基于地面三维激光扫描技术与无人船测深系统的水库库容计算

精确测得水库库容，对库区的运行管理和监测具有重要的意义。本文通过无人船测深系统获取水下地形点云数据，结合地面三维激光扫描技术获取精确的水上地形点云数据，利用3DReshaper 2017软件平台获取水下和水上地形等高线，为弥补无人船测深系统无法测到的盲区，我们外延水上地形等高线，再利用CAD软件计算库区水面面积，通过最小二乘法建立三维激光扫描仪的水库水位面积关系曲线，由该水位面积曲线建立无人船测深系统获得的水位面积与三维激光扫描仪获取的水位面积之间的回归方程，并根据该方程计算完整的实际水库水位与水位面积关系曲线。最后再根据等高线容积法计算水库库容。无人船测深系统与三维激光扫描技术结合的水库水位面积曲线测定方法，弥补了无人船测深系统的不足，同时高效、便捷的完成水上和水下地形的测量工作，可以大量节省人力、物力和财力，在生产实践具有更广泛的推广应用价值。     

基于“3S”技术的水库特征曲线复核——以柘林水库为例

水库水位、库容是水库设计和运行管理中的重要指标,水库运行若干年后水库特征曲线可能发生变化,影响其调度运行的准确性。利用基于遥感技术的水体信息提取技术,提取了柘林水库死水位至正常蓄水位高程范围内的水面面积;利用RTK-GPS测量技术测量了库区局部高程,结合已有DEM和高程点,建立了数字高程三角网TIN,并提取了正常蓄水位至校核洪水位高程范围内的水面面积;整合两部分水位、面积数据,利用统计原理拟合了柘林水库死水位以上高程范围内的水位-面积曲线,并推算了其新的水位-库容曲线。经与原特征曲线比较,同水位下,新曲线整米级的水面面积平均比原曲线对应值大7.61%,库容平均比原曲线对应值大3.87%。新的水库特征曲线在经过水量平衡和实际运行检验后,可为柘林水库的防洪、发电调度提供可靠的基础资料。所采用技术方法能高效、准确地获取水库的特征曲线,且能节省较多成本,具有较广的应用前景。     

DEM与遥感相结合的水库水位面积曲线测定方法研究

利用DEM与遥感技术相结合建立水库水位面积曲线测定的技术方法,通过水丰水库水位面积曲线测定的实例,从TM/ETM、CERBS等遥感影像上提取水丰水库部分水位下的水域面积,同时由DEM建立基于等高线插值的水库水位面积关系曲线,由该水位面积曲线建立DEM插值的水位面积与遥感解译的实际水位面积之间的相关关系计算方程,并由该方程计算得到完整的实际水库水位与水面面积关系曲线。DEM与遥感相结合的水库水位面积曲线测定方法快速、准确、省时、省力,体现了DEM与遥感相结合技术在水库水资源测算中的技术优势,为区域水资源的监测评价与可持续利用拓展了更新的技术空间。     

水库特性曲线绘制方法解析

水库特性曲线是指水库水位与水面面积的关系曲线和水库水位与库容的关系曲线。在河流某一断面上筑坝,坝越高,水面面积就越大,库容也就越大。而在河道不同的断面。相同的坝高,其相应的面积和库容也是不同的,这是库区内地形不同所致。也就是说,坝址不同,水库特性曲线就不同,所以水库特性曲线是反映水库地形特征的曲线。水库特性曲线是水库规...     

基于遥感技术的柘林水库库容曲线复核

针对库容曲线校核时传统方法费时、费力、成本高等问题,以柘林水库为例,利用基于遥感技术的水体信息提取方法,采用71幅Landsat卫星遥感影像图,提取了库区内的水体面积,结合影像成像时间对应的实测水库水位值,根据统计原理拟合了水库死水位至正常蓄水位范围内的水位—面积曲线,据此推算了其水位—库容曲线。而后从遥感影像所用图幅、水体面积量算、曲线配准、水位值的准确度、影像分辨率大小等方面论证了新库容曲线的精度。分析1979—2016年的实测库水位,与原库容曲线相比,在52~65 m级水位下,新库容曲线库容平均比老曲线相应值大4.16%。经检验表明,获取的新曲线精度满足水库调度运行要求,可为柘林水电厂防洪、发电调度运行提供可靠的基础资料。基于遥感技术的水库库容曲线复核方法节约成本、快速高效、准确可靠,具有较大的推广应用前景。     

