[发明专利]一种高含沙河流水库水沙分置调度模拟方法及系统

说明书

本发明公开一种高含沙河流水库水沙分置调度模拟方法及系统。该方法包括：获取干流水库和调蓄水库的基本参数；根据基本参数，结合拟定的调度运用方式计算两个水库的出库流量；根据两个水库的出库流量，利用水流运动特性计算两个水库的水力要素；根据两个水库的水力要素计算两个水库各断面的泥沙冲淤要素；根据水力要素和泥沙冲淤要素计算当前时段末河道的地形；判断是否到达模拟结束时刻，得到第一判断结果；若否，则根据所述当前时段末河道的地形更新下一时段的基本参数，并进行下一时段的调度模拟；若是，则生成模拟结果，并根据所述模拟结果确定拟定的调度运用方式的可行性。本发明的模拟方法及系统能够提高供水调度模拟的准确度。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，特别是涉及一种高含沙河流水库水沙分置调度模拟方法及系统。

背景技术

一般河流的水资源利用开发是通过在河流上修建单个水利枢纽工程来实现。在高含沙河流(特别是年均含沙量200kg/m³以上)上开发具有供水功能的水库，面临着水库供水与有效库容保持之间难以协调的矛盾。对于高含沙河流，主汛期水库入库含沙量高，水库若蓄洪水来满足供水要求，则极易造成库区严重淤积，水库有效库容难以保持；水库要保持有效库容，主汛期必须有一定敞泄运用的机会，而水库排沙运用则必须泄放水库的蓄水，供水任务就难以保证。如甘肃省庆阳市巴家嘴水库是庆阳市唯一的大型水源工程，水库年均入库含沙量为220kg/m³，为了保证供水安全，水库库容不断淤损，大坝加高加固改造3次仍无法解决泥沙淤积问题，而泥沙淤积严重影响了水库和供水安全。因此，高含沙河流的水资源开发利用需要对水、沙进行分置开发，即采用“干流水库+调蓄水库”的并联水库开发模式，通过干流水库调控泥沙，通过调蓄水库调节供水。其中洪水期干流水库敞泄排沙运用，由支流调蓄水库供水；平水期或者非汛期干流水库调蓄径流，并由干流水库向调蓄水库充水(引干流水库表层清水进入调蓄水库)，经调蓄水库调蓄后向用水对象供水。因此，水库要实现库容保持和供水调节的双重目标，需要确定合理的水库排沙调度和供水调度方式。

水库调度运用方式的合理性多是通过数值模拟手段论证。当前，水库的冲淤计算采用库区泥沙冲淤水动力学模型模拟，水库供水调节采用径流调节模型计算，现有的两个模型是相互独立的模型，径流调节计算只能采用水库的定库容，无法考虑库区泥沙冲淤变化的影响，导致与实际情况不符，从而使得供水调节模拟准确度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高含沙河流水库水沙分置调度模拟方法及系统，提高供水调度模拟的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高含沙河流水库水沙分置调度模拟方法，应用于干流水库和调蓄水库共同调度的水利工程，该模拟方法包括：

获取所述干流水库和所述调蓄水库的基本参数；

根据所述基本参数，结合对所述干流水库和所述调蓄水库拟定的调度运用方式计算所述干流水库和所述调蓄水库的出库流量；

根据所述干流水库和所述调蓄水库的出库流量，利用水流运动特性计算所述干流水库和所述调蓄水库的水力要素；

根据所述干流水库和所述调蓄水库的水力要素计算所述干流水库和所述调蓄水库各断面的泥沙冲淤要素；

根据所述水力要素和所述泥沙冲淤要素计算当前时段末河道的地形；

判断是否到达模拟结束时刻，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示否，则根据所述当前时段末河道的地形更新下一时段的基本参数，并返回步骤“根据所述基本参数，结合对所述干流水库和所述调蓄水库拟定的调度运用方式计算所述干流水库和所述调蓄水库的出库流量”进行下一时段的调度模拟；

若所述第一判断结果表示是，则生成模拟结果，并根据所述模拟结果确定所述拟定的调度运用方式的可行性。