[发明专利]一种待建水库来流资料时间尺度的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过已知详细来流资料的水库模拟结果推测同气候区域、相似的待建水库(未知详细来流资料)来流资料时间尺度的方法，具体涉及一种待建水库来流资料时间尺度的选择方法。

背景技术

水能资源是清洁的可再生资源，在河流上筑坝建库，是开发利用水能资源时常见的工程措施。水库的修建一方面带来了防洪、发电、灌溉、航运、水产养殖和旅游等一系列综合效益，另一方面，水库的修建对水质和生态环境也将产生一定的影响，水体温度即是其中一个重要的基础指标。水库蓄水后将改变原有天然河道水温的时空分布，特别是大型水库的建成将对库区水体的水文参数、流动状态以及热量输运过程造成很大影响。为了充分发挥水利工程的综合效益，把不利影响降到最低限度，需要进行大量分析研究工作，分析水库建成后水温分布的影响因素和变化规律，准确预测水温的时空分布。

水库水温的主要影响因素包括水库来流、太阳辐射和气温、风、取水口位置、水库规模和地形条件及运行方式等。在特定的区域，水库来流、水库规模对水温分布的影响较大，当水库的规模、形状一定时，水库来流的影响不容忽略。而其中水库来流资料包括流量资料和水温资料。在研究库区水温分布时，来流资料的精确性、详尽性是准确模拟水库水温分布的基础。然而在实际工程中，尤其是对于规划中的待建水库，所能拿到的来流资料往往不够详尽，而去获取尽可能详尽的资料时又比较耗时耗力，即经济性和模拟精确性相互矛盾，需要在两者之间寻求一种较好的平衡。而由于研究目的的不同，对于水库中关心区域水温分布需要精确模拟，而对于不关心的区域的模拟结果则显得不是特别重要，而不同时间尺度下的水库来流资料对水库不同区域水温分布影响不同，即不同时间尺度下水库某个区域水温分布可能相同，而在另一个区域也不同，而前人的研究主要集中于分析水库水温分布的规律，而对不同来流资料时间尺度下水库水温分布精确性分析较少。因此，目前需要一种可以分析不同来流资料时间尺度下模拟水温分布结果精确性的方法，而同气候区、相似水库的来流边界对水库水温分布的影响基本相似，由此可以根据不同的研究目的，推断出精确模拟待建水库(未知详细来流资料的水库)关心区域水温分布所必须的最大的来流资料时间尺度。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够兼顾经济性及水库水温模拟结果精确性的待建水库的来流资料时间尺度的选择方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种待建水库来流资料时间尺度的选择方法，具体步骤如下：

步骤1，搜集资料，根据同气候区、相似水库的来流资料对水温分布的影响基本相似的原则，收集与待建水库所处同气候区并相似的已知详细来流资料的水库的资料，其中包括来流资料、气候资料、辐射资料、地形资料；

步骤2，搜集到的来流资料包括来流流量和来流水温，将来流水温及来流流量分别概化为月平均来流水温、季平均来流水温、期平均来流水温和月平均来流流量、季平均来流流量、期平均来流流量。此即为设计的不同来流时间尺度下水温工况及流量工况；

步骤3，结合搜集到的最详细的来流流量资料，将以上三种概化的来流水温资料分别作为水库水温数值模拟计算的边界条件，模拟不同来流水温边界条件下水库水温分布情况；

步骤4，根据研究的目的，提取关心区域的水温分布数据，在垂向上，按等高度通过(M+1)个点将水体分成M层，提取各点上的月平均水温计算特征值，M为整数；

步骤5，结合统计学中分析数学模型的优势，分析不同时间尺度下来流水温与不同高程点处水温之间的相关关系；

步骤6，将月平均来流水温边界下来流水温与研究区域处水温之间相关关系分析结果作为基准，分别与其它时间尺度下的来流水温与研究区域处水温之间相关关系分析结果比较，以此作为模拟结果是否精确的依据；

步骤7，根据步骤6中的比较结果，提出合适的模拟对象水库来流水温的时间尺度；

步骤8，结合最详细的来流水温资料，将以上三种概化的来流流量资料分别作为数值模拟计算的边界条件，模拟不同来流流量边界条件下水库水温分布情况；

步骤9，重复步骤4～步骤7，提出合适的模拟对象水库来流流量的时间尺度；