山东核电有限公司;中国水利水电科学研究院吴放获国家专利权
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龙图腾网获悉山东核电有限公司;中国水利水电科学研究院申请的专利一种河道型水库动态水量平衡计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120372866B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510377846.5,技术领域涉及:G06F30/18;该发明授权一种河道型水库动态水量平衡计算方法是由吴放;王浩;缪正强;褚俊英;陈勇;周祖昊;于新哲设计研发完成,并于2025-03-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种河道型水库动态水量平衡计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种河道型水库动态水量平衡计算方法,包括以下步骤:步骤1、确定河道型水库控制流域范围并划分汇水单元;步骤2、基于分布式水文模型预测河道型水库的入库水量;步骤3、计算河道型水库的最大可能蓄水量;步骤4、计算河道型水库的损失水量;步骤5、计算河道型水库的蓄水量和下泄水量;步骤6、基于生态流量管控要求对水库蓄水量和下泄水量进行修正。本发明所述方法能够对河道型水库的调蓄和下泄过程实现动态调整和修正,促进水库下游生态系统的改善,为河道型水库的水资源管理、调度优化以及规划设计提供重要技术支撑,促进河道型水库管理效能的整体提升。
本发明授权一种河道型水库动态水量平衡计算方法在权利要求书中公布了:1.一种河道型水库动态水量平衡计算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: 步骤1、确定河道型水库控制流域范围并划分汇水单元:根据河道型水库控制流域范围确定规则确定河道型水库控制流域范围;综合考虑流域内地形、土壤和植被特征相似性,对河道型水库的控制流域范围进行汇水单元划分; 步骤2、基于分布式水文模型预测河道型水库的入库水量:以河道型水库为控制节点,输入基础数据,建立分布式水文模型;建立降雨预报平台数据或气象卫星和测雨雷达数据与分布式水文模型的链接,通过实时降雨数据驱动水文模型,计算河道型水库的入库水量,即该水库控制流域范围汇集的地表径流量与地下径流净流入量,计算公式为: 1 式中,为第t时间河道型水库的入库水量,万m3;为第t时间地表径流量,万m3;为第t时间地下径流净流入量,即流入量与流出量之差,万m3; 步骤3、计算河道型水库的最大可能蓄水量:首先确定河道型水库汛期预泻控制水位:根据河道型水库的特点,基于入库水量预测数据建立入库水量与预泄控制水位函数关系,如下式所示: 2 式中,为第t时间河道型水库汛期预泄控制水位,m;为汛期入库水量-预泄控制水位函数关系; 然后基于确定的河道型水库汛期预泄控制水位,确定河道型水库实现其他综合利用功能所要求的最高水位限值,包括通航、供水、发电和排沙,从而计算河道型水库综合调度要求的最高水位限制,计算公式为: 4 式中,为第t时间河道型水库综合调度要求的最高水位限值,m;为河道型水库通航要求的最高水位限值,m;为河道型水库供水要求的最高水位限值,m;为河道型水库发电要求的最高水位限值,m;为河道型水库排沙要求的最大水位限值,m;、、、均根据入库水量建立相应的函数关系确定; 最后根据确定的河道型水库汛期预泄控制水位以及综合调度要求的最高水位限制,基于河道型水库的水位-库容函数关系,计算河道型水库最大可能蓄水量,计算公式为: 5 式中,为第t时间河道型水库最大可能蓄水量,万m3;为河道型水库水位-库容函数关系; 