[发明专利]一种水利工程大坝泄洪溶解气体过饱和预警调控系统

说明书

本说明书公开了一种水利工程大坝泄洪溶解气体过饱和预警调控系统，能够对泄洪过程中下游水体气体过饱和状态进行及时准确预警。所述系统包括：泄洪本体数字模块，用于获取泄洪过程的多尺度数据，包括泄洪流域数据单元、泄洪影响因子单元与流域理化监测单元；泄洪数字孪生模块，用于根据所述多尺度数据构建泄洪数字孪生体，包括水坝数字孪生单元与下游流域数字孪生单元；数据交互预测模块，用于对溶解气体过饱和状态进行预测，包括数据交互单元、机器学习单元与智能预测单元；以及预警保护模块，用于根据所预测的所述溶解气体过饱和状态生成预警信息，并对下游流域的水体生物进行保护性调度。

技术领域

本说明书涉及水利工程技术领域，具体涉及一种水利工程大坝泄洪溶解气体过饱和预警调控系统。

背景技术

大型水利水电工程可用于供电、灌溉、拦洪、泄洪、抵御特大洪水等，然而水利工程在运行过程中也会造成一些不良影响，其中高坝的泄水建筑物在泄洪过程中气体掺入水流，导致水中总溶解气体过饱和，对水生生态环境造成一定危害，水流向下游流动的过程中过饱和气体逸散速度较慢，在很长的距离、时间内水体中的气体保持较高的饱和度。水体溶解的气体过饱和还会对下游建筑物、下游生态环境等都造成不利影响。 因此对高坝泄洪过程中水体溶解气体过饱和等关键要素进行预警，以保持水生态环境的健康，具有重要的意义。

目前针对高坝泄洪过程中产生的气体过饱和现象的研究主要为过饱和气体对下游鱼类产生的影响，现有技术措施主要针对促进过饱和气体的释放、改善气体过饱和的现象两个方面。而高坝泄洪过程中各项参数实时动态变化，存在明显的不确定性，因此高坝泄洪过程中的气体饱和程度的实时监测任务十分复杂。

发明内容

有鉴于此， 本说明书实施例提供了一种水利工程大坝泄洪溶解气体过饱和预警调控系统，以能够对高坝泄洪过程中下游水体的气体饱和程度进行实时准确监测。

本说明书的实施例提供了一种水利工程大坝泄洪溶解气体过饱和预警调控系统，包括泄洪本体数字模块、泄洪数字孪生模块、数据交互预测模块与预警保护模块；

所述泄洪本体数字模块，用于获取与目标水坝泄洪过程相关的多尺度数据，包括泄洪流域数据单元、泄洪影响因子单元与流域理化监测单元；

其中，所述泄洪流域数据单元，用于获取所述目标水坝泄洪所涉及的现实流域数据，包括所述目标水坝下游流域的地形数据、干支流交汇数据、干支流流量数据、障碍物数据以及所述目标水坝的基础工程数据；

所述泄洪影响因子单元，用于确定所述目标水坝泄洪过程相关的影响因子数据，包括泄洪调度方式因子、环境因子与水质理化参数因子；

所述流域理化监测单元，用于探测所述目标水坝下游流域中水体的多维理化性质数据；

所述多尺度数据包括所述流域现实数据、所述影响因子数据与所述多维理化性质数据；

所述泄洪数字孪生模块，用于根据所述多尺度数据构建与所述目标水坝泄洪过程相应的泄洪数字孪生体，包括水坝数字孪生单元与下游流域数字孪生单元；

其中，所述水坝数字孪生单元，用于根据所述基础工程数据与所述泄洪调度方式因子构建水坝数字孪生体；

所述下游流域数字孪生单元，用于根据下游流域的所述地形数据、所述干支流交汇数据、所述干支流流量数据以及所述障碍物数据构建下游流域数字孪生体；

所述泄洪数字孪生体包括所述水坝数字孪生体与所述下游流域数字孪生体；

所述数据交互预测模块，用于对所述泄洪本体数字模块与所述泄洪数字孪生模块进行数据镜像交互，并基于所述泄洪数字孪生体对溶解气体过饱和状态进行预测，包括数据交互单元、机器学习单元与智能预测单元；