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摘要:本发明公开了一种黄土塬区小流域水沙调控系统方法,涉及水沙调控技术领域。本发明通过塬面‑SWMM水动力模型和WEP‑L水沙耦合模型,根据小流域的实时情况,定量分析并调控塬面各出口排导情况,有效调控小流域水流,提升小流域防洪和抵抗极端天气的能力,可在极端暴雨天气下,有效治理小流域并防止小流域出现水流失控的问题,提升小流域在极端天气下的应对能力。
主权项:1.一种黄土塬区小流域水沙调控系统方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、选择达到筛选标准的塬及其塬面基础信息,并采集其周边小流域的基础信息;S2、开展流域极端降雨发生时间、空间过程分析,并设定极端降雨情景,获取塬面最大可能降雨量;S3、根据塬面基础信息,构建塬面-SWMM水动力模型并进行率定,得到率定后的塬面-SWMM水动力模型;S4、通过率定后的塬面-SWMM水动力模型进行模拟,获取不同极端降雨条件下塬面多模式排水过程线;S5、对小流域的基础信息进行处理,并根据处理后的小流域的基础信息构建WEP-L水沙耦合模型;对WEP-L水沙耦合模型进行率定,得到率定后的WEP-L水沙耦合模型;S6、通过率定后的WEP-L水沙耦合模型进行模拟,获取不同极端降雨条件下各小流域的水沙过程;S7、根据步骤S4获取的塬面多模式排水过程线,对步骤S6获取的各小流域水沙过程进行分析,得到筛选后的各小流域,并确定筛选后的各小流域对应的水土流失风险位置、强度及影响力;S8、根据筛选后的各小流域的水土流失风险位置、强度及影响力,判断筛选后的各小流域是否存在水库;若不存在水库则调节塬面调控方案,使小流域过境水位不超过各小流域防洪水位;反之则进入步骤S9;S9、对筛选后的各小流域对应的水库进行风险评估,得到水库的风险评价;根据水库的风险评价对该黄土塬区小流域进行调控;所述步骤S2进一步包括:S2-1、根据气象水文数据、降雨数据,通过降雨频率分布曲线进行分析,获取不同降雨频率下的场次降雨;S2-2、根据不同降雨频率下的场次降雨设定极端降雨情景,并根据公式: 得到在极端降雨情景下的筛选后的塬的设计暴雨强度q,即塬面最大可能降雨量;其中,i表示在极端降雨情景下的筛选后的塬的降雨强度,A1、C、b、n均表示常数,T表示在极端降雨情景下的筛选后的塬的降雨历时,P表示在极端降雨情景下的筛选后的塬的设计重现期,lg表示以10为底的对数函数;所述步骤S3采用动态波模拟水动力演算构建塬面-SWMM水动力模型,其公式包括动量方程和连续方程,分别为: 其中,g表示重力加速度,A表示筛选后的塬的过水断面面积,h表示筛选后的塬的过水断面A的水深,x表示距水道某固定断面沿流程的距离,Q表示筛选后的塬的断面流量,t表示时间,Sf表示由于摩阻损失而引起的能量比降,表示压力和重力项,表示对流加速,表示进出控制单元体的流量变化项,表示流量沿河长的变化项,表示控制单元中的水体体积变化项。
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