【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防洪，具体的，涉及一种平原河网型流域的防洪方法。
技术介绍
1、受全球气候变化及强人类活动影响，我国面临严峻的流域水安全形势，防洪安全是保障流域全方位水安全的重要组成部分。以太湖流域为代表的东部平原河网型流域，地势平坦，水网交错，城市集中，人口和产业集聚程度高。随着经济社会的飞速发展和城镇化进程的迅猛推进，流域防洪安全也不断面临着新的压力与挑战。
2、近年来，流域防洪安全研究在总体思路逐渐由洪水控制向洪水管理转变，在具体技术层包含：面对各种洪水调控与利用方式的研究，包括洪水预警预报方法、水库洪水调控以及流域洪水联合调控的新方法等。然而，现有技术中的平原河网型流域的防洪方法还存在以下问题：1)流域重要调蓄节点的水位对于全流域洪涝情势具有较强的指示作用，但是难以动态反映洪水期流域水量输入、输出、消耗和调蓄等环节；2)由于流域下垫面条件发生较大变化，汇流速度加快，以单个流域重点调蓄节点水位为调度指标的预报体系预见期短，难以实现对洪水的动态调控。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种平原河网型流域的防洪方法，先将流域划分为来水区、调蓄区和排水区，计算每个区的特征水位和调蓄水量，再基于各个区的特征水位、调蓄水量和流域的外排能力，构建流域的动态调度体系，最后基于动态调度体系进行防洪调度。本专利技术构建了一种流域三级空间分区嵌套的洪水时空分配系统，并提出了一种以水位为主要控制指标，以控导工程外排能力为主体，以流域调蓄水量为基础的动态调度体系；
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种平原河网型流域的防洪方法，包括如下步骤：
3、将流域划分为来水区、调蓄区和排水区，并在各个区中选取代表站点，计算所述代表站点的特征水位，包括警戒水位和最高控制水位；
4、根据各个区的所述最高控制水位、水位-水面面积关系图计算各个区的最大调蓄水量，根据各个区的实时水位、水位-水面面积关系图计算各个区的实时调蓄水量；
5、基于各个区的所述代表站点的所述特征水位、所述流域的外排能力及所述流域的调蓄水量，构建所述流域的动态调度体系；
6、根据所述动态调度体系进行防洪调度。
7、可选的，所述来水区为以降雨中心为中心的区域，所述调蓄区位于所述来水区的下游，所述排水区位于所述调蓄区的下游。
8、可选的，计算所述代表站点的特征水位包括：
9、收集所述代表站点的水位实测资料，从中选取所述代表站点每年的最高水位值xi，i＝1、2……n；
10、对上述最高水位值xi进行计算、拟合，得到各个区的水文频率分析曲线图；
11、通过所述水文频率分析曲线图得到各个区的警戒水位和最高控制水位。
12、可选的，构建所述动态调度体系包括：
13、构建所述调蓄区的水位抬升函数f＝zl(t)-zl0，其中，zl(t)为t时刻所述调蓄区的实时水位，zl0为所述调蓄区的初始水位；
14、基于水量平衡条件、水位控制条件、外排时间条件和外排能力条件求解所述水位抬升函数的最小值fmin。
15、可选的，所述水量平衡条件为δs(t)＝δsu(t)+δsd(t)+δsl(t)＝p(t)-e(t)+ri(t)-ro(t)，其中，δs(t)为任意时刻t所述流域的调蓄水量，δsu(t)为所述来水区的调蓄水量，δsd(t)为所述排水区的调蓄水量，δsl(t)为所述调蓄区的调蓄水量，p(t)、e(t)分别为t0至t时刻所述流域的降水量和消耗量，ri(t)、ro(t)分别为t0至t时刻所述流域的入境水量和出境水量。
16、可选的，所述水位控制条件为各个区的所述实时水位小于或等于其最高控制水位。
17、可选的，所述外排时间条件为当所述排水区的水位大于其警戒水位时，暂停所述调蓄区向所述排水区排水。
18、可选的，所述外排能力条件为所述流域的外排能力大于或等于其外排水量，即ro(t)≤ro_cap·t，其中，ro(t)为t0至t时刻所述流域的出境水量，ro_cap为所述流域单位时间的外排能力。
19、可选的，若求解所述水位抬升函数最小值fmin成功，则根据所述动态调度体系进行防洪调度；若求解失败，则对所述动态调度体系进行调整后再进行求解，直至求解成功后再进行防洪调度。
20、可选的，对所述动态调度体系进行调整包括调整工程布局，以增大所述流域单位时间的外排能力ro_cap。
21、本专利技术提供的平原河网型流域的防洪方法，至少具有以下有益效果：
22、1)构建了一种三级空间分区嵌套的洪水时空分配系统，将来水区、排水区含有的水库、池塘、洼地作为滞蓄区，充分利用了本地调蓄，减小了流域重点调蓄节点的防洪压力，以及跨分区的分配水量，节约流域控导工程的外排动力；
