柘林水库中小洪水预报的计算方法技术

柘林水库中小洪水预报模型是分散型结构，它把流域分成许多块单元流域，对每个单元流域作产汇流计算，得出单元流域的出口流量过程。再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。把每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出流过程。本发明专利技术适用于水库中小洪水的预报计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属水利防洪预报

技术介绍
柘林水利枢纽工程位于赣西北修水干流中游。修水是鄱阳湖水系五大河流之一，发源于湘鄂边境幕阜山脉的黄龙山，自西向东流经修水、武宁、永修等县于吴城注入鄱阳湖。全流域面积14700平方公里，柘林枢纽控制9340平方公里，占全流域的63. 5%，干流总长304 公里。修水流域属亚洲东南季风区，为江西五大暴雨中心之一，多年平均年降水量1615 毫米，其中一半降水集中在4 6月，暴雨大多发生在5 7月间，以6月发生次数最多。 流域内植被茂盛、表土疏松，属湿润地区。抱子石以上为上游山区，水流湍急，河道平均坡降I.05%。，河面宽50 100米；抱子石至柘林为中游丘陵区，有三都、武宁两盆地，河道平均坡降O. 42%。，水面由150米扩至300 400米；柘林以下为下游，河道渐入冲积平原，水势平缓、平均坡降仅O. 12%。。修水总落差676米，年均径流量108. I亿立方米，水能蕴藏量67. 42 万千瓦。流域植被良好，河流含沙量小，年均输沙量仅153万吨。流域属中亚热带湿润季风气候区,植被丰富，以杉及马尾松为主,并多毛竹。有樟、楠、梓、柏和黄檀等珍贵树种。森林覆盖面积高于全省水平。全流域已建成大、中、小型水库和塘坝2万多座，防洪圩堤572公里，及大量引水、提水工程，有效灌溉面积达10. 9万公顷，旱涝保收面积9. 08万公顷，分别占流域内总耕地面积的68%和57%。枢纽是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运、养殖等综合效益的水利工程。枢纽主要建筑物有主坝、付坝两座、溢洪道两座、泄洪洞、发电引水系统及厂房、灌溉取水建筑物、通航建筑物等。水库于1972年I月开始蓄水，同年8月第一台机组发电，1975年6月四台机组全部投产。柘林水库正常高水位为65. O米，汛期限制水位64. O米，死水位50. O米， 极限死水位47. O米,设计洪水位70. 13米,最高洪水73. 01米，水库总库容79. 2亿立方米 (是我国目前已建土石坝水库中库容最大的一座水库)，其中兴利库容34. 47亿立方米，防洪库容32. 00亿立方米，死库容15. 7亿立方米，库容系数42. 7%，径流利用系数93. 4%，为多年调节水库。柘林水库流域内人类活动影响较大，建有大段、东津、盘溪等众多水库、塘坝，库容在百万立方米以上的水库达60多个，控制的流域面积在2700平方公里以上，总库容达12 亿立方米之多。在实时预报作业时，除少数水库(如东津、大段)有可能获得水库出库信息外，大多数水库均难得到水库的运行情况信息，从而给历史洪水过程的模拟及实时洪水预报调度带来了很大的影响，尤其是中小洪水及汛初或久旱后的第一次洪水。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种适用于柘林水库中小洪水预报的计算算法与模型。本专利技术的技术方案是，把流域分成许多块单元流域，对每个单元流域作产汇流计算，得出单元流域的出口流量过程；再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程；把每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出流过程。本专利技术计算方法主要包括(1)蒸散发计算采用三个土层的模型，其参数为深层蒸散发系数C，蒸散发折算系数K，包气带张力水容量WM，分上层W U M，下层W L M，深层W D M ;土壤湿度W，分上层W U，下层W L，深层WD。蒸散发计算公式如下当上层张力水蓄量足够时，上层蒸散发为E U = K X EM 当上层已干，而下层蓄量足够时，则E U = WU EL = K X EMXWL/WLM当下层蓄量亦不足，要触及深层时EU = WU ； E L =W L ED = CXKXEM(2)产流量计算按蓄满产流概念，参数为包气带张力水容量WM，张力水蓄水容量曲线的方次B，不透水面积比值I M，MM为流域最大点蓄水容量，所用公式为MM = WM X( I + B ) / (I-IM)A = MM ( I — ( I -W / WM ) 1 7 ( 1+B))当 P —K X E O，则 R=O 否则，当 P —K X E M +A (MM,R = P-K X E M-WM + W + WM X (I — (P —K X EM + A) / MM) 1+B 不然，则 R = P-K E M-WM + W式中 R为产流量(3)分水源计算分三种水源，即地面径流R S、地下径流R G和壤中流R S S。参数为表层土自由水蓄水容量S M，表层自由水蓄水容量曲线的方次E X，表层自由水蓄水量对地下水的出流系数KG及壤中流的出流系数K S S，所用公式为 MS=(1+EX)XSM AU = MS X ( I - ( I - S / S M ) 1 7 ( 1+EX))FR= ( R- I M P X ( P -K X EM)) / (P-K X EM)RG=S XKGXFR RSS = S XKSS XFR 当 P —K X E OjRS = O 否则，当 P —K X E M +A U〈MS，则R S = ( P-K X EM—SM+S + SMX(1 — (P — KX E M +A U ) / M S ) 1+EX) X F R当 P — K X EM + AU 彡 MS，则 RS= (P-K X EM+ S - S M ) X FR(4)汇流计算地下径流用线性水库模拟，其消退系数为K K G，出流进入河网。壤中流的深层自由水也用线性水库模拟，其消退系数为K K S S。地面径流的坡地汇流不计，直接进入河网。计算公式为Q G ( I ) = Q G ( I-1)X K K G + R G ( I ) X ( I -K K G ) X U Q I (I)=QI (I-1)XKKSS + RSS (I)X(I-KKSS)XU其中U为单位转换系数，单元面积的河网汇流用单位线法进行计算。本专利技术的有益效果是，本专利技术在中小洪水预报中计算简便，预报准确。本专利技术适用于中小水库洪水预报计算。具体实施例方式本专利技术实施例在柘林水库中小洪水预报计算中具体实施。柘林水库模型是分散型结构，它把流域分成许多块单元流域，对每个单元流域作产汇流计算，得出单元流域的出口流量过程。再进行出口以下的河道洪水演算，求得流域出口的流量过程。把每个单元流域的出流过程相加，就求得了流域出口的总出流过程。模型输入为实测雨量P，实测水面蒸发E M ;输出为流域出口流量Q，流域蒸散发 E。模型结构及计算方法可分为以下四大部分。I)蒸散发计算用三个土层的模型，其参数为深层蒸散发系数C，蒸散发折算系数K，包气带张力水容量WM，分上层WU M，下层WL M，深层W DM。土壤湿度W，分上层W U，下层WL，深层WD。公式如下当上层张力水蓄量足够时，上层蒸散发为EU = K X EM当上层已干，而下层蓄量足够时，则EU = WUEL = K X EMXWL/WLM当下层蓄量亦不足，要触及深层时EU = WU E L=WLED = CXKXEm2)产流量计算按蓄满产流概念，参数为包气带张力水容量WM，张力水蓄水容量曲线的方次B，不透水面积比值I M，所用公式为MM = WM X( I + B ) / (I-IM)A = MM ( I — ( I -W / WM ) 1 7 (本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文，严忠详，杨浩，
申请(专利权)人：江西省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：