一种冬季输水明渠动态控制方法

本申请涉及水利工程，尤其涉及一种冬季输水明渠动态控制方法。

背景技术：

1、水利工程是国民经济基础设施的重要组成部分,在防洪安全、水资源合理利用、生态环境保护和推动国民经济发展等方面具有不可替代的重要作用。

2、近年来，我国新建了一大批长距离调水工程，其中，北方寒冷地区在冬季输水过程中容易出现输水结冰的现象，若输水形成了冰盖且流速较大时则容易导致冰塞灾害。为避免冰塞灾害的发生，当前通常将整个冬季（通常为90天）渠道输水的水流速度/水流弗劳德数降至最低，以使渠道按照较低的安全流量进行输水，从而造成渠道输水流量大幅降低。然而，部分年份的冬季平均气温尚高（即暖冬），使得冬季输水不会形成冰盖（通常仅形成岸冰或流冰），若仍按照安全流量进行渠道输水，会严重降低冬季输水效率。

技术实现思路

1、本申请提供一种冬季输水明渠动态控制方法，用于缓解当前冬季输水效率低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：

3、本申请提供一种冬季输水明渠动态控制方法，包括：

4、获取目标渠道的断面当前平均水温；

5、在所述断面当前平均水温大于预警水温时，根据所述目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系，确定所述断面当前平均水温对应的目标输水流量；

6、对所述目标渠道的当前输水流量进行控制，以将所述当前输水流量调整至所述目标输水流量；

7、在所述断面当前平均水温小于或等于所述预警水温时，对所述当前输水流量进行控制，以将所述当前输水流量调整至安全输水流量；其中，所述安全输水流量小于所述目标输水流量。

8、其中，在所述断面当前平均水温大于预警水温时，根据所述目标渠道的断面平均水温与所述目标渠道的输水流量之间的映射关系，确定所述断面当前平均水温对应的目标输水流量的步骤之前，还包括：

9、确定目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系。

10、其中，所述确定目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系的步骤，包括：

11、获取目标渠道的当前输水调控速度，及，所述目标渠道的断面历史平均水温；

12、确定所述断面历史平均水温对应的断面水体降温极限速度；

13、基于所述断面水体降温极限速度和所述当前输水调控速度，确定所述目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系。

14、其中，在任何条件下，所述当前输水流量调整至所述安全输水流量的所需时长小于所述断面当前平均水温演变为所述预警水温的所需时长。

15、其中，所述在所述断面当前平均水温小于或等于所述预警水温时，对所述当前输水流量进行控制，以将所述当前输水流量调整至安全输水流量的步骤之前，还包括：

16、根据安全流量控制参数，确定所述目标渠道对应的安全输水流量。

17、其中，所述安全流量控制参数包括平均流速或水流弗劳德数，所述根据安全流量控制参数，确定所述目标渠道对应的安全输水流量的步骤，包括：

18、对所述平均流速或所述水流弗劳德数进行参数计算，得到所述目标渠道对应的安全输水流量。

19、本申请实施例提供一种冬季输水明渠动态控制方法，首先获取目标渠道的断面当前平均水温，在断面当前平均水温大于预警水温时，根据目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系，确定断面当前平均水温对应的目标输水流量，并将当前输水流量调整至目标输水流量；在断面当前平均水温小于或等于预警水温时，将当前输水流量调整至安全输水流量，该安全输水流量小于目标输水流量。基于实际水温情况对输水流量进行动态调控：若当前水温不存在短期形成冰盖风险，将当前输水流量调整至目标输水流量；若当前水温存在短期形成冰盖风险，将当前输水流量调整为较小的安全输水流量，从而在保证输水安全性的同时，有效提高冬季输水效率。

技术特征：

1.一种冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，在所述断面当前平均水温大于预警水温时，根据所述目标渠道的断面平均水温与所述目标渠道的输水流量之间的映射关系，确定所述断面当前平均水温对应的目标输水流量的步骤之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，所述确定目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，在任何条件下，所述当前输水流量调整至所述安全输水流量的所需时长小于所述断面当前平均水温演变为所述预警水温的所需时长。

5.根据权利要求4所述的冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，所述在所述断面当前平均水温小于或等于所述预警水温时，对所述当前输水流量进行控制，以将所述当前输水流量调整至安全输水流量的步骤之前，还包括：

6.根据权利要求5所述的冬季输水明渠动态控制方法，其特征在于，所述安全流量控制参数包括平均流速或水流弗劳德数，所述根据安全流量控制参数，确定所述目标渠道对应的安全输水流量的步骤，包括：

技术总结
本申请提供一种冬季输水明渠动态控制方法，首先获取目标渠道的断面当前平均水温，在断面当前平均水温大于预警水温时，根据目标渠道的断面平均水温与输水流量之间的映射关系，确定断面当前平均水温对应的目标输水流量，并将当前输水流量调整至目标输水流量；在断面当前平均水温小于或等于预警水温时，将当前输水流量调整至安全输水流量，该安全输水流量小于目标输水流量。基于实际水温情况对输水流量进行动态调控：若当前水温不存在短期形成冰盖风险，将当前输水流量调整至目标输水流量；若当前水温存在短期形成冰盖风险，将当前输水流量调整为较小的安全输水流量，从而在保证输水安全性的同时，有效提高冬季输水效率。

技术研发人员：段文刚,黄明海,杨金波,聂艳华,刘备,邢梦媛,沙继婷
受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13