基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法与系统与流程

本发明涉及数据处理以及水文水资源，特别是涉及一种基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法与系统。

背景技术：

1、目前，我国多数地区的大中型灌区主要依靠附近的水库灌溉，经过几十年的水利建设，形成了以蓄水工程为龙头、以渠系、管道等输水工程为骨架的灌溉模式。

2、近些年，针对各大中型灌溉水库开展了灌溉保证率复核工作，主要采用传统的水利计算方法，根据过去几十年降雨、流量、蒸发等水文资料以及灌区各作物灌溉制度计算水库历年逐旬来水量和供水量，通过长序列调节计算水库灌溉保证率。传统方法的缺陷在于所用的过去几十年水文资料无法充分反映地区气象规律，对局部时段严重偏旱或偏涝的特殊情形估计不足；加之农业灌溉保证率以年保证率计，以水稻为主要作物的灌区灌溉保证率一般不低于“90％”，而不少地区水文序列时限不足“50”年，时间偏短，计算结果往往不能客观反映实际灌溉保证率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法与系统，用于解决基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法，所述方法包括：

3、建立水库上游流域的降雨径流关系，其中，至少包括确定流域蓄水容量分布曲线指数、壤中流线性水库汇流系数以及马斯京根法演算参数；

4、计算所述降雨径流关系水库入库流量序列，其中，包括根据模拟生成的降雨序列以及蒸发序列计算得到所述水库入库流量序列；

5、基于所述降雨径流关系、所述水库入库流量序列结合灌区基础数据计算水库来水量以及水库需水量；

6、基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合调度规则参数进行长序列调节计算以推求水库灌溉保证率。

7、在本申请一个可能的实现方式中，所述方法还包括：

8、获取水文资料，其中，所述水文资料包括水库上游流域各雨量站实测的逐日降雨量，逐日蒸发量以及水库逐日入库量；

9、获取工程资料，其中，所述工程资料包括水库特性参数、输水系统特性参数以及灌区作物灌溉制度。

10、在本申请一个可能的实现方式中，所述建立水库上游流域的降雨径流关系，具体包括：

11、基于所述水文资料统计目标水文数据，其中，所述目标水文数据至少包括特定年限内的水文资料，以及泰森多边形权重系数；

12、基于所述工程资料提取目标工程数据，其中，所述目标工程数据至少包括水库集水面积以及流域不透水面积；

13、基于目标水文数据以及目标工程数据输入到预设的网络模型中得到模型输出，其中，所述模型输出至少包括流域蓄水容量分布曲线指数、壤中流线性水库汇流系数以及马斯京根法演算参数；

14、基于所述模型输出中的各类曲线和系数建立所述降雨径流关系。

15、在本申请一个可能的实现方式中，所述计算所述降雨径流关系水库入库流量序列，具体包括：

16、随机模拟旬降雨过程以生成模拟时长的降雨序列；

17、随机模拟旬蒸发过程以生成模拟时长的蒸发序列；

18、基于所述降雨序列以及所述蒸发序列结合所述工程资料计算相应模拟时长下的所述水库入库流量序列。

19、在本申请一个可能的实现方式中，基于门限自回归模型结合所述目标水文数据进行随机模拟，得到模拟时长下的所述降雨序列以及所述蒸发序列。

20、在本申请一个可能的实现方式中，所述基于所述降雨径流关系、所述水库入库流量序列结合灌区基础数据计算水库来水量以及水库需水量，具体包括：

21、基于所述降雨序列、所述水库集水面积、所述流域不透水面积以及所述降雨径流关系输入到网络模型中得到所述水库来水量，其中，水库来水量对应包括若干个旬的流量序列；

22、基于所述降雨序列、所述蒸发序列、所述灌区作物灌溉制度以及所述灌区基础数据输入到网络模型中得到所述水库需水量，其中，所述灌区基础数据至少包括各类作物灌溉面积、灌溉水利用系数。

23、在本申请一个可能的实现方式中，所述基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合调度规则参数进行长序列调节计算以推求水库灌溉保证率，具体包括：以旬为计算步长，基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合水库正常蓄水位、死水位以及水库库容曲线进行长序列调节计算，以推求得到目标年限内水库破坏年份数量以及水库灌溉保证率。

24、第二方面，本申请提供了一种基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算系统，所述系统包括：

25、建立模块，用于建立水库上游流域的降雨径流关系，其中，至少包括确定流域蓄水容量分布曲线指数、壤中流线性水库汇流系数以及马斯京根法演算参数；

26、计算模块，用于计算所述降雨径流关系水库入库流量序列，其中，包括根据模拟生成的降雨序列以及蒸发序列计算得到所述水库入库流量序列；以及基于所述降雨径流关系、所述水库入库流量序列结合灌区基础数据计算水库来水量以及水库需水量；

27、推求模块，用于基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合调度规则参数进行长序列调节计算以推求水库灌溉保证率。

28、第三方面，本申请提供了一种上述的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法。

29、第四方面，本申请提供了一种上述的电子设备，所述电子设备包括：处理器及存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行所述的基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法。

30、如上所述，本发明的基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法与系统，有益效果如下：其一是根据有限的实测水文资料样本，分析降雨、蒸发时间变化规律，以此为基础通过随机模拟技术生成长序列降雨量、蒸发量数据，极大地弥补历史水文序列偏短、对近年来极端气象条件反映不足的缺陷；其二是依托现状流域下垫面等条件建立三水源新安江模型，通过长序列降雨条件计算长序列径流数据，克服历史水文资料因下垫面变化带来的一致性不足问题。

技术特征：

1.一种基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，所述建立水库上游流域的降雨径流关系，具体包括：

4.根据权利要求3所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，所述计算所述降雨径流关系水库入库流量序列，具体包括：

5.根据权利要求4所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，基于门限自回归模型结合所述目标水文数据进行随机模拟，得到模拟时长下的所述降雨序列以及所述蒸发序列。

6.根据权利要求4所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，所述基于所述降雨径流关系、所述水库入库流量序列结合灌区基础数据计算水库来水量以及水库需水量，具体包括：

7.根据权利要求6所述的基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法，其特征在于，所述基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合调度规则参数进行长序列调节计算以推求水库灌溉保证率，具体包括：以旬为计算步长，基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合水库正常蓄水位、死水位以及水库库容曲线进行长序列调节计算，以推求得到目标年限内水库破坏年份数量以及水库灌溉保证率。

8.一种基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器及存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述基于水文水资源随机模拟的水库灌溉保证率计算方法。

技术总结
本发明提供一种基于水文水资源模拟的水库灌溉保证率计算方法与系统，其中，所述方法包括：建立水库上游流域的降雨径流关系；计算所述降雨径流关系水库入库流量序列，其中，包括根据模拟生成的降雨序列以及蒸发序列计算得到所述水库入库流量序列；基于所述降雨径流关系、所述水库入库流量序列结合灌区基础数据计算水库来水量以及水库需水量；基于所述水库来水量以及所述水库需水量结合调度规则参数进行长序列调节计算以推求水库灌溉保证率。本发明能够弥补历史水文序列偏短造成对近年来极端气象条件反映不足的缺陷，同时通过模拟生成的长序列降雨条件计算长序列径流数据，克服历史水文资料因下垫面变化带来的一致性不足问题。

技术研发人员：陆泳舟,朱勇,代斌,苏爱平
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31