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申请/专利权人：长江勘测规划设计研究有限责任公司

摘要：本发明涉及水利水电技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的汛期水位实时分析方法及系统，该方法包括以下步骤：收集水库调度基本资料，从数字孪生系统接入实时调度运行资料以及未来降雨洪水预报资料；分析水库是否满足浮动运行条件，确定预见期内的水库调度策略；设定水库水位控制目标，计算预见期内水库调度过程；根据延伸期降雨预报，假定未来入库洪水过程；以预见期末水位为起调水位，进行调洪演算并分析库区淹没及中下游河道行洪风险；对预见期末控制水位进行修正，直至风险处于可接受范围内。本发明结合数字孪生系统，实现了防洪调度的快速预演，提高了水库浮动运行的实时可操作性，充分利用洪水资源，有效提升了后续防洪风险的分析能力。

主权项：1.一种基于数字孪生的汛期水位实时分析方法，其特征在于：包括以下步骤：收集水库调度基本资料，从数字孪生系统接入实时调度运行资料以及未来降雨洪水预报资料；具体包括以下子步骤：收集水库基础设计资料；收集水库实时调度运行资料,包括当前时刻水位Z0，当前下泄流量Q0，水库水位库容曲线；收集所在流域未来10天内的降雨洪水预报资料，其中，未来3天为预见期，未来4～10天为延伸期，预报资料包括逐时段降雨量，逐时段入库流量，以及其他与水库调度相关的序列资料；分析水库是否满足浮动运行条件，确定预见期内的水库调度策略；设定水库水位控制目标，计算预见期内水库调度过程；具体包括以下子步骤：以自动设定或者人工设定的方式设定预见期末的水库水位控制目标值；以水库当前水位为起调水位，按以下公式自动计算平均出库流量， 式中：Qout_aver,1-3为3天预见期内的平均出库流量；Qin,i为3天预见期内各时段入库流量；△t为各时段时间步长；n为预见期时段数；V0为根据当前水位查水位库容曲线计算得到的库容值；Vn为根据预见期末的水库水位控制目标值查水位库容曲线计算得到的库容值；在数字孪生系统界面展示初始水位、目标水位、平均出库流量这些数据；根据延伸期降雨预报，假定未来入库洪水过程；具体包括以下子步骤：根据产流方程计算延伸期水库上游累计产流量，其中：Rt为累计产流量；Pi为各时段降雨量；S为流域面积；M产流模数；获取不同频率设计洪水的7天洪量{W7d,1,W7d,2....W7d,k-1,W7d,k}，根据洪量差值公式Ei＝|Rt-W7d,i|，依次计算得到洪量差值{E1,E2…Ek-1,Ek}，当差值最小即表示洪量最接近，选取最小洪量差值Emin＝min{E1,E2…Ek-1,Ek}对应频率的设计洪水过程作为未来入库洪水过程{Qin,n+1,Qin,n+2…Qin,n+m-1,Qin,n+m}；在数字孪生系统界面展示延伸期累计降雨量、延伸期预估产流量、设计洪水类型、设计洪水频率、设计洪水过程线这些数据；以预见期末水位为起调水位，对选定的延伸期入库洪水进行调洪演算，并分析库区淹没及中下游河道行洪风险；结合专家经验，对上下游风险进行综合分析，对预见期末控制水位进行修正，直至风险处于可接受范围内。

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