CN111598354A - 一种小型水库当日径流预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小型水库当日径流预测方法，通过采集昨日降雨量、前日降雨量以及前n日的实际来流，通过灰色***以及产汇流简单计算方法，可以较为准确的预测水库的当日来流；根据预测方法模型和实际径流过程，可以对相关参数进行率定，提高预测精度，该方法简单有效，可以用于小型水库的径流预测和运行管理中。

Description

一种小型水库当日径流预测方法
技术领域
本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种小型水库当日径流预测方法。
背景技术
小型水库是指库容小于1000万m³的水库形式，该种类型库容较小，其对径流量较为敏感，为了准确预测径流过程，一般需要设置相应的雨量站进行降雨量监测，在此基础上，进行当日径流预测。由于水库库容较小，其受成本的约束影响，其径流预测难以直接应用大型水库的径流预测方法。
灰色***是一种常用的径流预测方法，但是其仅考虑已经发生的径流情况，无法考虑降雨影响，因此，单纯采用灰色***进行径流预测，其预测精度较差，难以对小型水库的运行提供参考。因此，有必要针对小型水库的当日径流预测进行简化研究，提供一种适合小型水库的当日径流预测方法。
发明内容
本发明基于上述技术问题，提供一种小型水库当日径流预测方法。
一种小型水库当日径流预测方法，所述小型水库设置有雨量站，所述雨量站可以采集每日降雨量，所述雨量站为一个，所述雨量站设置在所述水库坝址处，所述当日径流预测方法包括如下步骤：
S1：获取水库前n日的实际径流，所述n为大于等于2的正整数；
S2：获取所述雨量站昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2，获取所述雨量站的集雨面积A；
S3：利用所述前n日的实际径流值进行灰色***预测，预测得到当日径流的灰色预测值Qh；
S4：利用步骤S2中获取的昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2、雨量站的集雨面积A，进行产汇流Qc简单计算，其计算公式为：Qc=K1×K2×P2×A；其中，K1为与昨日降雨量有关的系数，K2为与前日降雨量有关的系数；
S5：利用Qh和Qc计算小型水库的当日径流预测值Q，其计算方法为：
如果Qh<Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K3×Qh，K3为0-0.5的系数；
如果Qh>=Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K4×Qh，K4为0.5-1的系数；
如果Qc=0，则当日径流预测值Q=Qh。
作为优选，当P1大于P11时，K1等于1；当P1小于P12时，K1等于0；当P1在P11和P12之间时，K1为0-1之间的线性插值，其公式为：K1=（P1-P12）/（P11-P12）。
作为优选，所述P11可以取10mm，P12可以取2mm。
作为优选，K2为大于等于1的数，当P2=0时，K2=1；当P2>=P20时，K2=K20，其中K20为大于1的数，当P2<P20时，K2=（K20-1）×（P2/P20）+1。
作为优选，所述K20为1.3。
作为优选，所述K3为0.33。
作为优选，所述K4为0.8。
作为优选，所述水库设置有径流监测装置，用于每日测定其实际来流；所述获取水库前n日的实际径流为获取所述径流监测装置监测的实际径流值。
作为优选，所述K1、K2、K3、K4的取值根据水库实测降雨量、实测径流值进行率定。
作为优选，所述率定为找出使日径流预测值与日径流实测值的误差的累积平方和最小工况对应的K1、K2、K3、K4。
在使用时，在小型水库坝址处分别设置雨量站和径流监测装置，缺乏径流监测装置时，也可以根据库水位变化、下泄流量等通过水库水量平衡方程进行反算得到。在此基础上，通过本发明提供的方法进行根据过往的来流及天气过程，进行当日径流的预测。
有益效果：本发明提供一种小型水库当日径流预测方法，通过采集昨日降雨量、前日降雨量以及前n日的实际来流，通过灰色***以及产汇流简单计算方法，可以较为准确的预测水库的当日来流；根据预测方法模型和实际径流过程，可以对相关参数进行率定，提高预测精度，该方法简单有效，可以用于小型水库的径流预测和运行管理中。
具体实施方式：
本发明提供一种小型水库当日径流预测方法，所述小型水库设置有雨量站，所述雨量站可以采集每日降雨量，所述雨量站为一个，所述雨量站设置在所述水库坝址处，所述当日径流预测方法包括如下步骤：
S1：获取水库前n日的实际径流，所述n为大于等于2的正整数；
S2：获取所述雨量站昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2，获取所述雨量站的集雨面积A；
S3：利用所述前n日的实际径流值进行灰色***预测，预测得到当日径流的灰色预测值Qh；
S4：利用步骤S2中获取的昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2、雨量站的集雨面积A，进行产汇流Qc简单计算，其计算公式为：Qc=K1×K2×P2×A；其中，K1为与昨日降雨量有关的系数，K2为与前日降雨量有关的系数；
S5：利用Qh和Qc计算小型水库的当日径流预测值Q，其计算方法为：
