梯级水库多流态复合的排沙预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法及装置，包括根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量；本发明专利技术按照水库水沙演进变化特点，根据水库回水位置进行溯源冲刷计算，得到回水末端断面水沙，根据断面水沙计算壅水排沙结果得到异重流潜入处水流含沙量，从而得出异重流潜入之后通过不平衡输沙公式计算出口断面含沙量达到预测含沙量的目的。

Prediction Method and Device of Multi-flow Compound Sediment Discharge in Cascade Reservoir

【技术实现步骤摘要】
梯级水库多流态复合的排沙预测方法及装置
本专利技术属于多流态复合的排沙
，具体涉及一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法及装置。
技术介绍
浑水水库排沙,是我国北方干旱地区水库常采用的水沙调度方式,它既能调蓄洪水,缓解水库供蓄矛盾,又能排泄一定沙量,减慢水库淤积速度.然而,如何确定排沙泄量,使水库排沙效果达到人们所期望的情况？如何预测排沙量，定量预报水库未来淤积状况至今还没有较精确、完整的办法。三门峡水库泄水进入小浪底水库后，在水库回水以上河段发生沿程冲刷，当小浪底水库坝前水位降低至三角洲顶点以下时，自回水末端始产生剧烈的溯源冲刷，来流的浑水挟带着溯源冲刷下来的新加入泥沙提高了进入蓄水体的浑水含沙量，使得异重流发生位置提前，异重流潜入后持续运行至坝前后，水库底孔打开及时，异重流即可排沙出库。相关技术中，对于梯级水库多流态复合的排沙预测仍然存在较多问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法，以解决现有技术中无法对梯级书库多流态复合的排沙无法进行精准预测的问题。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法，包括：根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。进一步的，所述回水末端断面的含沙量，包括：不同泥沙组成的输沙率获取的回水末端断面的含沙量。进一步的，所述不同泥沙组成的输沙率，包括：粗沙出库输沙率、中沙出库输沙率、细沙出库输沙率。进一步的，所述通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量，包括：计算壅水明流段的排沙比；根据所述排沙比获取所述壅水明流异重流潜入处的含沙量。进一步的，对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置，包括；取所述异重流潜入点的水深与均匀流水深中的最大值；所述最大值为异重流的潜入点位置的水深值。进一步的，所述根据所述异重流的潜入点计算出口断面含沙量，包括：根据所述异重流的潜入点位置和距坝里程得出异重流运行距离；根据所述异重流运行距离计算出口断面含沙量。进一步的，在根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量，之前还包括：排除影响含沙量的因素。进一步的，所述影响含沙量的因素，包括：水库水位、入库水沙过程、来沙级配、库区三角洲淤积形态、水面纵比降以及河宽。本申请实施例提供一种梯级水库多流态复合的排沙预测装置，包括：第一获取模块，用于根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；第二获取模块，用于通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；第一计算模块，用于根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；对比模块，用于对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；第二计算模块，用于根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。进一步的，所述对比模块包括：取最大值单元，用于取所述异重流潜入点的水深与均匀流水深中的最大值。本专利技术采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：本专利技术按照水库水沙演进变化特点，根据水库回水位置进行溯源冲刷计算，得到回水末端断面水沙，根据断面水沙计算壅水排沙结果得到异重流潜入处水流含沙量，从而得出异重流潜入水深及其对应位置之后通过不平衡输沙公式计算出口断面含沙量达到预测含沙量的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法的流程示意图；图2为本专利技术一种梯级水库多流态复合的排沙预测装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的梯级水库多流态复合的排沙预测方法及装置。如图1所示，本申请实施例中提供的梯级水库多流态复合的排沙预测方法包括：S101，根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；S102，通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；S103，根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；S104，对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；S105，根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。梯级水库多流态复合的排沙预测方法的工作原理为：根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量，通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量，根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深，对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置，根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。本专利技术按照水库水沙演进变化特点，根据水库回水位置进行溯源冲刷计算，得到回水末端断面水沙，根据断面水沙计算壅水排沙结果得到异重流潜入处水流含沙量，从而得出异重流潜入水深及其位置之后通过不平衡输沙公式计算出口断面含沙量达到预测含沙量的目的。三门峡水库泄水进入小浪底水库后，在水库回水以上河段发生沿程冲刷，当小浪底水库坝前水位降低至三角洲顶点以下时，自回水末端始产生剧烈的溯源冲刷，来流的浑水挟带着溯源冲刷下来的新加入泥沙提高了进入蓄水体的浑水含沙量，使得异重流发生位置提前，异重流潜入后持续运行至坝前，水库底孔打开及时，异重流即可排沙出库。本申请中，溯源冲刷输沙率的计算公式根据现有的公式：其中，G为输沙率(t/s)，Q为流量(m3/s)，J为水面比降，B为河宽(m)，ψ为系数，需要说明的是，ψ依据河床质抗冲性的不同取不同的系数：ψ＝650，代表河床质抗冲性能最小；ψ＝300，代表中等抗冲性能的情况；ψ＝180，代表抗冲性能最大的情况，本申请中Q采取定值。再根据，G＝Q×S(2)其中，S为含沙量(kg/m3)。因此，通过公式(1)和公式(2)即可获取回水末端断面的含沙量。一些实施例中，所述回水末端断面的含沙量，包括：不同泥沙组成的输沙率获取的回水末端断面的含沙量，本申请在此将回水末端断面的含沙量定义为S入。优选的，所述不同泥沙组成的输沙率，包括：粗沙出库输沙率、中沙出库输沙率、细沙出库输沙率。粗沙出库输沙率中沙出库输沙率细沙出库输沙率QS出细＝QS出总-QS出粗-QS出中(5)式中：p入粗、p入中、p入细为入库泥沙中细沙的比例。一些实施例中，所述通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量，包括：计算壅水明流段的排沙比；其中，壅水段的排沙比的公式为：ηs＝algE+b(6)公式(6)中，ηs为排沙比；E为壅水指标，V为计算时段中蓄水体积(m3)；a＝-0.82本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法，其特征在于，包括：根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。

【技术特征摘要】
1.一种梯级水库多流态复合的排沙预测方法，其特征在于，包括：根据溯源冲刷输沙率获取回水末端断面的含沙量；通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量；根据所述异重流潜入处的含沙量计算异重流潜入点的水深；对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置；根据所述异重流的潜入点处含沙量计算出口断面含沙量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回水末端断面的含沙量，包括：不同泥沙组成的输沙率获取的回水末端断面的含沙量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不同泥沙组成的输沙率，包括：粗沙出库输沙率、中沙出库输沙率、细沙出库输沙率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述回水末端断面的含沙量获取壅水明流异重流潜入处的含沙量，包括：计算壅水明流段的排沙比；根据所述排沙比获取所述壅水明流异重流潜入处的含沙量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对比所述异重流潜入点的水深与均匀流水深获取异重流的潜入点位置，包括；取所述异重流潜入点的水深与均匀流水深中的最大值；所述最大值为异重流的潜入点位置的水深值。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，张俊华，夏军强，夏润亮，马怀宝，王增辉，万占伟，闫朝晖，张晓雷，王玮，王凤群，金锦，王以生，朱子建，王敏，朱敏，窦春锋，李兰涛，李树森，冯兴凯，张超，赵志康，洪坤辉，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41