一种梯级水库防洪特征水位确定方法技术

本发明专利技术提供了一种梯级水库防洪特征水位确定方法，包括以下步骤：确定待计算的梯级水库中各水库的层级关系；拟定多个且不同的最高级水库的防洪库容；针对每个拟定的最高级水库的防洪库容，分别由上至下依次基于本级水库的防洪库容计算下一级水库的防洪库容，得到每个拟定的最高级水库的防洪库容对应的最低级水库的防洪库容；选取最低级水库的防洪库容的最大值对应的各层级水库的防洪库容组合，作为待计算的梯级水库的库容分配方案；分别基于待计算的梯级水库的各层级水库的防洪库容，计算得到各层级水库的最优汛限水位、防洪高水位。本发明专利技术为新建梯级水库规划、设计阶段提供一种防洪特征水位确定方法。洪特征水位确定方法。洪特征水位确定方法。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级水库防洪特征水位确定方法


[0001]本专利技术属于水库运行调度
，具体涉及一种梯级水库防洪特征水位确定方法。

技术介绍

[0002]汛限水位是指汛期水库兴利蓄水允许达到的最高水位，防洪高水位是指汛期水库遭遇下游防护对象设计标准的洪水时，坝前临时达到的最高水位。防洪高水位至汛限水位之间的水库容积称为防洪库容。水库汛限水位、防洪高水位的确定与水库兴利、防洪效益的充分发挥密不可分，是具有防洪任务的水库规划、设计时十分关注的水位。
[0003]汛限水位和防洪高水位要根据洪水特性、防洪要求、兴利库容等多因素比选确定，是新建水库中十分重要，也是十分复杂的一个过程。由于水工布置、移民淹没、生态红线等因素影响，当前，很多河流选择通过新建梯级水库，通过上下库的联合调度运行降低坝顶高程、减少移民投资、避开生态红线。
[0004]单个水库汛限水位、防洪高水位的确定方法已较为成熟，国内各水库也基本遵循相似的设计方法进行防洪特征水位确定。专利号CN112287528B提供了一种基于高滩高槽的多沙河流水库防洪高水位确定方法，为多沙河流上水库防洪高水位的确定提供了新的思路。
[0005]对梯级水库防洪库容的组合、防洪特征水位的确定尚无通用的设计方法。经检索发现：专利号CN110348600B公开了一种防洪库容效益最大化的库容分配方法，通过建立水库群防洪效益最大化目标函数求得各个水库最优库容，以保证各个水库之间安全有效运行；专利号CN107392383B公开了一种基于系统非线性安全度最大的水库群防洪库容分配方法，通过优化水库群防洪库容的分配，在提高水库群整体防洪效益的同时，有效降低水库的防洪风险。但各方法均立足于已建梯级水库的防洪调度，缺乏新建梯级水库规划、设计阶段防洪特征水位的确定方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种梯级水库防洪特征水位确定方法，机理明确，操作性强，有利于在相关领域进行推广。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：一种梯级水库防洪特征水位确定方法，包括以下步骤：
[0008]确定待计算的梯级水库中各水库的层级关系；拟定多个且不同的最高级水库的防洪库容；
[0009]针对每个拟定的最高级水库的防洪库容，分别由上至下依次基于本级水库的防洪库容计算下一级水库的防洪库容，得到每个拟定的最高级水库的防洪库容对应的最低级水库的防洪库容；
[0010]选取最低级水库的防洪库容的最大值对应的各层级水库的防洪库容组合，作为待计算的梯级水库的库容分配方案；
[0011]分别基于待计算的梯级水库的各层级水库的防洪库容，计算得到各层级水库的最优汛限水位、防洪高水位。
[0012]上述技术方案中，基于本级水库的防洪库容计算下一级水库的防洪库容的过程包括：
[0013]基于本级水库的防洪库容，确定本级水库的最优汛限水位、防洪高水位；
[0014]根据本级水库的最优汛限水位、防洪高水位，计算本级水库的下泄径流和相应洪水下泄过程；
[0015]基于本级水库的下泄径流计算得到下一级水库的入库径流；
[0016]基于本级水库的相应洪水下泄过程计算得到下一级水库的入库洪水过程；
[0017]根据下一级水库的安全泄流流量和入库洪水过程，通过调洪计算确定下一级水库的防洪库容。
[0018]上述技术方案中，按照单个水库特征水位确定的方法，确定最高级水库在其防洪库容条件下对应的最优汛限水位、防洪高水位。
[0019]上述技术方案中，最高级以下的各级水库按照其对应的设计要求，比选确定其在确定的防洪库容条件下的最优汛限水位、防洪高水位。
[0020]上述技术方案中，基于本级水库的下泄径流计算得到下一级水库的入库径流的过程包括：将本级水库的下泄径流叠加本级水库与下一级水库的区间径流，求得下一级水库的入库径流。
