一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法技术

本发明专利技术公开一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法，包括获取拟分析水库建库前、建库后历年最大洪峰流量、洪量系列数据；建立坝址洪水洪峰流量与洪量相关关系及入库洪水洪峰流量与洪量的相关关系；求得建库后第2到n年入库洪水洪峰流量与建库前的坝址洪水洪峰流量的倍比系数；系数累积平均；对推算入库洪水数据给出合理性分析意见；入库洪水可用于复核现有防洪设计是否合理，本发明专利技术可对坝址洪水推算入库洪水进行合理性检验，避免因推算的入库洪水不合理而导致复核防洪设计时出现错误的结论。误的结论。误的结论。

【技术实现步骤摘要】
一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法


[0001]本专利技术属水利水电工程设计洪水计算，涉及一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法。

技术介绍

[0002]水库设计时，要确定一个修建大坝的区域即坝址区域，修建大坝需考虑坝址区域的洪水，将所述坝址区域的洪水定义为坝址洪水，所述坝址洪水是建库前的预建大坝处的洪水。
[0003]水库建成后，通过库区周边的入流和库面的直接降水形成的洪水，叫做入库洪水。水库建成后，库区内天然河道及其近旁的坡面被淹没，库区内的产流和汇流条件发送改变，建库前的河道汇流形式变为建库后干支流和库区区间沿水库周边同时入流。
[0004]如果入库洪水和坝址洪水差别较小时，可采用坝址洪水作为防洪设计的依据；如两者差别较大时，必须采用入库洪水作为防洪设计的依据，否则防洪设计将是不安全的。
[0005]我国已建成的水库中，大多数是以建库前的坝址断面的设计洪水即坝址洪水作为防洪设计的依据，防洪设计时并未考虑入库洪水的情况。然而，水库建成以后，水库周边汇入的洪水在库区的传播速度加快，除地势较陡的高山峡谷区水库槽蓄能力变化不大外，其它水库如位于平原的水库的入库洪水相对于坝址洪水表现出洪峰提前、峰形集中的特点，不利于水库运行以及下游地区的安全，常常需要利用入库洪水进行防洪设计，例如运用入库洪水复核已建大坝的防洪能力、计算下游河道的防洪能力等。
[0006]目前，入库洪水推算方法主要有流量叠加法、流量反演法、水量平衡法等，工程设计上常根据资料条件选用不同的计算方法；专利CN106592504A提出了一种根据短期降水预报计算水电站入库洪水量的方法，作为对常规方法的一种优化；但上述计算方法未充分利用建库前的坝址洪水资料，专利CN104727264B提出了一种基于Copula函数的坝址洪水还原方法，旨在利用入库洪水反推坝址洪水，产生更长系列具有一致性的坝址洪水系列资料。
[0007]我国水库多建设于上世纪60、70年代，水库建库后的入库资料系列往往长于建库前的资料系列。利用水库坝址洪水推求入库洪水既是水库管理方便的需要，也更有利于水库安全运行。在水库运行管理，尤其是大型水库防洪调度中，越来越重视通过建库前的坝址洪水进行入库洪水的推算。
[0008]工程上，一般采用相关关系法，首先假设建库前后长时段洪量不变，分别建立建库前、建库后洪峰流量和长时段洪量的相关关系，推导出建库前后洪峰流量的倍比系数，进而将坝址洪水推求得到入库洪水。上述方法具有较为明确的机理，但上述工作受资料条件、个人主观经验影响较大，不同系列长度、操作人员得出的倍比系数往往不同，直接影响后续入库洪水推求的合理性。所述不同系列长度，是指选取如五年、十年、或者二十年等不同时间长度的入库洪水资料作为计算依据，计算得到的倍比系数会有差别。因此，如何对由坝址洪水推求的入库洪水的合理性进行检验是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0009]针对现有由坝址洪水推算入库洪水随机性较强，缺乏由坝址洪水推算入库洪水成果合理性检验方法的问题，本专利技术提出一种通过递增倍比系列求累积平均来检验推求的入库洪水数据是否合理的方法。
[0010]为实现以上目的，本专利技术技术方案为：
[0011]一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一：获取拟分析水库建库前、建库后历年最大洪峰流量、洪量系列数据；
[0013]步骤二：建立相关关系；
[0014]建立坝址洪水洪峰流量与洪量的相关关系如下：
[0015]Q
坝
＝a W
坝
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0016]式中：
[0017]Q
坝
为坝址洪水洪峰流量；
[0018]W
坝
为坝址洪水洪量；
[0019]a为坝址洪水的洪峰流量、洪量的相关系数；