23、2)基于流域中各个区的特征水位、调蓄水量和流域的外排能力，构建流域的动态调度体系，能够实时动态反映各分区水位和调蓄水量之间的关系，从而实现对洪水的动态调控；
24、3)在构建动态调度体系过程中，充分评估并利用流域调蓄能力、控导工程外排能力，重新安排洪水的时空分布，实现错峰行洪的目的，促进洪水控制向洪水管理转变。
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1.一种平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述来水区为以降雨中心为中心的区域，所述调蓄区位于所述来水区的下游，所述排水区位于所述调蓄区的下游。
3.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，计算所述代表站点的特征水位包括：
4.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，构建所述动态调度体系包括：
5.根据权利要求4所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述水量平衡条件为ΔS(t)＝ΔSu(t)+ΔSd(t)+ΔSL(t)＝P(t)-E(t)+RI(t)-RO(t)，其中，ΔS(t)为任意时刻t所述流域的调蓄水量，ΔSu(t)为所述来水区的调蓄水量，ΔSd(t)为所述排水区的调蓄水量，ΔSL(t)为所述调蓄区的调蓄水量，P(t)、E(t)分别为t0至t时刻所述流域的降水量和消耗量，RI(t)、RO(t)分别为t0至t时刻所述流域的入境水量和出境水量。
6.根据权利要求4所述的平原河网型流域的防洪方法，其特
7.根据权利要求4所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述外排时间条件为当所述排水区的水位大于其警戒水位时，暂停所述调蓄区向所述排水区排水。
8.根据权利要求4所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述外排能力条件为所述流域的外排能力大于或等于其外排水量，即RO(t)≤RO_cap·t，其中，RO(t)为t0至t时刻所述流域的出境水量，RO_cap为所述流域单位时间的外排能力。
9.根据权利要求8所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，若求解所述水位抬升函数最小值fmin成功，则根据所述动态调度体系进行防洪调度；若求解失败，则对所述动态调度体系进行调整后再进行求解，直至求解成功后再进行防洪调度。
10.根据权利要求9所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，对所述动态调度体系进行调整包括调整工程布局，以增大所述流域单位时间的外排能力RO_cap。
...【技术特征摘要】
1.一种平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述来水区为以降雨中心为中心的区域，所述调蓄区位于所述来水区的下游，所述排水区位于所述调蓄区的下游。
3.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，计算所述代表站点的特征水位包括：
4.根据权利要求1所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，构建所述动态调度体系包括：
5.根据权利要求4所述的平原河网型流域的防洪方法，其特征在于，所述水量平衡条件为δs(t)＝δsu(t)+δsd(t)+δsl(t)＝p(t)-e(t)+ri(t)-ro(t)，其中，δs(t)为任意时刻t所述流域的调蓄水量，δsu(t)为所述来水区的调蓄水量，δsd(t)为所述排水区的调蓄水量，δsl(t)为所述调蓄区的调蓄水量，p(t)、e(t)分别为t0至t时刻所述流域的降水量和消耗量，ri(t)、ro(t)分别为t0至t时刻所述流域的入境水量和出境水量。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴巍巍，盛根明，张丝苇，朱桂娥，钱国峰，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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