【技术实现步骤摘要】
一种基于水动力机制的小水库洪水预报调洪分析方法
[0001]本专利技术属于水利工程
，特别涉及一种基于水动力机制的小水库洪水预报调洪分析方法。
技术介绍
[0002]我国的小型水库数量有9.3万多座，占我国水库总量的95％。这些小水库多建成于上世纪60～70年代，缺乏严格的设计流程，管理机构不健全，大量小(Ⅱ) 型水库甚至无人管理，同时维修养护投入严重不足，老化失修严重，通讯等基础设施不完善。再加上，近些年，由于全球气候变化的影响，局地强降雨事件频繁发生，由此引发的小型水库的溃坝事件更是时有发生，因此，小型水库已成为我国防洪体系中最薄弱的环节之一。
[0003]为了更好的应对小型水库的洪水风险，对其进行预报调洪的分析计算是一项非常重要的工作。与大中型水库不同的是，小型水库所在流域一般缺少详细的水文监测数据，同时缺乏完整准确的特征设计数据资料，如水位库容关系资料和水位泄量关系曲线资料等，所以在大中型水库使用较成熟的基于水文原理的水库预报调洪计算方法在应用到小型水库时受到一定的限制，一方面原因是这些基于水文原理的预...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水动力机制的小水库洪水预报调洪分析方法，其特征在于：基于小水库所在流域的地形数据对小水库所在流域进行三角形非结构剖分，采用完整二维水动力模型对小水库所在流域的陆面汇流和库区汇流过程进行一体化模拟，同时在小水库出流单元处采用源项处理的方法计算小水库泄流构筑物的泄流过程，实现基于水动力机制的小水库洪水预报和调洪过程的一体化计算；具体方法如下：1)获取小水库的基础数据：包括高于或等于10m分辨率的小水库所在流域的地形数据、土壤类型数据、土地利用类型数据以及水库的泄流构筑物位置、尺寸和调度规则；所述小水库所在流域的地形数据包含库区水下地形；2)对小水库所在流域进行非结构剖分：采用三角形非结构网格对小水库所在流域的陆面部分和库区部分进行一体化均匀剖分，网格的平均剖分尺寸与地形数据的分辨率保持一致，以≦2m的尺寸对小水库泄流构筑物所对应的外边界边进行均匀剖分；库区部分离散后的单元定义为库区单元，陆面部分离散后的单元定义为陆面单元，将库区单元与陆面单元的共用边称为分界边；小水库泄流构筑物类型分为两种：无闸门控制的溢洪道和有闸门控制的溢洪道，水库泄流构筑物对应的网格单元称为泄流单元，其中无闸门控制的溢洪道单元的属性设置为1，有闸门控制的溢洪道单元的属性设置为2，泄流构筑物的特征数据存储在对应的泄流单元上；3)模型初始化：采用地形数据对三角形网格单元赋值高程值；采用土地利用类型数据对各网格单元赋值Manning糙率系数n；将库区单元的初始水位设置为汛限水位，陆面单元的水力要素值均设置为零；根据土地利用类型和土壤类型数据对SCS产流模型的参数CN赋值；计算区域的外边界统一设置为不透水固壁边界；4)净雨过程计算：首先通过算术平均法将小水库流域各点雨量过程换算成流域面雨量过程，再采用SCS产流模型计算面净雨量过程；库区单元直接采用面雨量过程作为输入条件，陆面单元采用面净雨量过程作为输入条件；5)计算时间步长：根据满足二维水动力模型稳定的CFL条件，获取计算时间步长dt；6)获取降雨条件：采用线性插值计算的方法获取t时刻库区单元面降雨强度P和陆面单元面净雨强度R；7)采用二维水动力模型对小水库所在流域的水流运动过程进行模拟：使用Roe格式计算t时刻通过各单元边的数值通量，将通过库区单元与陆面单元分界边法线方向的质量通量依次相加即可获得t时刻入库洪水流量值；再根据水库泄流单元对应的泄流构筑物的泄流方式，计算t时刻泄流单元单位面积的泄流量q
d
，各泄流单元的泄流量相加即可获得t时刻水库的出库洪水流量值；8)各单元水力要素更新：根据通过t时刻各单元界面处的数值通量值、各单元的降雨输入源项和泄流单元的泄流量源项值更新t+dt时刻各单元中心的水力要素值；9)令t＝t+dt，重复步骤5)～7)，直到整个计算过程结束。2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大伟，吕娟，李靖瑄，王帆，林文青，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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