【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供了一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法，属于水利工程。
技术介绍
1、目前许多省市依然存在水资源严重缺乏的情况，许多城市的生活和工业用水都需要从水库进行调取，因此水库中的水资源的安全十分重要，水库中的水质安全关系到多地人民的人身安全。如果水库中的水将要形成污染而未被及时发现，则污染水将会造成极大的破坏。然而，目前的水库水质预警系统发展十分有限，水库水质防污染的手段并不完善，需要一种预算水库水质浓度的方法，以便及时预警有关人员进行相关的处理，防止水库的水源污染的发生。
2、天气因素会对水库的水体循环造成极大的影响，进而对水库的水质浓度造成影响。因此通过天气预报的数据以及对相关因素的考察，再结合目前已知的信息可以简单地推算出一段时间之后水库水质的大概浓度，但是目前本领域中并没有一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法。
技术实现思路
1、本专利提出一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法，天气预报的数据十分容易获取，该方法通过天气预报的数据以及对相关因素的考察，根据目前已知的信息可以简单地推算出一段时间之后水库水质的大概浓度，相关人员可以根据预估值对水库的进出水和水库储存水进行有关调整。
2、实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：
3、一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法，包括以下步骤：
4、(1)获取实时的气象数据以及下一时刻的气象数据，计算出两个气象数据的平均值并进行记录；气象数据平均值包括温度t、降水量h、风速u、
5、(2)将水库入水量分为三部分，分别为入水口入水量、入库河流入水量和降水入水量，水库入水量为三者之和；
6、入水口入水量为已知数值q1i，记录此数值；
7、入库河流入水量的计算，根据气象数据中的风速、风向以及降水量数据，结合入库河流的流速、宽度，计算出入库河流入水量的数值q2i；
8、降水入水量的计算，根据气象数据中的降水量数据结合水库面积计算出降水入水量的数值q3；
9、(3)将水库去水量分为三部分，分别为取水量、出水量、蒸发水量，水库去水量为三者之和；
10、取水量为已知数值q4，记录此数值；
11、出水量为已知数值q5，记录此数值；
12、蒸发水量的计算，根据气象数据中的温度、相对湿度、风速、气压以及紫外线强度值，结合水库面积计算出蒸发水量的数值q6；
13、(4)使用水质分析仪测量实时下各入水口的水质浓度c1i、各入库河流的水质浓度c2i和水库的水质浓度c3，并记录；
14、根据水库的地理形状和水位测量数据，建立水位-库容曲线；监测水库的实时水位，并使用水位-库容曲线来计算实时的库容水量ω0；
15、计算出下一时刻水库中的溶质质量m以及水库下一时刻的库容水量ω：
16、m＝ω0*c3+[∑q1i*c1i+∑q2i*c2i-(q4+q5)*c3]*δt；
17、ω＝ω0+(∑q1i+∑q2i+q3-q4-q5-q6)*δt；
18、上式中δt是此时刻到下一时刻之间的时间间隔；
19、两者进行相除即可得到下一时刻的水质浓度预估值c，c＝m/ω。
20、进一步的，步骤(1)中将风向中的方位转化为角度值，对应的转化关系为：东-0°，东东北-22.5°，东北-45°，北东北-67.5°，北-90°，北西北-112.5°，西北-135°，西西北-157.5°，西-180°，西西南-202.5°，西南-225°，南西南-247.5°，南-270°，南东南-292.5°，东南-315°，东东南-337.5°。
21、进一步的，步骤(1)中将紫外线指数转化为紫外线强度值，对应的转化关系为：指数值0对应0m w/m2，指数值1对应30m w/m2，指数值2对应50mw/m2，指数值3对应80mw/m2，指数值4对应100mw/m2，指数值5对应130mw/m2，指数值6对应150mw/m2，指数值7对应200mw/m2，指数值8对应250mw/m2，指数值9对应300mw/m2，指数值10对应400mw/m2，指数值11对应500mw/m2。
22、进一步的，步骤(2)中入库河流入水量的计算方法如下：
23、使用流量计对实时的入库河流入水量进行测量，测量值为q0i，再使用流速仪测出实时水流的流速v1i，根据实时水流的流速、风速和风向计算出静水水流速度，再根据下一时刻的风速和风向计算出下一时刻的水流的流速v2i；
24、计算公式：v2i＝v1i-c*u1*cos(θ1-θ0i)+c*u2*cos(θ2-θ0i)；
