一种人工干预下的水库排沙优化调度方法及装置与流程

本发明涉及水利工程，尤其涉及一种水库排沙优化调度方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、为了实现了水资源的充分利用，取得更好的社会经济效益，三峡水库会采用汛限水位浮动、中小洪水调度及汛末提前蓄水等优化调度方式，但这些优化调度方式会导致水库汛期平均水位与设计水位相比有所抬高，导致水库淤积加重。

2、为了缓解这一情况，汛期排沙时，三峡水库会用洪峰和沙峰在水库内传播时长的差异开展“洪峰涨水面水库削峰，落水面加大泄量排沙”的排沙调度模式，以提高水库的排沙效率。

3、但目前水库的沙峰排沙调度方法，主要考虑洪峰和沙峰在库区的传播特性，没有考虑上游梯级水库的作用对洪峰和沙峰的传播特性的影响，从而导致排沙优化调度的效果受限。

技术实现思路

1、本发明提供了一种人工干预下的水库排沙优化调度方法及装置，解决目前沙峰排沙调度方法没有考虑上游梯级水库的作用对洪峰和沙峰的传播特性的影响，从而导致排沙优化调度的效果受限的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种人工干预下的水库排沙优化调度方法，包括：

3、采集水库库尾的水文要素和实测地形资料；

4、基于所述实测地形资料确定坝前水深和库容间关系曲线；

5、根据所述坝前水深和库容间关系曲线，以及所述水文要素，确定入库沙峰传播到坝前时长和水库坝前沙峰滞后洪峰时长；

6、确定所述水文要素对应的沙峰衰减率与入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，以及人造洪水波下沙峰传播到坝前时长；

7、响应于优化调度指令，获取实时入库沙峰泥沙浓度，并基于所述入库沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，生成人造洪水波；

8、根据所述水库坝前沙峰滞后洪峰时长、所述人造洪水波下沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率确定滞后时长；

9、在洪峰过后的所述滞后时长将所述人造洪水波下泄。

10、可选地，根据所述坝前水深和库容间关系曲线，以及所述水文要素，确定入库沙峰传播到坝前时长和水库坝前沙峰滞后洪峰时长，包括：

11、根据所述水文要素和所述坝前水深和库容间关系曲线，确定库尾沙峰滞后洪峰时长和水库入库洪峰传播到坝前时长，以及入库沙峰传播到坝前时长；

12、基于所述水库库尾沙峰滞后洪峰时长、水库入库洪峰传播到坝前时长和水库入库沙峰传播到坝前时长，结合水库坝前沙峰滞后洪峰时长经验公式，确定水库坝前沙峰滞后洪峰时长。

13、可选地，所述水文要素包括：入库洪峰出现时刻、入库洪峰流量、坝前水深、坝前水位高程、坝前底部高程、入库沙峰出现时刻和泥沙浓度，以及水库水面长度；根据所述水文要素和所述坝前水深和库容间关系曲线，确定库尾沙峰滞后洪峰时长和水库入库洪峰传播到坝前时长，以及入库沙峰传播到坝前时长，包括：

14、基于所述入库洪峰出现时刻与所述入库沙峰出现时刻之差，确定所述库尾沙峰滞后洪峰时长；

15、基于所述水库水面长度、所述坝前水位高程和所述坝前底部高程，结合预先设定的坝前时长经验公式，确定入库洪峰传播到坝前时长；

16、根据所述入库沙峰出现时刻和泥沙浓度，以及所述坝前水深，结合所述坝前水深和库容间关系曲线，确定入库沙峰传播到坝前时长。

17、可选地，基于所述水库水面长度、所述坝前水位高程和所述坝前底部高程，结合预先设定的坝前时长经验公式，确定入库洪峰传播到坝前时长，包括：

18、基于所述坝前水位高程和所述坝前底部高程之差确定坝前水深；

19、基于所述坝前水深和所述水库水面长度，结合所述坝前时长经验公式，确定所述入库洪峰传播到坝前时长。

20、可选地，所述水文要素还包括：库尾水文站沙峰含沙量、坝前水文站沙峰含沙量、入库沙峰泥沙浓度、水库库容和上级梯级水库下泄流量；确定所述水文要素对应的沙峰衰减率与入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，以及人造洪水波下沙峰传播到坝前时长，包括：

