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一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法

阅读：192发布：2023-02-03

专利汇可以提供一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，步骤1，选定库尾干流控制性水文站为沙峰入库站，选定坝下游最近的干流控制性水文站为沙峰出库站；步骤2，收集沙峰入库站日均沙峰含沙量S入、沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容V起始、沙峰入库站出现沙峰当日的沙峰出库站日均流量Q出1，沙峰出库日沙峰出库站日均流量Q沙根据实际情况提前给定一个假设值；步骤3，根据公式计算得到水库沙峰出库率S出/S入；步骤4，根据S出/S入和S入计算得到水库出库沙峰含沙量S出。本发明中的出库沙峰含沙量快速预测方法无需河道地形、入出库水沙过程、坝前水位过程和水沙输移数学模型，所需资料少且易于获取，计算简便，精度较高。，下面是一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，选定库尾干流控制性水文站为沙峰入库站，选定坝下游最近的干流控制性水文站为沙峰出库站；
步骤2，收集沙峰入库站日均沙峰含沙量S入、沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容V起始、沙峰入库站出现沙峰当日的沙峰出库站日均流量Q出1，沙峰出库日沙峰出库站日均流量Q沙根据实际情况提前给定一个假设值；
步骤3，根据公式计算得到水库沙峰出库率S出/S入；
步骤4，根据S出/S入和S入计算得到水库出库沙峰含沙量S出。
2.根据权利要求1所述的一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，其特征在于，步骤2中，S入和S出分别为沙峰入库站和沙峰出库站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q出1和Q沙分别为沙峰入库日和出库日的沙峰出库站日均流量，单位为m3/s。
3.根据权利要求1所述的一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，其特征在于，步骤3中，沙峰出库站沙峰含沙量S出的单位为m3/s；公式自变量适用的取值范围为
0.842≤S入≤5.45，0.002962≤V起始/(0.5(Q出1+Q沙))≤0.013734。

说明书全文

一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法。

背景技术

[0002] 根据实测资料统计，三峡水库蓄水运用后，入库洪峰传到坝前的时间已经由蓄水前的约54小时缩短到了约6～12个小时，而入库沙峰传到坝前的时间则由蓄水前的约2～3天延长到了约3～8天。水沙相位异化使经过水库中的沙峰滞后于洪峰，水库输沙出库的水动力学条件减弱，沙峰沿程衰减，水库排沙能力降低。2008年试验性蓄水以来三峡水库年排沙比一般在20％以内，有的年份甚至在10％以内，在入库泥沙变少变细的情况下依然明显小于初步设计前10年的水库排沙比。水库调度排沙是一项非常重要的非工程措施，在2012年和2013年的三峡水库汛期洪水调度中，为兼顾排沙，在实时调度中已开展了沙峰排沙调度的初步尝试，在沙峰到达坝前时实时加大水库泄量，取得了较好的排沙减淤效果。在水库汛期实时调度中，提前预判出库沙峰含沙量，可以为水库泥沙调度决策提供指导。

[0003] 现有技术主要是采用水库一维非恒定流水沙输移数学模型进行出库沙峰含沙量预测计算，该方法需要的条件包括三峡水库一维非恒定流水沙输移数学模型、水库断面资料、入库水沙过程预报成果、坝前水位过程预报成果、入库泥沙级配成果、预报开始前的库区水沙沿程分布初始条件等资料。现有技术需要熟悉水沙数学模型的专业人员进行操作，且计算精度受到入库水沙过程及级配的预报精度、坝前水位过程预报精度、库区水沙初始条件精度等的直接影响。而且需要大量的库区断面资料。现有技术存在所需资料多、资料难以及时获取、资料整理耗时长、入库水沙过程预报精度低、需要专业的人员操作和预测精度低等不足，给出库沙峰含沙量的快速和准确预测造成很大不便。

发明内容

[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，能够解决现有技术所需资料多、资料整理耗时长、效率低、预测难度大、预测精度低及预测计算非常不方便的问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，它包括以下步骤：

