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          库容预测方法概述                    摘 要 进入20世纪以来随着重工业不断的扩大，导致全球气候变化逐渐呈现全球变暖的趋势，全球气候变化引发各类自然灾害的发生，其中地质灾害的发生的频率也在不断的增加，其有随机性，危害性，极端性等特点在地质灾害中，我国的洪涝灾害的发生的频率尤为频繁这种不可控，非人为的自然灾害，所造成的经济损失成都也是难以可控的中国的洪涝主要是雨涝，分布在大兴安岭—太行山—武陵山以东其中东南沿海地区的洪涝灾害尤为频繁，其影响因素颇多，除了受到内陆气候的影响以外，还会受到每年来自太平洋的台风这种比较极端，随机，不可控的海洋气候的影响，导致东南沿海地区的降雨强度更加加强，发生洪灾的机率也随着提高因此我们必须加强洪涝灾害的防控措施是很有必要，本文是对前人对库容预测的方法包括DEM 法、断面法、格网法、等高线 法等的一种总结概括关键词：静库容预测 动库容预测 TANK模型一、研究背景自古代时期，水利工程就已经开始兴建与发展，秦国时期的都江堰、郑国渠，更有隋唐时期的京杭大运河，都给百姓带来了福祉，现代时期水利工程对我们的依然有着巨大的作用，20世纪水利工程带来了防洪，供水，灌溉和发电诸多有利的影响，同时也是对地表水资源一种科学而有效的管理手段[1-2]。

目前，我国是世界上拥有水库数量最多的国家，数 量达 9.8 万座[3]虽然水库给我们的经济发展带来了不可低估的影响，但是我们人类也不可低估水库的给我们带来的隐患所以，我们不可小觑水库的安全问题，维持水库的安全，让水库继续发挥他具大的作用二、水库库容预测方法水库按其所处的地理环境和形成条件，通常分为山谷水库、平原水库和地下水库三 种类型根据水库的类型，其计算方法分为静库容计算和动库容计算两种2.1 静库容计算方法概述对于静库容的计算方法，大致分为方格网法、剖面线法、等高线法、DEM法等 （1）方格网法：就是对所求水库的水下地形图划分为若干的正方形网格，计算每个网格的面积及深度，最后把每个网格相加即可得到库容（2）DEM 法：与方格网法原理大概相同，但有不同的地方，就是对网格的划分，DEM法使用的是不规则的三角形，此目的是想与真实地形相吻合，以此达到提高精度 （3）断面法：是根据水库水上水域面，按照一定的距离将水域划分为若干个平行的断面，且计算出每个断面的面积，根据相邻两个断面的面积及距离用积分的数学方法，算出每个断面的体积，最后相加即可4）等高线法：利用等高线计算库容的思想与断面法类似，但区别在于该方法是根 据等高距将所求水域进行分割，然后在积分求和所得。

以上概述的几种计算静库容的方法，是将计算的水域与周围的事物当作一个整体，然后采用不同的分割方法，将其划分为不同形状的网格，以此进行计算，但是此方法预测出来的库容相对误差较大2.2动库容计算方法概述动库容方面的预测，大致分为三种（1）利用水文学方法建立水文模型计算库容，并对水库水量损失的原因做作长时间序列分析[4-5]该方法计算所得库容较为精确，但是计算过程较为复杂，并且适用的 水库类型有所限制，例如对于狭长河道型水库而言，其河道流速、插分权重系数等参数 的确定较为困难，因此计算结果不稳定 （2）利用水库的实测水位、断面资料[6]和在水库枯水期或水位较低时获取的地形 数据，建立库区高程模型，结合监测到的水位数据计算水库的库容[7-8]利用此方法计 算得到的库容值得精度与建立的库底地形模型的精度直接相关，模型精度越高，库容计 算结果越准确因此也就使得该方法所需的时间成本增加，工程量较大3）利用 GIS 技术，对于大型河道型水库以水库的库底地形 DEM 为基础，获取地 形断面数据，构建水库河道洪水动态演进过程模型利用遥感影像获得水库某断面水面 宽度，再结合 DEM 获得该断面的水位高度，建立水库水位面积曲线[9]，通过水域面积 变化与水量的特定关系，对水库库容变化进行综合监测[10]。