21、基于所述库尾水文站沙峰含沙量和所述坝前水文站沙峰含沙量，确定沙峰衰减率；

22、基于多个沙峰衰减率和所述入库沙峰泥沙浓度，确定所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线；

23、基于所述水库库容与所述上级梯级水库下泄流量之比确定所述人造洪水波下沙峰传播到坝前时长。

24、可选地，响应于优化调度指令，获取实时入库沙峰泥沙浓度，并基于所述入库沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，生成人造洪水波，包括：

25、基于所述入库沙峰传播到坝前时长和所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，确定在所述实时入库沙峰泥沙浓度下的沙峰衰减程度；

26、基于所述沙峰衰减程度，生成所述人造洪水波。

27、第二方面，本发明提供了一种人工干预下的水库排沙优化调度装置，包括：

28、采集模块，用于采集水库库尾的水文要素和实测地形资料；

29、关系曲线确定模块，用于基于所述实测地形资料确定坝前水深和库容间关系曲线；

30、水库滞后时长确定模块，用于根据所述坝前水深和库容间关系曲线，以及所述水文要素，确定入库沙峰传播到坝前时长和水库坝前沙峰滞后洪峰时长；

31、人造洪水波传播时长确定模块，用于确定所述水文要素对应的沙峰衰减率与入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，以及人造洪水波下沙峰传播到坝前时长；

32、响应模块，用于响应于优化调度指令，获取实时入库沙峰泥沙浓度，并基于所述入库沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，生成人造洪水波；

33、滞后时长确定模块，用于根据所述水库坝前沙峰滞后洪峰时长、所述人造洪水波下沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率确定滞后时长；

34、下泄模块，用于在洪峰过后的所述滞后时长将所述人造洪水波下泄。

35、可选地，所述水库滞后时长确定模块包括：

36、时长确定子模块，用于根据所述水文要素和所述坝前水深和库容间关系曲线，确定库尾沙峰滞后洪峰时长和水库入库洪峰传播到坝前时长，以及入库沙峰传播到坝前时长；

37、水库坝前沙峰滞后洪峰时长确定子模块，用于基于所述水库库尾沙峰滞后洪峰时长、水库入库洪峰传播到坝前时长和水库入库沙峰传播到坝前时长，结合水库坝前沙峰滞后洪峰时长经验公式，确定水库坝前沙峰滞后洪峰时长。

38、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

39、第四方面，本技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

40、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

41、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

42、本发明提供了一种人工干预下的水库排沙优化调度方法及装置，包括：采集水库库尾的水文要素和实测地形资料；基于所述实测地形资料确定坝前水深和库容间关系曲线；根据所述坝前水深和库容间关系曲线，以及所述水文要素，确定入库沙峰传播到坝前时长和水库坝前沙峰滞后洪峰时长；确定所述水文要素对应的沙峰衰减率与入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，以及人造洪水波下沙峰传播到坝前时长；响应于优化调度指令，获取实时入库沙峰泥沙浓度，并基于所述入库沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率与所述入库沙峰泥沙浓度间关系曲线，生成人造洪水波；根据所述水库坝前沙峰滞后洪峰时长、所述人造洪水波下沙峰传播到坝前时长，以及所述沙峰衰减率确定滞后时长；在洪峰过后的所述滞后时长将所述人造洪水波下泄。通过上游梯级水库增加下泄流量，即人造洪水波改变滞后沙峰在库区的传播时间和衰减率，进一步优化排沙优化调度的效果。