水位库容曲线计算与拟合

本文将SUFER应用于水库库容计算中,并与CASS中的DTM法进行了比较分析,两者计算结果基本一致。同时利用origin软件非线性曲线拟合工具,对水位库容曲线进行拟合,得到了水库水位库容曲线函数,并对所得函数进行了二次修正,偏差较小,取得了良好效果。     

水库调洪微分方程样条函数解法

目前常使用的水库调洪方程为时段水量平衡方程,当令时段长△t趋于极小化(即以时间微分dt代替△t)并略去高阶微量时,便得到调洪常微分方程。常用的四阶龙格—库塔(Runge—Kutta)解法不是“A—稳定”的。本文推荐的二次样条函数解法,无论是顺时序还是逆时序调洪,均可获得稳定解,同时,对于水库面积曲线、入库洪水过程线,均以其离散数据用三次样条函数描述,这样更方便于电算程序设计,且描述的精度均高于过去常用的多项式曲线。这种解法既具有连续性的优点,又具有差分方法的计算格式,而且程序仍然是简单的。当假定已知某一标准的入库洪水过程线及最高汛限水位时,通过逆时序调洪样条函数解,便可确定相应的汛期运行水位亦即顺时序的起调水位,便于工程防汛安全管理参考。     

用水库水位—库容曲线来推求水面面积和平均水深的方法

水库水位～水面面积关系和水库水位～库容关系是水库的两项基本技术资料,一般由实测库区地形图量算得出。为了便于查用,通常制成关系表或关系曲线的形式。分析水库水位～库容曲线,可以发现,从水库水位～库容曲线上,能推求出水面面积,并同时得出该级水位的平均水深。现将求解方法介绍如下:在水位～库容关系曲线图上(图1),由水位 h_1作横轴的平行线,交水位～库容曲线于 a 点,     

基于RS的水库水位面积曲线测定

现利用Erdas软件,以大汶河流域雪野水库近年的TM影像为基础资料,结合图像处理和遥感应用原理进行了水库库区水面体栅格影像的最小距离监督分类提取,提出了基于遥感技术的水库水域面积提取分析方法,结合水文统计观测数据,得到水库水位面积曲线。相比传统的水库面积测量方法,具有快速,精准,效率高的优势,大大简化了测量过程。     

用水量平衡法率定水库库容曲线并推算淤积量

测定水库的淤积量和确定新的库容曲线,通常用地形法、断面法、等淤厚和沙量平衡法,不仅需具备相当高的技术水平,还要耗大量的人、财、物和时间。文章利用水量平衡方程,当入、出库流量都很小时,采和多因子相抵,设法求出相抵后的剩余量,设为A;当出库流量增加Q后,把该时段的出库洪量代回水量平衡方程,产生了新方程为△V-=A-Q△t。只要测准该时段内水库的放出水量。则相应于库水位落差△H库容差△V就可以确定。在各水位级的范围内,往复泄不同的流量,从低水位到高水位,就可以获得△V与△H相对的应的数值,利用这些对应的数值,就可绘制出水位与库容差积曲线。比较不同时期的库容曲线,就可推算出水库各部位的冲淤量、总淤积量和淤积率。     

丰满水库库容曲线变化对设计洪水影响

本文针对丰满水库库容曲线的变更，采用新的库容曲线还原计算丰满水库入库洪水资料，对两个不同库容的设计洪水进行了分析和比较，可为丰满水库的安全运行及白山、丰满水库联合防洪调度提供可靠依据。     

基于目标库容曲线的水库出流模拟模型

随着水库的不断建设，水库对水循环的影响越发重要，水库出流过程已成为陆地水循环的重要一环。为了模拟水库对水循环的影响，需要构建水库出流模拟模型（Reservoir Outflow Simulation Model，ROSM）模拟水库的出流过程，然而，目前提出的ROSM仅适用于预设运行模式的水库，通用性不强。本文假设水库在年内不同季节的目标库容构成目标库容函数曲线（Target Capacity Curve，TCC），通过为不同水库设置不同的TCC提高ROSM的通用性，并从两方面考虑TCC对水库出流的影响，提出了两种模型结构：（1）水库在目标库容较高的季节倾向于蓄水，出流减少，在目标库容较低的季节则倾向于放水，出流增加；（2）水库出流应使得实际蓄水量接近目标库容。根据两种模型结构，构建了4种基于TCC的ROSM，并将其与常用的ROSM应用于长江、珠江、黄河流域的26座水库中。结果发现：（1）考虑了两种模型结构的ROSM的出流模拟、蓄水量模拟表现均为最优，说明所提出的两种模型结构合理有效；（2）考虑了TCC的ROSM模型在多年调节、年调节水库中的出流模拟精度、蓄水量模拟精度均远超其他ROSM，说明考虑TCC可以有效提高在这两类水库的模拟精度，提高了ROSM的通用性。     

