一种供水水库的库水位预测方法技术

本发明专利技术提供一种供水水库的库水位预测方法，所述供水水库设置有生态流量泄放装置和供水闸门，其中所述生态流量泄放装置为在冲沙闸下方设置固定垫块，在水库运行中保证冲沙闸闸门开度不变，供水闸门的开度可调，保证其泄放流量不变，在预测中根据日来流量和日供水流量，结合水库水量平衡原理，进行调节计算，充分考虑库水位对生态流量泄放量的影响，进行优化判定计算，合理预测库水位的变化。合理预测库水位的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种供水水库的库水位预测方法
[0001]
：本专利技术涉及水利工程领域，具体涉及一种供水水库的库水位预测方法。
[0002]
技术介绍
：供水水库是一种利用水库进行供水的水库形式，供水水库以供水作为水库的运行目标，为了同时考虑水库对下游的生态保护作用，在供水水库上一般还会修建有生态泄流装置，以泄放相应的生态流量，保证下游河道对生态流量的基本需求，对于供水水库而言，其生态泄流装置多利用现有的建筑物，在冲沙闸下方设置固定垫块，以保证不间断的泄流，是常见的设置方式。
[0003]对于供水水库，需要根据日供水水量对日水位消落或上涨进行合理预测，以指导水库的合理调度运行，对于水库的来流量，一般可以通过径流预报系统预报得到，对于供水流量则可以根据供水需求进行确定，对于冲沙闸下方设置固定垫块的生态泄流方式，其泄流量与库水位有关，因此不能直接求解，如何考虑库水位对生态泄流的影响，是确定供水水库库水位预测的关键问题，目前的水库调度中大多未考虑该影响，导致库水位预测存在较大的误差，对于水库调度运行造成了不利影响。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术针对现有技术的问题，提供一种供水水库的库水位预测方法，实现供水水库库水位的合理预测指导。
[0005]本专利技术提供一种供水水库的库水位预测方法，所述供水水库设置有生态流量泄放装置和供水闸门，所述供水闸门设置有自动控制装置，所述自动控制装置可以调整所述供水闸门的开度，以保证所述供水闸门按照供水流量进行泄放，所述水库设置有冲沙闸，所述生态流量泄放装置为冲沙闸下设置固定的垫块，以保证所述冲沙闸始终保证固定的开度A，在所述水库的最低运行水位时，所述冲沙闸在固定的开度A下的泄流量大于或等于生态流量设计值，其特征在于：所述水库设置有库水位监测装置和日径流预报系统，所述日径流预报系统用于预报水库的日均来流量Q1，所述水库与供水系统连接，所述供水系统设置有供水预报系统，所述供水预报系统用于预报水库的日供水水量W1，所述库水位预测方法包括如下步骤：
[0006]S1：在每日时段初获取水库的库水位H1，根据供水预报系统获取预报的水库日供水水量W1，根据所述日径流预报系统获取预报的水库的日均来流量Q1，并计算水库的日来水水量Wq，所述日来水水量Wq为所述水库的日均来流量Q1乘以一日的时段数；依据库水位H1结合冲沙闸开度A计算生态流量泄放流量Q2，以生态流量泄放流量Q2乘以一日的时段数，获取水库的日生态水量Ws，计算水库的日存库水量Wc，所述Wc＝Wq
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W1
‑
Ws，依据水位库容曲线计算库水位H1对应的库容V1，所述库容V1加上所述日存库水量Wc，得到水库的日时段末的库容V2，依据水位库容曲线，得到库容V2对应的水库水位H2；
[0007]S2：以库水位H2结合冲沙闸开度A计算生态流量泄放流量Q22，以所述生态流量泄放流量Q22与步骤S1中的生态流量泄放流量Q2的平均值替换步骤S1中的生态流量泄放流量Q2，并依据所述步骤S1中的计算方法，重新计算水库的日时段末的库容V22，依据水位库容曲线，得到库容V22对应的水库水位H22；
[0008]S3：比较水位差值，所述水位误差等于库水位H22与库水位H2的差值的绝对值，当所述水位误差小于或等于设定误差时，所述水库在日时段末的水位为H22；当所述水位误差
大于设定误差时，进行如下步骤：
[0009]S4：以库水位H22结合冲沙闸开度A计算生态流量泄放流量Q222，以所述生态流量泄放流量Q222与步骤S2中的生态流量泄放流量Q22的平均值替换步骤S1中的生态流量泄放流量Q2，并依据所述步骤S1中的计算方法，重新计算水库的日时段末的库容V222，依据水位库容曲线，得到库容V222对应的水库水位H222；
[0010]S5：重复进行步骤S3
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S4，直至所述水位误差小于设定误差，以所述水位误差小于设定误差对应的最后一次计算的日时段末库水位为预测的时段末库水位。
[0011]作为优选，所述设定误差为10cm或5cm。
[0012]作为优选，所述冲沙闸通过试验或水力学的方法，得到水位
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流量
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开度曲线，根据任一库水位和任一开度，可以根据所述水位
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流量
