[发明专利]一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法

说明书

本发明公开了一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法，该方法基于站网布设和河道地形特征对河道型水库分段进行蓄水量计算，通过耗水率曲线计算水库总蓄能量，包括断面划分、蓄水量计算和蓄能量换算三个环节，可以实现根据动态水面线计算实时水库蓄水量；该方法可以有效降低水库回水影响带来的动库容误差，获得更为准确的蓄水总量计算成果，实现更为精准的水库总蓄能量测算，从而保障电网安全及指导水库中长期调度。

技术领域

本发明属于水库调度领域，具体涉及一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法。

背景技术

水库蓄能量计算是保障电网安全和指导水库中长期运行的重要监测指标，其核心计算内容是水库蓄水量计算，传统的水库蓄水量计算通常以坝前水位作为水库代表水位，假定水库水面是以坝前水位为基准点的水平面，通过水位库容曲线插值获得蓄水量，水位静库容曲线插值主要基于两个假定，一是认为水库水面是以坝前水位为基准点的水平面；二是认为水库的总蓄水量仅与水库坝前水位有关，呈单值函数关系，即水位静库容曲线。

然而这种方法忽略了库区上游末端的壅水现象和水库上下游沿程的附加比降影响，对于小水库和湖泊型水库，其误差在可以接受的范围内，但对于大型水库，尤其是狭长型的河道型水库，水库末端存在不同程度的壅水现象，与此同时，由于长宽比较大，在河道流速影响下，库区上下游存在一定的附加比降，这与前述的水库水平面假设相矛盾；受到回水影响，该类型水库通常会在库尾形成较大的楔形库容，使得传统方法计算成果存在较大误差，如在短时段内库蓄水量剧烈变化、水量平衡计算所得入库流量呈锯齿波动、入库流量或出库流量为负值等；从而极大地影响电网调度运行及水库精细化调度；因此，需要提出一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法，基于站网布设和河道地形特征对河道型水库分段进行蓄水量计算，通过耗水率曲线计算水库总蓄能量，包括断面划分、蓄水量计算和蓄能量换算三个环节，可以实现根据动态水面线计算实时水库蓄水量；为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案是：

一种考虑回水影响的河道型水库蓄能量测算方法，包括以下步骤：

S1，进行河道断面划分，将库区划分为多个测算单元，进行单元蓄水量曲线测算：

S101，根据库区地形情况布设多个遥测水位站点；遥测水位站点布设在在水流方向的主要地形变化转折点处；

S102，以各遥测站点所在横断面对库区进行单元划分，两个相邻断面构成一个最小单元；

S103，对每个单元进行实地测量，测量库区中每个断面地形资料和断面间距资料；

S104，设定各大断面之间的水体为柱体，通过积分方式依次计算各单元水位蓄水量曲线；针对任意两个相邻断面之间的单元柱体，其蓄水量积分公式如下：

(x,y)表示柱体内的任一平面点，x表示横断面方向，y表示沿河长纵方向；z(x,y)和h(x,y)分别表示(x,y)处的水面高程和河底高程；L表示断面间距；l(y)和r(y)分别表示沿河长方向任一位置(y)处对应左岸和右岸边的(x)值；

优选地，规定l(y)＜r(y)；

在单元柱体上下边界两个大断面的河底高程最小值和最大值之间，针对任意离散水位z，根据上式可求出对应的蓄水量V(z)，从而得出该单元的水位蓄水量曲线；

S105，累加各单元水位蓄水量曲线，得到库区的总蓄水量曲线；将该计算曲线与原水位库容曲线对比，可得总蓄水量曲线修正系数；然后按照等比例修正，以此修正系数对各单元水位蓄水量曲线进行校正，得到修正后的单元蓄水量曲线；其中各单元水位蓄水量曲线校正后的累加总蓄水量曲线与原水位库容曲线保持平衡；