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文檔簡介

1、大伙房渝城陣鬲徑流模燮丸伙房流威陣雨役澆預(yù)報摸空又簡稱“DHF樓型,該??沼?973年由XX省大伙房水庫管理扇X爰 広.王本總等人提出,至今已使用30余年,為水庫洪水調(diào)度做出了很丸奉故?!癉HF棧型是迨用于我國濕同地區(qū)的超湊產(chǎn)沆榻型,目祈己在XX省多個水庫的水恃自動測報糸統(tǒng) 中使用.敗果較好。建立疫“DHF棧禮根底上的降雨役流預(yù)報方親.在丸伙房流域經(jīng)過調(diào)試和精度驗證后進(jìn)展使用,心 使用中平均精度令人滿龕。尤其疫“957特丸洪水調(diào)度中,發(fā)坪了顯筆作用,準(zhǔn)確預(yù)報出了弟一非常溢 洪道溢澆時間和水庫黃離庫水伐,為石陸制定調(diào)度決策提供了科學(xué)依握,使水庫工程發(fā)杵了強(qiáng)大的調(diào)爹作 用,呆大限皮地配合了下游搶險

2、,共減免下游直接經(jīng)濟(jì)根失74.89億元?!癉HF棧世由両場部級成,一是八參數(shù)超湊廣流計算橈型.引用玖懇入瀆曲線進(jìn)展扣航計算,并以 拋物線描述態(tài)屋幫水量和下層湊半的分布狀況;二是入奏數(shù)變強(qiáng)度、雯速度的經(jīng)歷單位線匯澆計算接世. 參數(shù)隨降雨分布而變,采用“詢期彩響凈雨描述匯澆速度的支化。這是一個集總的概念??眨瑮P偷膮?數(shù)多豐A滿足其腸理克義的術(shù)靈下確定.只冇6個常要優(yōu)選比選定或忒錨法確;t。1大伙房模熨紙化澆程流域下墊而分為表處.下屋和地下水螢存三局部,計算流程如圖101所示。2大伙房棧熨盧流計算產(chǎn)浣樓型桿下埜而分為社層,下屋和逮層三易部。痕層土垠中的X力水蓄量與植楊槪澆.填洼儲存合 尬痕層幫水量

3、為,其圾值為表層簫水彖量*;下處土癢中的X力水幫量瓊為下層莆水量其極值為 下層爹水汆量u;地下水赭水屋的幫水量以匕表示,其圾值為地下水庫簫水彖量。圖101 大伙房產(chǎn)流核型概化流程國其中:So表層善*水彖量;Uo-下層養(yǎng)水家量;Do下屋螢水汆量Uo與地下水庫蓄水彖量V。之和;g不透水而積占全流域面積之比值;Kl流域熱救發(fā)能力與丸水體蒸發(fā)量的比值;A表屋醤水汆量曲線形狀參欽;B下滲率她楊線分配曲統(tǒng)形狀參救;K下處下滲曲線曲率;2.1不遺水面積上的役流計算根據(jù)上而的澆程圖,不遺水面兔上直接產(chǎn)生蚣克,通過下式來計算:兒=廠化1Pe=P-Ed=P-KcEJC式中P為時段降雨量,KC是流城熱般發(fā)能力與ER

4、丸水體羔發(fā)量的比伎,C為目陣雨觀測的時段g為 流城不遺水而欣占總流城面積的比值。2.2地面豪中流的計算地而癢中流逋過下式討算兒權(quán)-/表處扣報R的計算占 +耳 v叫時 R = Pc+S廠So + SoQ-g + PcMaSM 生 Sm+ZhaSu對 R =(S。S“) 丸中Sa是表屋流域平均幫水量,Sm是相應(yīng)于Sa的點爹水量;a為曲線形狀多數(shù)。Sm和Sa由下式計算得到:6S,”mS(l (l S/SJ5r=Sw/6/l-(l-SZM/Sw)丸中$3為痕層點釆丸爹水量,生幾射,那么=兀,并有幾=&)其中通過下式來計算:9pc = pEDyc下湊計算對段平均總下湊率了與的關(guān)糸:f=ZSD(-D) (

5、w)時段平均下屋下湊率無與2的關(guān)糸:X=Z2(h()-mJ (11)其中Z=-e七“/口).&和人的關(guān)糸如下:代=&%/q (12)b lr) jfI和2分別旻反映總下湊和下層下湊曲線曲率糸數(shù);“是“的函數(shù),二者的關(guān)糸丸如下:Q=ql-(1-以心心( )旻下層簫水彖量心與地下水庫蓄水家量之和。技流濟(jì)計算衣丸總徑流y的計算公式:R + Z2un (14)y=R - Z2(uo叫)=尺 _ 無(15)地面癢中澆兒的計算公式:豈 ZR+R ZB%對,如嚴(yán)+乙爹戸(16)y嚴(yán)R乙q(i叫/如盧s(17)D”和冷通過以下両式計算。嚴(yán) BD1-(1-叫 /心)皿)(18)(19)地下蚣流兒的計算:(20)

