一种梯级水库群洪水资源利用方法及系统与流程

本发明涉及水库群洪水资源利用，具体为一种梯级水库群洪水资源利用方法及系统。

背景技术：

1、在多个梯级水库组成的系统中，通过科学的管理和调度，有效利用洪水资源，可以提高水资源的利用效率和防洪能力，梯级水库群由多个水库组成，这些水库按照一定的顺序排列，形成梯级结构，而每个水库通常具有不同的功能，如防洪、发电、灌溉、供水等。

2、现有技术中的，公开号为cn115018218b公开了一种基于数学模型的梯级水库群洪水资源的利用方法及系统，包括以下步骤：构建用于表征梯级水库的可利用洪水资源量与所在流域汛期天然径流量和不可利用洪水资源量的数学关系的数学模型；求得梯级水库的在不同洪水资源的利用方式下的洪水资源利用潜力；形成洪水资源利用方式的调度域边界；选取防洪库容优化分配、汛期运行水位上浮、常遇洪水调度中的一种或多种作为洪水资源利用方式；计算实施选取的洪水资源利用方式后梯级水库所在区域的风险并筛选洪水资源利用方式；计算实施筛选后的洪水资源利用方式后梯级水库所在区域的效益，确定所选取的洪水资源利用方式的最终控制参数。本发明为梯级水库的洪水资源化利用提供全周期解决方案。

3、现有技术虽然在一定程度上能够对洪水资源进行管理和调度，但仍存在以下问题：洪水资源利用效率不高，未能充分利用洪水资源进行发电、灌溉等；防洪调度缺乏灵活性，难以根据实时水情和洪水预报进行快速响应；缺乏对洪水资源利用潜力的系统评估和优化分配，导致资源利用不均衡。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种梯级水库群洪水资源利用方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种梯级水库群洪水资源利用方法，具体步骤包括：

4、s1.采集上游水库过去n天的气象数据、水文数据和洪水数据，以及采集下游水库的现在的水位数据，所述气象数据包括平均降雨量和平均温度，所述水文数据包括n天前的水位数据、水体表面积、平均流入量以及平均蒸发量，所述洪水数据包括洪水流量和洪水持续时间；

5、s2.根据采集的平均温度和水体表面积，获取上游水库的平均蒸发量，根据平均降雨量、水体表面积、洪水流量以及洪水持续时间，获取上游水库的平均流入量；

6、s3.构建水量平衡模型，将采集的平均降雨量、平均蒸发量以及平均流入量输入到水量平衡模型中，获取上游水库的水位变化量，将上游水库的水位变化量和n天前的水位数据进行数据处理，生成上游水库的水位预测值；

7、s4.将上游水库的水位预测值和上游水库的警戒水位数据进行比较，当上游水库的水位预测值没有超过上游水库的警戒水位数据时，自动关闭上游水库的闸门，储存洪水期间增加的水量，当上游水库的水位预测值超过上游水库的警戒水位数据时，在洪水到来之前，提前将上游水库的水量向下游水库排放，预先降低水库水位，以腾出空间储存洪水，下游水库的水位数据为现在的水位数据和上游水库的流出量的总和；

8、s5.将下游水库的水位数据和下游水库的警戒水位数据进行比较，当下游水库的水位数据没有超过下游水库的警戒水位数据时，储存洪水期间增加的水量，用于水力发电和农业灌溉，当下游水库的水位数据超过下游水库的警戒水位数据时，自动打开下游水库的闸门，排入到下游水库的下一级水库。

