的调度管理模式，现今的径流预报系统主要依据水位监测和雨量监测采集的数据进行短期的降雨径流预报和河段洪水预报及考虑实时修正的实时洪水预报，现今社会上的中长期预报方法目前尚不够成熟，中长期降雨径流预报系统国内仅少数大型水库有所应用，并不具备推广普及条件。水位或流量监测的遥测站点一般要设水位井或监测站，成本少说几万到几十万，一般小水库、小水电站这些基础设施投入较少，自动化程度低，与之配套的径流预报系统更是几乎没有，径流预报系统软硬件开发成本高，基础设施投入大，维护费用昂贵，或有的中长期降雨径流预报从理论到实现过程复杂，不利于推广，这些因素都是中小水库、水电站提高水资源利用的瓶颈，例如截至2010年底，福建全省已建成农村水电站6606座，相对而言拥有径流预报系统的水库、水电站寥寥无几，许多大型水库、水电厂也只有短期径流预报系统、缺少中长期径流预报系统。这些中小水库、水电站因为缺少实时洪水预报及中长期径流预报盲目运用水资源而损失的效益数以千万计，更是有的中小水库、水电站因为缺少中长期径流预报，对洪水灾害估计不足而未做好充分准备或因预见期太短来不及做好应急准备而造成人员伤亡和财产损失。
技术实现思路
本专利技术之一目的在于新专利技术的降雨径流预报系统是在根本算法上加以创新的，仅依靠测量降雨过程就可同时进行实时降雨洪水预报和短中长期径流预报，大大降低径流预报系统运用的硬件和基础设施成本；本专利技术之另一目的在于仅运用代表性、可靠性、一至性高的实测历史洪水资料就可以推求降雨径流预报系统参数，且系统的软件的开发成本低、时间短，解决降雨径流预报系统的推广瓶颈限制；本专利技术之再一目的在于在短中长期降雨径流预报中展现实时洪水预报过程，有利于准确估计洪水的洪峰、洪量、洪水过程，可以在预报过程中模拟出库和水位过程，实现用户包括实时洪水预报在内的短中长期径流预报调度，解决现今大多径流预报软件预报过程太短，中长期预报功能缺少洪峰、洪量预报的问题。本专利技术的主要目的是通过下述技术方案得以实现的：一种降雨径流预报系统，首先确定降雨产流计算方法，本专利技术提供了一种降雨产流计算方法做为降雨径流预报技术方案，实施过程如下：本专利技术的降雨产流计算方法如下：所述参数包括，Q为流量(立方米每秒)，Q地下为地下径流预报流量，Q地面为地面径流预报流量，Q预报j为j时刻预报流量，j为某预报时刻(时)，m为河道汇流时间长度(小时)，n为产流汇流时间长度(小时)，i＝1时、2时、…、n时，Pj-m-n+i为j-m-n+i时刻某预报流域降雨(毫米)，αj-m为j-m时刻流域的径流系数，F为流域面积(平方公里)，降雨产流计算函数为Q预报j＝∑ni＝1Pj-m-n+iαj-mF×1000/(3600秒×n+3600秒×i)，用以描述在j时某流域出口m小时前流域n小时降雨产生相应于m小时前径流系数对应的预报断面流量，下述洪水过程指预报时段内较大的径流过程；退水率获取，由典型洪水资料，划分不同层面的退水率，包括近洪峰段、表层径流、地下径流、基流，近洪峰段对应退水过程退水较快的上段，表层径流对应洪水过程中段紧接近洪峰段之后，退水明显变缓，地下径流对应洪水过程下段，这个过程较长期平缓退水，基流这个过程在相当长的时期内维持在主要洪水过程结束后一个退水率变化极小的过程。由此方法比较多场典型洪水过程可获得不同层面径流或洪水的退水率代入多场典型洪水调方案试算并调整，当预报洪水退水过程与实测洪水退水过程越相近，各分层退水率取值就越好；依据降雨过程和降雨产流计算函数计算未来时段预报的地下径流Q地下；并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正，若Q地下j小于上一时段Q地下j－1，Q地下j根据所处退水层面的退水率进行修正；依据降雨过程和降雨产流计算函数计算未来时段预报的地面径流Q地面；由Q地下和Q地面之和计算得未来时段的预报断面流量Q预报j，并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正，若Q预报j小于上一时段Q预报j－1，Q预报j根据所处地面径流退水层面的退水率进行修正；由实测降雨过程、及后续预报降雨过程，计算得各未来时段的预报断面流量……Q预报j－2、Q预报j－1、Q预报j、Q预报j+1、Q预报j+2、……，当时间滚动，雨量更新，覆盖假拟的预报雨量，则可实现实测与假拟预报的无缝对接预报；为提高精度，也可用太泰森多边形法或等流时线法，将流域面积分块，分块预报相应雨量对应预报断面的流量过程，再用叠加的原理将流域各部分块在预报断面的预报流量过程相叠加，合成全流域在预报断面的预报流量过程。