[0020]建立入库洪水洪峰流量与洪量的相关关系如下:
[0021]Q
库i
＝a
i
W
库i
，i＝2,3，...，n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0022]式中：
[0023]Q
库i
为i年入库洪水的洪峰流量；
[0024]W
库i
为i年入库洪水的洪量；
[0025]a
i
为按i年入库洪水资料建立的洪峰流量、洪量的相关系数；
[0026]n为入库洪水系列总长度，即共采集了n个年份的入库洪水数据。
[0027]步骤三：计算倍比系数b
i
；
[0028]基于工程前后同一场洪水坝址洪水、入库洪水洪量不发生改变的合理假定，即认为建库前后，同一场洪水的坝址洪水洪量W
坝
与入库洪水洪量W
库i
相等；在所述W
坝
＝W
库i
基础上，结合公式(1)结合公式(2)，得到：
[0029][0030]令
[0031]则Q
库i
＝b
i
Q
坝
，i＝2,3，...，n
ꢀꢀ
(5)
[0032]b
i
为建库后按i年入库洪水资料建立的洪峰流量、洪量的相关系数a
i
与建库前坝址洪水的洪峰流量与洪量的相关系数a的倍比系数；
[0033]其余符号意义同上；
[0034]共求得n
‑
1个b
i
值。
[0035]步骤四：系数累积平均；
[0036]将步骤三中求得的n
‑
1个倍比系数进行累积平均，计算累计平均值
[0037][0038]n为选取的入库洪水数据的年数；其余符号意义同上；
[0039]共求得n
‑
2个累计平均值
[0040]步骤五：分析成果合理性；
[0041]对步骤三通过相关关系以公式(5)由坝址洪水推算入库洪水的合理性给出分析意见；
[0042]观察n
‑
2个累计平均值是否趋于稳定；
[0043]如果值趋于稳定，且趋于稳定的值与b
i
相对误差在预先设定的范围内，则步骤三中通过相关关系以公式(5)由坝址洪水推算入库洪水是合理的；
[0044]如果值未趋于稳定，则步骤三中b
i
参数选用是不合理的，即用这时的参数b
i
按步骤三中相关关系以公式(5)由坝址洪水推算入库洪水是不合理的。
[0045]进一步的是，所述步骤三中，倍比系数b
i
计算方法是：依据选取的历年坝址洪水的洪峰流量、洪量数据，根据一元线性回归相关参数公式计算出a值；将历年坝址洪水中每年最大的洪峰流量、洪量数据点绘在坐标系中，竖轴为坝址洪水洪峰流量Q
坝
，横轴为坝址本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种根据坝址洪水推求入库洪水合理性检验方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：获取拟分析水库建库前、建库后历年最大洪峰流量、洪量系列数据；步骤二：建立相关关系；建立坝址洪水洪峰流量与洪量的相关关系如下：Q
坝
＝a W
坝
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：Q
坝
为坝址洪水洪峰流量；W
坝
为坝址洪水洪量；a为坝址洪水的洪峰流量、洪量的相关系数；建立入库洪水洪峰流量与洪量的相关关系如下:Q
库i
＝a
i
W
库i ，i＝2,3，...，n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：Q
库i
为i年入库洪水的洪峰流量；W
库i
为i年入库洪水的洪量；a
i
为按i年入库洪水资料建立的洪峰流量、洪量的相关系数；n为入库洪水系列总长度，即共采集了n个年份的入库洪水数据；步骤三：计算倍比系数b
i
；基于工程前后同一场洪水坝址洪水、入库洪水洪量不发生改变的合理假定，即认为建库前后，同一场洪水的坝址洪水洪量W
坝
与入库洪水洪量W
库i
相等；在所述W
坝
＝W
库i
基础上，结合公式(1)结合公式(2)，得到：令则Q
库i
＝b
i
Q
坝
，i＝2,3，...，n
ꢀꢀꢀ
(5)式中：Q
库i
为i年入库洪水的洪峰流量；W
库i
为i年入库洪水的洪量；a为坝址洪水的洪峰流量、洪量的相关系数；a
i
为按i年入库洪水资料建立的洪峰流量、洪量的相关系数；n为入库洪水系列总长度，即共采集了n个年份的入库洪水数据。b
i
为建库后按i年入库洪水资料建立的洪峰流量、洪量的相关系数a
i
与建库前坝址洪水的洪峰流量与洪量的相关系数a的倍比系数；共求得n
‑
1个b
i
值；步骤四：系数累积平均；将步骤三中求得的n
‑
1个倍比系数进行累积平均，计算累计平均值bi；n为选取的入库洪水数据的年数；
b
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹夏禹，孙晓晨，卢建华，周晓明，彭文祥，
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：