[0006] 步骤1，选定库尾干流控制性水文站为沙峰入库站，选定坝下游最近的干流控制性水文站为沙峰出库站；

[0007] 步骤2，收集沙峰入库站日均沙峰含沙量S入、沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容V起始、沙峰入库站出现沙峰当日的沙峰出库站日均流量Q出1，沙峰出库日沙峰出库站日均流量Q沙根据实际情况提前给定一个假设值；

[0008] 步骤3，根据公式计算得到水库沙峰出库率S出/S入；

[0009] 步骤4，根据S出/S入和S入计算得到水库出库沙峰含沙量S出。

[0010] 步骤2中，S入和S出分别为沙峰入库站和沙峰出库站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q出1和Q沙分别为沙峰入库日和出库日的沙峰出库站日均流量，单位为m3/s。

[0011] 步骤3中，沙峰出库站沙峰含沙量S出的单位为m3/s；公式自变量适用的取值范围为0.842≤S入≤5.45，0.002962≤V起始/(0.5(Q出1+Q沙))≤0.013734。

[0012] 本发明的有益效果是：本发明可克服现有技术存在的不足，本发明所需资料少且所需资料易于获取，计算简单，计算速度快，精确度高，可以更加快速准确的预测出出库沙峰含沙量的大小，为水库泥沙调度决策提供指导。

[0013] 本发明方法同样适用于其他大型河道型水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测计算。附图说明

[0014] 图1是是三峡水库库区干支流河道及水文站位置图；

[0015] 图2是本发明一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法流程图。

[0016] 图3是三峡水库水位库容曲线图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[0018] 本发明提供一种三峡水库汛期出库沙峰含沙量的快速预测方法，它包括以下步骤：

[0019] 步骤1，选定库尾干流控制性水文站为沙峰入库站，选定坝下游最近的干流控制性水文站为沙峰出库站；

[0020] 步骤2，收集沙峰入库站日均沙峰含沙量S入、沙峰入库站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容V起始、沙峰入库站出现沙峰当日的沙峰出库站日均流量Q出1，沙峰出库日沙峰出库站日均流量Q沙根据实际情况提前给定一个假设值；

[0021] 步骤3，根据公式计算得到水库沙峰出库率S出/S入；

[0022] 步骤4，根据S出/S入和S入计算得到水库出库沙峰含沙量S出。

[0023] 沙峰出库站沙峰含沙量S出的单位为m3/s；公式自变量适用的取值范围为0.842≤S入≤5.45，0.002962≤V起始/(0.5(Q出1+Q沙))≤0.013734。

[0024] 实施例一：

[0025] 沙峰入库站要选择库尾干流控制性水文站，沙峰出库站要选择坝下游最近的干流控制性水文站，寸滩站年均径流量和输沙量约占三峡坝址的80％和90％，故选定三峡水库库尾干流寸滩水文站为沙峰入库站，沙峰出库站选定为位于坝下游12km处的黄陵庙水文站；

[0026] S寸和S黄分别为寸滩站和黄陵庙站日均沙峰含沙量，单位为kg/m3；V起始为寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位对应的滞洪库容，根据水位库容曲线直线插值求出，单位为亿m3；Q黄1和Q黄沙分别为沙峰入库日和出库日的黄陵庙站日均流量，单位为m3/s。

[0027] 出库黄陵庙站沙峰含沙量S黄的单位为m3/s；公式自变量适用的取值范围为0.842≤S寸≤5.45，0.002962≤V起始/(0.5(Q黄1+Q黄沙))≤0.013734。

[0028] 2012年7月24日三峡水库寸滩站出现入库沙峰，收集到寸滩站实测日均沙峰含沙量S寸为2.33kg/m3，寸滩站出现沙峰当日坝前日均水位为157.16m，该水位对应的滞洪库容V起始为242.688亿m3，寸滩站出现沙峰当日的黄陵庙站日均流量Q黄1为43800m3/s，沙峰出库日3
黄陵庙站日均流量Q黄沙根据实际情况提前给定一个假设值40000m/s；

[0029] 根据收集到的数据，采用公式计算得到三峡水库沙峰出库率S黄/S寸的值为0.178；

[0030] 根据计算得到的S黄/S寸值和收集到的S寸值，即可快速计算得到本次沙峰过程三峡水库出库沙峰含沙量S黄为0.34kg/m3。

[0031] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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