一种降雨径流预报系统，包括：水雨情数据库，存储降雨径流预报演算模块所需的时间、水位、雨量、流量数据，并可根据用户需要设置末来时段假拟数据，用于实时降雨洪水预报，短中长期降雨径流预报；用户参数配置模块，存储和计算降雨径流预报所需参数及降雨径流资料供降雨径流预报演算模块调用，用于用户设置、调整预报参数，调整预报精度；降雨径流预报演算模块根据水雨情数据库提供的水雨情数据及用户参数配置模块提供的配置参数，对未来的径流过程进行预报，并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正；降雨径流预报成果统计模块，根据降雨径流预报演算模块的预报过程，对主要径流或洪水过程进行统计评估，统计评估的内容包括，短期、中期、长期预报的洪峰、洪量、峰现时间、及洪峰洪量精度；降雨径流预报图形模块，预报图有短期降雨径流预报图、中期降雨径流预报图、长预降雨径流预报，预报图中有时段雨量柱形图及各水位过程线、实测流量过程线、预报流量过程线、出库流量过程线。所述的降雨径流预报系统，运用的降雨产流计算函数是Q预报j＝∑ni＝1Pj-m-n+iαj-mF×1000/(3600秒×n+3600秒×i)，函数内时段参数并非局限于小时，也可是若干分钟或若干小时、若干天，取决于洪水资料、径流资料或观测数据的密度，及对预报的精度要求。所述的降雨径流预报系统，依据降雨过程和降雨产流计算函数计算未来时段预报的地面径流Q地下，若Q地下j小于上一时段Q地下j－1，Q地下j根据所处退水层面的退水率进行修正；由Q地下和Q地面之和计算得未来时段的预报断面流量Q预报j，并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正，若Q预报j小于上一时段Q预报j－1，根据所处退水层面的退水率进行修正，通过数据库的实时数据和假拟数据，实现实时洪水预报或短中长期径流预报。所述的降雨径流预报演算模块从用户参数配置模块同时引入前期影响时长、产流汇流时间、河道汇流时间、前期基础径流调整系数，用户可以根据前期预报情况通过调整这四个参数提高后续降雨径流预报的预报精度。降雨径流预报系统所述的降雨径流预报的组合过程由地面径流涨水段、地下径流涨水段、地面径流退水段、地下径流退水段分别拟合计算组合而成，降雨径流预报演算模块以每小时或更短时间为一时段长实现降雨径流预报系统拟合洪水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降雨径流预报系统，包括：所述水雨情数据库，存储降雨径流预报演算模块所需的时间、水位、雨量、流量数据，并根据用户需要设置末来时段假拟数据，用以实时降雨洪水预报，短中长期降雨径流预报；所述用户参数配置模块，存储和计算降雨径流预报所需参数及降雨径流资料供降雨径流预报演算模块调用，用于用户设置、调整预报参数，调整预报精度；降雨径流预报演算模块，根据水雨情数据库提供的水雨情数据及用户参数配置模块提供的配置参数，对未来的径流过程进行预报，并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正；降雨径流预报成果统计模块，根据降雨径流预报演算模块的预报过程，对径流或洪水过程进行统计评估，统计评估的内容包括，短期、中期、长期预报的洪峰、洪量、峰现时间、及洪峰洪量精度；降雨径流预报图形模块，预报图有短期降雨径流预报图、中期降雨径流预报图、长期降雨径流预报图，预报图中有时段雨量柱形图及各水位过程线、实测流量过程线、预报流量过程线、出库流量过程线；所述的降雨径流预报演算模块从用户参数配置模块同时引入前期影响时长、产流汇流时间、河道汇流时间、前期基础径流调整系数，用户可以根据前期预报情况通过调整这四个参数提高后续降雨径流预报的预报精度。...

【技术特征摘要】
1.一种降雨径流预报系统，包括：所述水雨情数据库，存储降雨径流预报演算模块所需的时间、水位、雨量、流量数据，并根据用户需要设置末来时段假拟数据，用以实时降雨洪水预报，短中长期降雨径流预报；所述用户参数配置模块，存储和计算降雨径流预报所需参数及降雨径流资料供降雨径流预报演算模块调用，用于用户设置、调整预报参数，调整预报精度；降雨径流预报演算模块，根据水雨情数据库提供的水雨情数据及用户参数配置模块提供的配置参数，对未来的径流过程进行预报，并根据涨水和退水情况对预报结果进行修正；降雨径流预报成果统计模块，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：乌鲁木齐九品芝麻信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65