[0021]上述技术方案中，将本级水库的相应洪水下泄过程按区间同频、上库坝址相应的原则，计算本级水库调节影响的下一级水库的入库洪水过程。按此方案可以拟定对下库防洪最不利的设计洪水方案，既有利于流域整体防洪的安全，也不必再对多种洪水方案进行地区组合分析，工作效率大大提高。
[0022]上述技术方案中，基于本级水库的相应洪水下泄过程计算得到下一级水库的入库洪水过程的过程包括：将本级水库的相应洪水下泄过程叠加本级水库与下一级水库的区间同频洪水过程，求得下一级水库的坝址入库洪水过程，作为下一级水库的入库洪水过程；其中，本级水库与下一级水库的区间同频洪水过程按设计洪水计算方法求算。
[0023]上述技术方案中，本级水库的相应洪水下泄过程的计算过程包括：
[0024]本级水库的相应洪水下泄过程，由本级水库坝址相应的入库洪水过程经洪水调节计算得到；本级水库坝址相应的入库洪水过程为下一级水库的坝址设计洪水过程与本级水库与下一级水库的区间同频洪水过程的差值。
[0025]上述技术方案中，下一级水库的坝址设计洪水过程不考虑本级水库的调节作用，按设计洪水计算方法求算。
[0026]上述技术方案中，所述最高级以下的水库的设计要求包括梯级水库各水库承担的工程任务、兴利要求，下游防洪对象、防洪标准、下库最大安全泄流流量，生态、地质、移民、水工等对下库最高水位的要求。
[0027]上述技术方案中，所述最高级的水库的设计要求包括上库兴利要求、移民情况、经济效益比。
[0028]上述技术方案中，如果判定低层级水库承担的防洪库容满足下游防洪要求，则高层级的水库不预留防洪库容，低层级水库通过比选确定最优防洪特征水位，高层级水库不
设防洪特征水位。
[0029]本专利技术的有益效果是：本专利技术弥补了当前梯级水库防洪特征水位确定通用方法的的缺乏，立足于流域新建梯级水库规划、设计阶段，提供了一种以下库防洪库容最大为控制条件，综合理安排上、下库防洪库容的上、下库汛限水位、防洪高水位联合确定方法，该方法机理明确，操作性强，有利于在相关领域进行推广。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。
[0032]本专利技术一种梯级水库防洪特征水位确定方法，具体实施方案包括分析基本设计条件，初拟上库防洪库容，计算下库入库径流、洪水，拟定下库防洪库容和确定防洪特征水位5个步骤，
[0033]下面以石亭江流域的金花寺、高景关梯级水库为例详细介绍具体实施方式。其中金花寺水库作为最高级水库，下文中简称上库；高景关水库作为金花寺水库的下一级水库，下文中简称下库。
[0034](1)分析基本设计条件
[0035]金花寺、高景关梯级水库位于沱江二级支流石亭江上游，受移民淹没影响，采用梯级水库方式开发，通过两库联合调度实现工程防洪、供水、生态和灌溉等功能。上库金花寺水库兴利任务为供水、生态供水，兴利库容3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯级水库防洪特征水位确定方法，其特征在于：包括以下步骤：确定待计算的梯级水库中各水库的层级关系；拟定多个且不同的最高级水库的防洪库容；针对每个拟定的最高级水库的防洪库容，分别由上至下依次基于本级水库的防洪库容计算下一级水库的防洪库容，得到每个拟定的最高级水库的防洪库容对应的最低级水库的防洪库容；选取最低级水库的防洪库容的最大值对应的各层级水库的防洪库容组合，作为待计算的梯级水库的库容分配方案；分别基于待计算的梯级水库的各层级水库的防洪库容，计算得到各层级水库的最优汛限水位、防洪高水位。2.根据权利要求1所述的一种梯级水库防洪特征水位确定方法，其特征在于：基于本级水库的防洪库容计算下一级水库的防洪库容的过程包括：基于本级水库的防洪库容，确定本级水库的最优汛限水位、防洪高水位；根据本级水库的最优汛限水位、防洪高水位，计算本级水库的下泄径流和相应洪水下泄过程；基于本级水库的下泄径流计算得到下一级水库的入库径流；基于本级水库的相应洪水下泄过程计算得到下一级水库的入库洪水过程；根据下一级水库的安全泄流流量和入库洪水过程，通过调洪计算确定下一级水库的防洪库容。3.根据权利要求2所述的一种梯级水库防洪特征水位确定方法，其特征在于：按照单个水库特征水位确定的方法，确定最高级水库在其防洪库容条件下对应的最优汛限水位、防洪高水位。4.根据权利要求3所述的一种梯级水库防洪特征水位确定方法，其特征在于：最高级以下的各级水库按照其对应的设计要求，比选确定其在确...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹夏禹，卢建华，刘加龙，葛进雄，尚斌，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：