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开度曲线获取冲沙闸的流量值。
[0013]作为优选，水库的最低运行水位为死水位或水库以往运行过程中发生的最低运行水位。
[0014]作为优选，所述自动控制装置获取所述预报的水库日供水水量W1，所述预报的水库日供水水量W1除以一日的时段数，得到日供水流量，所述自动控制装置可以根据所述水库的实时库水位以及所述日供水流量，自动调整所述供水闸门的开度，以保证所述供水闸门按照所述日供水流量进行泄放。
[0015]本专利技术的工作原理如下：
[0016]对于水库调度运行中，合理确定预测库水位具有重要意义，水库具有水量平衡的原理，即水库库水位的变化决定着其库容变化，而其库容变化与水库的来水量和用水量有关，对于供水水库而言，尤其是无调节能力的供水系统而言，其对供水流量有明确要求，应尽可能保证供水流量恒定，并与需水流量相匹配，为了保证供水流量的恒定，一般设置供水闸门，并保证供水闸门的自动调整，其可以根据水位
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开度
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流量曲线，根据库水位的变化自动调整所述供水闸门的开度值，以保证供水闸门的恒定供水。
[0017]对于冲沙闸下方设置垫块的生态泄流方式，其应在水库最低运行水位时，保证其下泄流量不低于生态流量设计值，一般可以取在水库最低运行水位时，其下泄流量等于生态流量设计值，则在水库的正常运行水位时，其下泄流量可以大于生态流量设计值，从而保证生态流量的泄放要求。
[0018]根据水库的水量平衡原理，其来流量可以根据水库径流预报系统获取，出库流量根据供水水量和生态水量进行计算，其中生态水量为不定值，本专利技术提供的方法为：先依据每日时段初的库水位值计算生态流量泄放量，并以此乘以一日的时段数，得到生态流量值，作为存库水量的计算依据，其中存库水量中的供水水量和来水水量均为确定值，而生态流量泄放量为不确定值，根据每日时段初的库水位值计算生态流量泄放量计算存库水量，继而根据水库水量平衡，计算时段末的库水位，此时的库水位已经与时段初的库水位不同，因此，需要以时段初、末的库水位分别计算生态流量泄放流量值，并重新进行存库水量计算，依据水库水量平衡，重新计算时段末的库水位，并对两次的计算进行比较，如果两次的时段末库水位差值小于设定误差，则终止计算，以最后一次计算的时段末库水位为预测库水位，如果大于设定误差，则重新进行计算，方法为以最后一次计算的时段末库水位和时段初的库水位分别计算生态流量泄放流量值，并重新进行存库水量计算，依据水库水量平衡，重新计算时段末的库水位，重复上述步骤，从而得出在库水位的时段末预测值。
[0019]本专利技术提供的方法还可以用于设定时段的计算，例如对未来若干小时后的库水位预测，本专利技术的方法适用于库容较小，库水位在一日本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供水水库的库水位预测方法，所述供水水库设置有生态流量泄放装置和供水闸门，所述供水闸门设置有自动控制装置，所述自动控制装置可以调整所述供水闸门的开度，以保证所述供水闸门按照供水流量进行泄放，所述水库设置有冲沙闸，所述生态流量泄放装置为冲沙闸下设置固定的垫块，以保证所述冲沙闸始终保证固定的开度A，在所述水库的最低运行水位时，所述冲沙闸在固定的开度A下的泄流量大于或等于生态流量设计值，其特征在于：所述水库设置有库水位监测装置和日径流预报系统，所述日径流预报系统用于预报水库的日均来流量Q1，所述水库与供水系统连接，所述供水系统设置有供水预报系统，所述供水预报系统用于预报水库的日供水水量W1，所述库水位预测方法包括如下步骤：S1：在每日时段初获取水库的库水位H1，根据供水预报系统获取预报的水库日供水水量W1，根据所述日径流预报系统获取预报的水库的日均来流量Q1，并计算水库的日来水水量Wq，所述日来水水量Wq为所述水库的日均来流量Q1乘以一日的时段数；依据库水位H1结合冲沙闸开度A计算生态流量泄放流量Q2，以生态流量泄放流量Q2乘以一日的时段数，获取水库的日生态水量Ws，计算水库的日存库水量Wc，所述Wc＝Wq
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W1
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Ws，依据水位库容曲线计算库水位H1对应的库容V1，所述库容V1加上所述日存库水量Wc，得到水库的日时段末的库容V2，依据水位库容曲线，得到库容V2对应的水库水位H2；S2：以库水位H2结合冲沙闸开度A计算生态流量泄放流量Q22，以所述生态流量泄放流量Q22与步骤S1中的生态流量泄放流量Q2的平均值替换步骤S1中的生态流量泄放流量Q2，并依据所述步骤S1中的计算方法，重新计算水库的日时段末的库容V22，依据水位库容曲线，得到库容V22对应的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓杰，胡正芳，王宏亮，李雪皎，
申请(专利权)人：中建山河建设管理集团有限公司，
类型：发明
国别省市：