步骤4、计算河道型水库的损失水量:首先根据汇水单元对河道型水库进行分段:基于步骤1划分的汇水单元,按照各汇水单元出口与河道型水库的连接点对河道型水库进行分段,j=1,2,3…J,J为河道型水库总段数; 然后分段确定水库蒸发损失水量:获取河道型水库各段的水面蒸发量、降雨量以及各段水面面积,计算河道型水库各段蒸发损失水量,具体公式为: 6 式中,为河道型水库第j段的蒸发损失水量,万m3;为河道型水库第j段第t时间的水面蒸发量,mm;为河道型水库第j段第t时间的降雨量,mm;为河道型水库第j段第t-1时间水面面积,万m2; 然后分段确定水库渗漏损失水量:河道型水库各段的渗漏损失水量包括库底渗漏损失水量和岸坡渗漏损失水量两部分,计算公式为: 7 式中,为河道型水库第j段第t时间的渗漏损失水量,万m3;为河道型水库第j段的库底渗漏损失水量,万m3;为河道型水库第j段的岸坡渗漏损失水量,万m3; 其中,库底渗漏损失水量的计算公式为: 8 式中,为河道型水库第j段第t时间库底渗透系数,m;为库底第j段第t时间的渗流面积,m2;为第j段第t时间库底的水力坡度,无量纲; 岸坡渗漏损失水量的计算公式为: 9 式中,为河道型水库第j段第t时间岸坡渗透系数,m;为河道型水库第j段岸坡第t时间的渗流面积,m2;为河道型水库第j段岸坡第t时间的水力坡度,无量纲;为河道型水库第j段岸坡斜面与水平面的夹角; 然后分段确定人类经济社会活动耗水量:人类经济社会活动耗水量包括人类经济社会各类用户从河道型水库沿线各段取水、用水和排水活动带来的耗水量,其分段计算公式为: 10 式中,为河道型水库第j段的人类经济社会活动耗水量,万m3;为第t时间第k类用户在河道型水库第j段的取水量,万m3;第t时间第k类用户在河道型水库第j段的耗水系数,无量纲;K为经济社会用户类型总数,个; 最后确定河道型水库的损失水量:河道型水库的损失水量等于水库蒸发损失水量、渗漏损失水量以及人类经济社会活动耗水量之和,计算公式为: 11 12 13 14 式中,为第t时间河道型水库的损失水量,万m3;、和分别为第t时间河道型水库蒸发损失水量、渗漏损失水量和人类经济社会活动耗水量,万m3; 步骤5、计算河道型水库的蓄水量和下泄水量:综合考虑河道型水库的入库水量、损失水量、蓄水量和下泄水量,建立河道型水库的水量平衡方程为: 15 式中,为第t时间河道型水库的蓄水变量,即第t时间蓄水量与第t-1时间蓄水量之差,万m3;为第t时间的河道型水库的下泄水量,万m3; 确定河道型水库初始蓄水量,即初始时间t=1时的蓄水量;然后根据河道型水库的水量平衡,结合步骤2、步骤3和步骤4的计算结果,给出河道型水库的蓄水变量,进一步计算得到蓄水量和下泄水量,具体计算公式为: 16 17 18 式中,为第t时间河道型水库的蓄水量,万m3;为第t-1时间河道型水库的蓄水量,万m3,由初始蓄水量递推得到; 步骤6、基于生态流量管控要求对水库蓄水量和下泄水量进行修正:确定河道型水库的生态流量管控指标要求,如果计算得到的河道型水库下泄水量大于等于该管控指标要求,则生态流量管控指标要求得以满足,水量平衡计算终止,则上述得到的水库蓄水量和下泄水量不需要进行修正; 如果计算得到的河道型水库下泄水量小于该管控指标要求,则进行水库蓄水量和下泄水量的修正计算:首先计算河道型水库可下泄水量,即入库水量减去损失水量再加上一时间蓄水量,如果其值小于等于生态流量管控指标要求,则需要全部进行下泄;如果其大于生态流量管控指标要求,则按照生态流量管控指标要求进行下泄,具体计算公式如下: 19 20 21 22 式中,为第t时间河道型水库的可下泄水量,万m3;第t时间河道型水库的生态流量管控指标要求,万m3;为修正后的第t时间河道型水库下泄水量,万m3;和分别为修正后的第t时间河道型水库的蓄水变量和蓄水量,万m3。
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