如果Qh<Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K3×Qh，K3为0-0.5的系数；
如果Qh>=Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K4×Qh，K4为0.5-1的系数；
如果Qc=0，则当日径流预测值Q=Qh。
作为优选，当P1大于P11时，K1等于1；当P1小于P12时，K1等于0；当P1在P11和P12之间时，K1为0-1之间的线性插值，其公式为：K1=（P1-P12）/（P11-P12）。
作为优选，所述P11可以取10mm，P12可以取2mm。
作为优选，K2为大于等于1的数，当P2=0时，K2=1；当P2>=P20时，K2=K20，其中K20为大于1的数，当P2<P20时，K2=（K20-1）×（P2/P20）+1。
作为优选，所述K20为1.3。
作为优选，所述K3为0.33。
作为优选，所述K4为0.8。
作为优选，所述水库设置有径流监测装置，用于每日测定其实际来流；所述获取水库前n日的实际径流为获取所述径流监测装置监测的实际径流值。
作为优选，所述K1、K2、K3、K4的取值根据水库实测降雨量、实测径流值进行率定。
作为优选，所述率定为找出使日径流预测值与日径流实测值的误差的累积平方和最小工况对应的K1、K2、K3、K4。
在使用时，在小型水库坝址处分别设置雨量站和径流监测装置，缺乏径流监测装置时，也可以根据库水位变化、下泄流量等通过水库水量平衡方程进行反算得到。在此基础上，通过本发明提供的方法进行根据过往的来流及天气过程，进行当日径流的预测。
所述灰色***预测可采用经典的GM（1,1）模型，昨日及前日的平均降雨量单位均为mm，径流量单位均为m³/s；该单位换算，对于本领域技术人员而言是易于得到的。
所述前n日可以取2或3或4或5日。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种小型水库当日径流预测方法，所述小型水库设置有雨量站，所述雨量站可以采集每日降雨量，所述雨量站为一个，所述雨量站设置在所述水库坝址处，所述当日径流预测方法包括如下步骤：
S1：获取水库前n日的实际径流，所述n为大于等于2的正整数；
S2：获取所述雨量站昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2，获取所述雨量站的集雨面积A；
S3：利用所述前n日的实际径流值进行灰色***预测，预测得到当日径流的灰色预测值Qh；
S4：利用步骤S2中获取的昨日平均降雨量P1、前日平均降雨量P2、雨量站的集雨面积A，进行产汇流Qc简单计算，其计算公式为：Qc=K1×K2×P2×A；其中，K1为与昨日降雨量有关的系数，K2为与前日降雨量有关的系数；
S5：利用Qh和Qc计算小型水库的当日径流预测值Q，其计算方法为：
如果Qh<Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K3×Qh，K3为0-0.5的系数；
如果Qh>=Qc，则当日径流预测值Q=Qc+K4×Qh，K4为0.5-1的系数；
如果Qc=0，则当日径流预测值Q=Qh。
2.如权利要求1所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：当P1大于P11时，K1等于1；当P1小于P12时，K1等于0；当P1在P11和P12之间时，K1为0-1之间的线性插值，其公式为：K1=（P1-P12）/（P11-P12）。
3.如权利要求2所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述P11可以取10mm，P12可以取2mm。
4.如权利要求1所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：K2为大于等于1的数，当P2=0时，K2=1；当P2>=P20时，K2=K20，其中K20为大于1的数，当P2<P20时，K2=（K20-1）×（P2/P20）+1。
5.如权利要求4所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述K20为1.3。
6.如权利要求1所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述K3为0.33。
7.如权利要求1或6所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述K4为0.8。
8.如权利要求1所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述水库设置有径流监测装置，用于每日测定其实际来流；所述获取水库前n日的实际径流为获取所述径流监测装置监测的实际径流值。
9.如权利要求1所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述K1、K2、K3、K4的取值根据水库实测降雨量、实测径流值进行率定。
10.如权利要求9所述的小型水库当日径流预测方法，其特征在于：所述率定为找出使日径流预测值与日径流实测值的误差的累积平方和最小工况对应的K1、K2、K3、K4。
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