6、其中K*為兒與&之比值,疫干旱地區(qū)撿全部湊入灤屋,不形成地下彳至流,那么Kw=;心涅泗地區(qū)心全部形成地下屋澆流入河道,所以心 =10心為地下水庫下遂強(qiáng)度,為總徑流與癢中流之差即:& -兒)2.3天伙房棋憂蕪散發(fā)討算1生陣雨量起過流城墓發(fā)能力時,即凈湊雨強(qiáng)仝,產(chǎn)生下湊,土圾爹水量增加,此時:表屋簫水量計算公式= s。1 一 (1 % + 化)/ 心)打(22)丸中t為單後以8:00為目分界;6以式6計算生S”+t MSo對,上式可寫成依照流程圖的下湊程厚逐時段計算式M式中i為時段序;、尺分別用9.4、5式進(jìn)展計算。下窿土壤爹水計算公丸為(斤1= $()(23)Sa(M = Sai +Pci Ri

7、 (24)=%+盡_:(25)假設(shè)逐日計算.可用下些計算假設(shè)乙+尺空如時=% + Z?(心 _ % ) _ Z?。(1 _(26)假設(shè)-Z2BmO(27)據(jù)澆程圖,逐肘段計算山的亦式式中的“與乙分別用或19及乙=12求出。2由目流城平均除雨量、于克城熬發(fā)能力,HpPvE。時,土壤簫水量將減*進(jìn)展熬散發(fā)計算 表層熱散發(fā)公或假主:a 痕層蒸發(fā)等于澆城平均蒸救發(fā)能力;b 每次下湊居的初次基散發(fā)皆從地表開場。F%為 7 可蒸發(fā)量,計算公式為:丸中:E(r.TE.i = Er( = Eb“ + Ee t(29)因此.t+G.f+i -E”(30)下層簫水量“計算公式假走:a儀屋幫水量蒸發(fā)盡后,該點的下屋

8、開場熬發(fā);b.下窿蒸發(fā)量$與下處蓄水量/成比例關(guān)糸。因此,E=(E; -巴)叫/坷)生(S-EJ ()對那么(32)EL=(EC-Sa)ua/U(i這樣./ + 1日下窿土圾爹水量以下扎計算(33)2.4大伙房棋憂匯澆計算大伙房匯流核空是根據(jù)多年預(yù)報經(jīng)歷,短結(jié)出的8參數(shù)變強(qiáng)度.麥匯流速度的經(jīng)坊單後線,其筑世公或為dcodt_ 心 AA(t/ifTu 嚴(yán) C嘰sin_nTM_CCdco丸中cl匯澆曲線M是八/與t的函數(shù);匯流曲線底寬;t一匯流對間肘別;K3 -匯流曲線的比例糸散;n一地下役流與地面圾中流匯流曲線底t的比例糸數(shù)AA、DD. CC及映匯澆曲線形狀的參數(shù);地表後流與地下役澆具有不同的匯

9、流曲線形狀,可用形狀洪數(shù)區(qū)分;不同的陣雨分布地表後流也具有 不同的匯流曲線,其參救也不同。八f是對段凈雨役流與祈期彩響凈雨己廣生的綾流的函數(shù),??罩屑伲簍:幾=5(兒+)A,)九+產(chǎn)總九+比)丸中4一特征河長5 = L/B ;L澆城浚丸河長;K。擬令線的斜半;兒一術(shù)期彩響凈雨量,表征河楷幫水狀況,制約匯澆逢度等;K一祈期凈雨彩響程度哀減糸救,反映己產(chǎn)生的役澆疫何柑中諂退速度;2.5大伙房模型盧流秦數(shù)優(yōu)逸丸伙房樓型*克參數(shù)的黃優(yōu)化問題是多目標(biāo)的有約束的非線性規(guī)劃問題。n標(biāo)筋數(shù)取為N次洪水產(chǎn)流 的擬仝赫度和N次洪水計算廣流與賣際嚴(yán)流諼差總和的線性加權(quán),各取0.5的權(quán)重進(jìn)展求鮮。將問題支為:maxw