9、进一步地，根据采集的平均温度和水体表面积，获取上游水库的平均蒸发量，依据的公式如下：

10、

11、其中，e为上游水库过去n天的平均蒸发量,k为经验系数,ti为第i天的温度，a为水体表面积，n为采集的天数，1≤i≤n。

12、进一步地，根据平均降雨量、水体表面积、洪水流量以及洪水持续时间，获取上游水库的平均流入量，依据的公式如下：

13、qin＝p×a×c

14、其中，qin为上游水库的平均流入量,p为降雨量,a为上游水库的水体表面积，c为径流系数。

15、进一步地，构建水量平衡模型的过程如下：

16、δs＝p-e+qin+qout

17、其中，δs为水库水位变化，p为降雨量，e为上游水库过去n天的平均蒸发量，qin为上游水库的平均流入量，qout为上游水库的平均流出量。

18、进一步地，将上游水库的水位变化量和n天前的上游水库的水位数据进行数据处理，生成上游水库的水位预测值，依据的公式如下：

19、sy＝δs+s

20、其中，sy为上游水库的水位预测值，s为n天前的上游水库的水位数据。

21、进一步地，将上游水库的水位预测值和上游水库的警戒水位数据进行比较，具体的过程如下：

22、当sy≤sj1，通过自动控制系统，关闭上游水库的闸门，储存洪水期间增加的水量；

23、当sy>sj1，通过自动控制系统，在洪水到来之前，提前将上游水库的水量向下游水库排放，预先降低水库水位，以腾出空间储存洪水；

24、其中，sj1为上游水库的警戒水位数据，自动控制系统为plc控制系统。

25、进一步地，将下游水库的水位水量和下游水库的警戒水位数据进行比较，具体的过程如下：

26、当sw≤sj2，当下游水库的水位没有超过下游水库的警戒水位数据时，储存洪水期间增加的水量，用于水力发电和农业灌溉；

27、当sw>sj2，当下游水库的水位超过下游水库的警戒水位数据时，自动打开下游水库的闸门，排入到下游水库的下一级水库；

28、其中，sw为下游水库的水位，sj2为下游水库的警戒水位数据。

29、一种梯级水库群洪水资源利用系统，所述系统用于执行上述任一所述的梯级水库群洪水资源利用方法，包括：

30、数据采集模块，用于采集上游水库过去n天的气象数据、水文数据和洪水数据，以及采集下游水库的现在的水位数据，所述气象数据包括平均降雨量和平均温度，所述水文数据包括n天前的水位数据、水体表面积、平均流入量以及平均蒸发量，所述洪水数据包括洪水流量和洪水持续时间；

31、数据处理模块，用于根据采集的平均温度和水体表面积，获取上游水库的平均蒸发量，根据平均降雨量、水体表面积、洪水流量以及洪水持续时间，获取上游水库的平均流入量；

32、模型构建模块，用于构建水量平衡模型，将采集的平均降雨量、平均蒸发量以及平均流入量输入到水量平衡模型中，获取上游水库的水位变化量，将上游水库的水位变化量和n天前的水位数据进行数据处理，生成上游水库的水位预测值；

33、数据分析模块，用于将上游水库的水位预测值和上游水库的警戒水位数据进行比较，当上游水库的水位预测值没有超过上游水库的警戒水位数据时，自动关闭上游水库的闸门，储存洪水期间增加的水量，当上游水库的水位预测值超过上游水库的警戒水位数据时，在洪水到来之前，提前将上游水库的水量向下游水库排放，预先降低水库水位，以腾出空间储存洪水，下游水库的水位数据为现在的水位数据和上游水库的流出量的总和；

34、执行模块，用于将下游水库的水位数据和下游水库的警戒水位数据进行比较，当下游水库的水位数据没有超过下游水库的警戒水位数据时，储存洪水期间增加的水量，用于水力发电和农业灌溉，当下游水库的水位数据超过下游水库的警戒水位数据时，自动打开下游水库的闸门，排入到下游水库的下一级水库。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、本发明通过采集上游水库过去n天的气象数据、水文数据和洪水数据，以及采集下游水库的现在的水位数据，能够准确预测上游水库的水位变化，为实时调度提供科学依据，实时数据采集确保了调度决策的及时性和准确性，提高了调度效率、效果以及洪水资源的利用效率，通过预测和实时调度，有效利用洪水资源进行发电和灌溉，增强了防洪调度的灵活性和响应速度，能够根据实时水情和洪水预报进行快速调整；实现了洪水资源利用潜力的系统评估和优化分配，提高了资源利用的均衡性和可持续性，能够对整体方案起到促进作用，确保了梯级水库群的安全运行和水资源的有效利用。