该方法的优点是数据免费易 得，可以大范围、实时、快速的监测水库水体的变化，但是该方法计算库容具有一定的 经验性[11]，而且计算所得库容值得精度取决于获取到的相关数据的空间分辨率的精度， 基于改进 Tank 模型的库容预测以及漫坝灾害经济损失评估 4 以及遥感图像和 DEM 的配准精度[12]2.3 TANK模型预测方法TANK模型又称为水箱模型，其基本原理就是通过，基本原理是通过实际水文情况，构 建单个或多个串联或并联水箱来模拟水文循环过程，构建达到预测的目的[13-14] 此模型是根据水库的剖面图，不是把水库当作一个长方形的盒子，而是一个梯形用此模型进行预测的库容受3个因素的影响，降雨，自然排水，泄洪3个因素的影响通过水库监测的历史数据，搜集到水库的每天的水位，库容，降雨量，泄洪等历史数据，根据收集到的历史数据，进行参数拟合，分别拟合降雨与降雨引起的库容变化之间的线性关系，拟合库容与自然排水之间的线性关系，拟合水位与泄洪之间的线性关系D = D首先第一个拟合是筛选出降雨量为0，且库容变化量为0 的数据，拟合Vi与Vi+1之间的关系，得到自然排水与Vi之间的关系第二拟合是筛选出降雨量不为0，且降雨引起的库容变化量大于0的数据，然后把相同降雨量的数据，利用箱型模型，进行归一化处理，得到𝑅𝑖与∆𝑉𝑟𝑖之间的关系第三个拟合筛选出水位变化超过0.5的数据，拟合水位与泄洪量之间的关系将以上三个步骤此次相加就得到新的库容变化量，前一天的库容与库容变化量相加即可得到新的预测的库容。

此种算法预测出来新的库容相对前面几种方法库型更接近真实的库型，精度更高三、结论通过以上三种方法的概述，每种方法的预测都是单一的，不够精准，都是一次比一次更精准，方法更简单，但不一定使用所有的库型，每种模型的预测时间有限，对于长期预测的精度还是不够精准，所以还是后人继续的完善和改进参考文献[1] 胡春宏.我国多沙河流水库“蓄清排浑”运用方式的发展与实践[J].水利学报, 2016, 47(3): 283-291. [2] 王本德,周惠成,卢迪.我国水库(群)调度理论方法研究应用现状与展望[J].水利学报, 2016, 47(3): 337-345[3] 徐耀,常凊睿,于凌云.水库大坝风险等级评估方法研究及应用[J].中国水利, 2017, 830(20): 34-37[4] Tangdamrongsub N., Steeledunne S., Gunter BC. Data assimilation of GRACE terrestrial water storage estimates into a regional hydrological model of the Rhine River basin[J]. Hydrology& Earth System Sciences.2014(19): 2079-2100. [5] Jordan, Furnans, and et al. Hydrographic survey methods for determining reservoir volume[J]. Environmental Modelling & Software, 2008(23):139-146[6] 王炎.三峡水库动库容近似计算方法研究[D].重庆:重庆交通大学, 2016.[7] Huggel C., Haeberli W., Kaab A. An assessment procedure for glacial hazards in the Swiss Alps[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2004(41): 1068-1083.[8] Yao XJ, Liu SY, Wei JF. River flow forecasting through. Part I.A conceptual models discussion of principles[J], 2010, 11(65): 1381-1390. 基于改进 Tank 模型的库容预测以及漫坝灾害经济损失评估 52 [9] 丁志雄. DEM 与遥感相结合的水库水位面积曲线测定方法研究[J].水利水电技术, 2010, 41(1): 83-86.[10] New Thomas, Xie ZQ. Impacts of large dams on riparian vegetation applying global experience to the case of China’s Three Gorges Dam[J]. Biopersity Conservation, 2008(17): 3149-3163.[11] Fowea T., Karambiri H., Paturel JE. Water balance of small reservoirs in the Volta basin A case study of Boura reservoir in Burkina Faso[J]. Gricultural Water Management, 2015(152): 99-109. [12] 曹波.基于遥感图像和 DEM 测定水库动库容的方法研究[D].武汉:华中科技大学, 2006.[13] Lu Y, Tan D, Liang D. Arapid and accurate computation method of Three Gorges Reservoir dynamic storage. Journal of Yangtze River entific Research Institute, 2010,27(1): 80-85.[14] Rong-Song Chen and Lan-Chieh Pi. Application of Diffusive Tank Model in Drainage Analysis of Paddy Fields[J]. Journal of the American Water Resources Association, 2004, 40(1): 33-41.  -全文完-。