10、l ACU1-w2 TYTCMXmin max扎中ACU1-N次洪水產(chǎn)法的擬和菇度TYTC-N次洪水計算產(chǎn)流與賣際產(chǎn)澆朕差總和ACU = N 吐INTYTC = (TOTAL - TYTC)/ TOTAL其中N為洪水的次數(shù),TOTAL為N次洪水的實際凈雨的總和,TYTCN次洪水的預(yù)奴凈雨的總和,N 合格為擬合的金格洪水的次數(shù)。假役禁次洪水滿足以下條件之一即為合格:計算卜流與實際產(chǎn)澆的絕對諼迸小于3mm;計算產(chǎn)流與實際產(chǎn)澆的相對謀臭小于20%且絕對咲臭小于20mm;計算肘判浙合烙的絕對諼差和和對諼臭的標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)具體情況來設(shè)岌;本程序采用可變汆差比求解問題,把多個約束求極小值問題支為一個單約束求

11、圾小值問題。設(shè)所求解的非線性規(guī)劃問題為:min /(乂) x u EnJhi(x) = O(z = 1, 2, 77?)gO) N 0( j = m -+- 1,.,)本算法將上述両問題化為單約束問題遺履求解:min ./*(乂) x w Ens/e 廠(乂) o式中T(x)旻約束破壞的仕計量,表達(dá)式為:-P嚴(yán)L r-lj-ni+l_共中.Uj為Heaviside算子。z是笫K步捜.索中給出的關(guān)于可行性的可變彖差:隹那么值.表達(dá)無為:2 + 1r + 1=2(卄1)/共中t 初始多而體的大小;m-約束數(shù)目;r=n-m,/( )的自由皮;兀多而體中笫k次坡索時的弟i個頂點值; 卅2 多而體除勺外

12、的形心頂A;由于冬參數(shù)的初值相差較丸,而且變化范謝血冬不一揮,所以將洪欽歸一化.即初值都取為1.0。根 據(jù)楊理意義將E6. E7、E8、E9的支化范0取為0.5-10.0,共它參數(shù)取為0.55.0。2.6火伙房棋型匯流秦數(shù)優(yōu)逸大伙房匯澆橈型需要優(yōu)選的洪救有BO. KO. K. n. DD. CC.其中DD和CC根據(jù)率雨的分布分為上游. 中游和下游三套多數(shù),所以需要優(yōu)選的洪散一共冇10個。K3和AA可以通過優(yōu)選出的參散帶入以下而式計算 求得:兀=何鳳)/號宀皿嚴(yán)n希)AA = CC/DD(nT0)/(n乙)嚴(yán) tan(處)/呵,大伙房匯澆參數(shù)優(yōu)選的根底是屢次坊史洪水,其親優(yōu)化問題是多目標(biāo)的冇約束

13、的非線性規(guī)劃問邈。n 標(biāo)函數(shù)取為N次洪水過程的擬合新度.N次洪水計算洪率與賣際洪蜂諼姜總和以及N次洪水的計算牢現(xiàn)肘間 和賣際的帑現(xiàn)肘間諼差總和的線性加權(quán).各取040.3. 0.3的權(quán)重進(jìn)喪求解。將問幾變?yōu)椋簃in W * QE1 + w2 * QE2 + w3 * QE3V形 V兀max無中QE1-N次洪水匯澆的擬和菇度;QE2-N次洪水計算率值與實際峰值謀差總和;QE3-N次洪水計算年現(xiàn)時間與賣際蜂現(xiàn)時間咲差總和;本程序采用可變汆主比求鮮問題,把多個約束求圾、值問題變?yōu)橐粋€單約束求極小值問題.設(shè)所求鮮的 非線性規(guī)劃問題為:min f O) x g En J/?z(x) = 0(/ = 1,

14、2,.,m)= 0( J = m + l,.,/?)本算法檸上述両問題億為下式進(jìn)展求鮮:min ./ (x) x e En-TU)0丸中T(x)是約束破壞的估計量,表達(dá)式為:”pT2g)=工心)+手小)L r-lJ口i+l_其中.Uj為Heaviside算子。2是笫K步捜.索中給出的關(guān)于可行性的可變彖差;隹那么值.表達(dá)丸為:=mii*z),巴#込卜產(chǎn))-形+鬥| ;=2伽+ 1”其中t 初始多而體的大?。籱孑式約束欽目;r=n-m, /( )的自由皮;兀E多而體中笫K次坡索對的弟i個頂點值; 兀+2一多而體除耳外的形心頂點;2.7丸伙房*澆棋型參敎為提壽產(chǎn)澆預(yù)報新度,按率雨開場時的起始流量丸小進(jìn)展分類。分類預(yù)10-110-2所示。 社10-1 陣雨起始流量100m3/s的丸伙房廣澆核型多數(shù)gABKSOUODO0.054.1291.1810.2845100130續(xù)表10-1流城蒸發(fā)能力Ed月份6789日雨量 5mm3.74.34.33.75mmV可雨量30mm1.01.01.01.0痕10-2降両起始澆量100m3/s的大伙房產(chǎn)克棧

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