基于库容风险频率曲线的水库群联合防洪调度研究

水库实时防洪调度决策是一类多目标、多阶段、多约束的复杂决策问题,风险分析是实时防洪决策的重要环节和依据,本文提出一种基于防洪库容风险频率曲线的梯级水库群防洪风险共担理论及水库风险-调度-决策理论体系,并结合溪洛渡、向家坝、三峡水库实际情况,运用自主研发的梯级水库群联合防洪调度风险分析模型,分析梯级水库群在汛期不同时段的防洪风险,并将风险率引入实时防洪调度决策,以期为水库群防洪调度提供决策依据,提高联合防洪调度系统综合利用效益。研究表明,实时调度过程中考虑风险率因素能够在保证防洪安全的同时有效提高水库群综合效益,风险-调度-决策理论能够为水库群调度方案优选提供依据。     

基于水量平衡原理分段拟合库容曲线

库容曲线是水库一项必不可少的基本资料,是水库规划设计和管理调度的重要依据。抽水蓄能电站一般有上水库和下水库两个水库,发电和抽水都在其之间进行。本文先基于水量平衡原理,采用流量反算实验,得到上、下水库的"水位~库容"数据组;再根据电站竣工后测定地形图得到的上、下水库"水位~库容"关系表,分段进行数据优化;最后采用最小二乘法,分段对上、下水库库容曲线进行拟合分析。     

根据水量平衡原理修正水库库容曲线方法

目前主要采用地形图或断面资料修正已建水库的库容曲线，但由于外业测量和内业资料整理的时间长，工作量大，耗资多等原因而难以实施，致使不少水库的库容曲线长期不能修正。为了解决这一难题，提出根据水量平衡原理，应用水库调度中入出库流量和库水位资料及低水位的实测库容容资料，对水库库容曲线进行修正的方法，并以汉江丹江口水库为例对其库容曲线进行了修正。证明该方法不但精度可靠，可供实际工作中应用，而且外业测量与内业计算工作量大为减少，效益显著。     

利用计算机测算水库库容曲线

文中对利用计算机的辅助设计功能来计算水库的库容曲线与传统的测算方式进行了比较,同时论述了如何利用AutoCAD软件进行库容曲线量测.     

弯曲河道立堵截流龙口水力特性分析

弯曲河道中截流水流运动规律极为复杂,弯道边界形态和立堵截流布置方式的不同对截流难度均有很大的影响,对弯道中立堵截流龙口水力特性进行分析,有助于了解复杂的水流流态并选择合适的截流方案。本文考虑弯曲河道截流的主要影响因素,以施工水力学为基础,建立弯道截流龙口水流流态和堤头局部水力特性的计算模型,分析弯道相对河宽、弯道弯角和龙口位置对水深和流速变化的影响。分析结果表明弯道截流龙口流速变化有显著的时变差异和位变差异,并给出了龙口相对水深和堤头局部流速随弯道形态的变化关系。最后结合大渡河丹巴水电站河湾上截流的工程案例分析比较,验证了计算模型的可行性和分析结果的适用性,为河湾中截流方案及其截流施工布置型式的选择提供了理论依据。     

利用DEM计算水库库容曲线的实例分析

水库的库容曲线是水利水电工程计算的重要基础数据,库容曲线获取的常用方法断面法、等高线法虽然简单实用,但是通过库区的概化、存在精度损失,在无实测地形图资料时存在失灵现象。通过分析利用DEM计算水库库容曲线的原理,分别以有实测地形图和无实测地形图2种情况,完成了基于DEM的水库库容曲线计算的实例分析。结果表明:通过实测地形图构建库区DEM计算的水库库容曲线可以应用于工程设计,在无实测地形图的情况下,可利用DEM计算库容曲线为项目前期设计或评估提供参考依据。