25、其中，c为风生流系数，θ0i为各入库河流自正东方旋转至河流入水口水流方向所转过的角度，且0≤θ0i<360°；
26、结合实时的入库河流入水量、降水量和河流宽度计算出从此时刻到下一时刻的入库河流入水量：q2i＝q0i*vi/v1i+vi*h*li/t；
27、上式中，vi为各入库河流水流流速的均值，li为各入库河流的河流宽度，t为描述降水量的时间尺度。
28、进一步的，步骤(2)中降水入水量的计算方法如下：
29、通过气象数据中的降水量h，计算单位时间内降水量与水库面积之积，即为降水入水量，计算公式：q3＝s*h/t，其中，s为水库面积，t为描述降水量的时间尺度。
30、进一步的，步骤(3)中蒸发水量的计算方法如下：
31、(3.1)根据紫外线强度值i预算出净辐射rn，计算公式：rn＝55.07e0.05i；
32、(3.2)根据气象数据中的温度t和气压p，进一步计算出饱和水汽压曲线斜率δ、干湿常数γ以及饱和水汽压es，计算公式为：
33、
34、上式中rv为水的气体常数，rv＝461.5j/(kg*k)；l为水的汽化潜热，l＝2.25*106j/kg，cp为空气比热容，cp＝1005j/(kg*k)；
35、(3.3)对彭曼蒙特斯公式进行简化，计算出蒸发量e，计算公式为：
36、
37、(3.4)计算出最终的蒸发水量q6，计算公式为：q6＝e*s，s为水库面积。
38、进一步的，步骤(1)中直接调取天气预报平台api中的实时的气象数据以及下一时刻的气象数据。
39、与现有技术相比，本专利技术提供的基于天气预报的水库水质浓度预算方法具有以下优点：1、本专利技术中的原始数据来源为天气预报中的数据以及水库自身的数据，其原始数据的获取十分简单方便。2、本专利技术中充分的考虑了天气预报中的全部因素对于水库总水量的影响，并且将风向信息和紫外线指数等信息进行了一一转化，使其能够以数据的形式加入至整个预算方法过程中，预算方式合理。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(1)中将风向中的方位转化为角度值，对应的转化关系为：东-0°，东东北-22.5°，东北-45°，北东北-67.5°，北-90°，北西北-112.5°，西北-135°，西西北-157.5°，西-180°，西西南-202.5°，西南-225°，南西南-247.5°，南-270°，南东南-292.5°，东南-315°，东东南-337.5°。
3.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(1)中将紫外线指数转化为紫外线强度值，对应的转化关系为：指数值0对应0mw/m2，指数值1对应30mw/m2，指数值2对应50mw/m2，指数值3对应80mw/m2，指数值4对应100mw/m2，指数值5对应130mw/m2，指数值6对应150mw/m2，指数值7对应200mw/m2，指数值8对应250mw/m2，指数值9对应300mw/m2，指数值10对应400mw/m2，指数值11对应500mw/m
4.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(2)中入库河流入水量的计算方法如下：
5.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(2)中降水入水量的计算方法如下：
6.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(3)中蒸发水量的计算方法如下：
7.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(1)中直接调取天气预报平台api中的实时的气象数据以及下一时刻的气象数据。
...【技术特征摘要】
1.一种基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(1)中将风向中的方位转化为角度值，对应的转化关系为：东-0°，东东北-22.5°，东北-45°，北东北-67.5°，北-90°，北西北-112.5°，西北-135°，西西北-157.5°，西-180°，西西南-202.5°，西南-225°，南西南-247.5°，南-270°，南东南-292.5°，东南-315°，东东南-337.5°。
3.根据权利要求1所述的基于天气预报的水库水质浓度预算方法，其特征在于：步骤(1)中将紫外线指数转化为紫外线强度值，对应的转化关系为：指数值0对应0mw/m2，指数值1对应30mw/m2，指数值2对应50mw/m2，指数值3对应80mw/m2，指数值4对应10...
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