(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210814172.7 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 汉江水利水电 （集团） 有限责任公司 丹江口水力发电厂 地址 442700 湖北省十堰市丹江口市电站 路 (72)发明人 张维平　汪术明　游荣强　杨兵　 陈惠敏　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11562 专利代理师 沈晓彦 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 坝后量水堰实测数据主客水分离方法 (57)摘要 本发明公开了一种坝后量水堰实测数据主 客水分离方法， 包 括： S1.确定计算区域； S2.收集 实测资料， 计算滞后时间序列； S3构建统计回归 模型与影响 因子， 获取滞后时间； S4.对滞后时间 进行验证， 判断是否合理； 若 不合理， 则重新执行 S2； S5.当判断合理时， 确定量水堰测值是否受到 降水影响， 选取量水堰测值只受库水影 响时段的 量水堰堰上水头值序列， 计算相应的堰口出流 量， 并计算堰体由于库水渗入 堰流量； S6.构建循 环神经网络， 获取进入量水堰的渗流水； S7.基于 进入量水堰的渗流水， 得到堰口流出的主水； S8. 基于量水堰堰口出流量与堰口流出的主水分离 出客水。 本发明可以有效提取坝体库水渗流成 分， 从而准确分析坝体防渗 性能。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115062391 A 2022.09.16 CN 115062391 A 1.一种坝后量水 堰实测数据主客水分离方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1.确定量水 堰的整体 计算区域； S2.收集历史上的上游库水位及其变化、 降雨强度及其持续时间的实测资料， 基于所述 实测资料计算 不同时段库水从上游到渗入量水 堰的滞后时间序列； S3.基于所述滞后时间序列构建统计回归模型与所述滞后时间序列的影响因子， 获取 滞后时间； S4.采用同位素、 温度、 染色剂示踪或综合示踪法对所述滞后时间进行检验验证， 判断 是否合理； 若不 合理， 则重新执 行S2； S5.当判断合理时， 确定量水堰测值是否受到降水影响， 选取量水堰测值只受库水影响 时段的量水堰堰上水头值序列， 计算相应的量水堰堰口出流量， 并计算堰体由于库水渗入 堰流量； S6.基于所述堰体由于库水渗入堰流量构建门限循环神经网络模型， 获取进入量水堰 的渗流水流量； S7.基于进入量水堰的渗流水流量， 并基于一维圣维南方程组计算得到堰口流出的主 水； S8.基于所述 量水堰堰口出流 量与所述堰口流出的主水分离出客水。 2.根据权利要求1所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 步骤S1包 括： 根据渗流进入量水堰的来水和降雨入渗和表面径流进入量水堰的最远影响范围的并 集， 确定量水 堰的整体 计算区域。 3.根据权利要求1所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 所述滞后 时间序列的计算过程包括： 对于非均质各向异性坝体， 当坐标轴方向和渗透主轴一 致时， 将三维渗 流问题表示为： 初始条件： H|t‑0＝f0(x， y， z， 0)在Ω内 水头边界： 在Γ1上 流量边界： 式中， Ω为计算渗流区域， 即为边界曲线Γ1， Γ2所组成的研究区域； Γ1， Γ2分别为已知 水头值、 流量值的边界曲线； r1为边界曲线Γ2的法向方 向； f0(x， y， z， 0)为计算区域内各点 初始水头值； f1(x， y， z， t)为Γ1上的已知水头值； 为Γ2上的已知流 量。 4.根据权利要求1所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 所述滞后 时间序列的计算过程还 包括： 用运动波模型描述坝坡表的径流过程， 包括连续 性方程：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115062391 A 2以及运动方程： 式中， h为垂直于坡面方向的水深， q为单宽流量， R为竖直方向的降雨强度， nman为坡面 糙率， i为垂直于坡面的入渗 率， α 为坡表的倾角； 基于计算的结果得到的滞后时间T1和T2， 建立滞后时间的统计回归 模型。 5.根据权利要求1所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 所述滞后 时间序列的影响因子包括T1与T2的影响因子， 其中： T1的影响因子包括当前库水位以及前若干天的每小时水位及其单位时间变化率； T2的 影响因子包括每分钟雨强序列及每分钟变化序列； 影响因子的大小基于试算结合滞后时间 进行验证。 6.根据权利要求1所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 步骤S5包 括： 根据堰板的类型选择相应的计算方法计算得到相应的量水 堰堰口出流 量： 当堰板类型为 直角三角堰的计算方法为： 其中， Q为渗流量， 单位为m3/s； H为堰 上水头， 单位 为m。 当堰板类型为梯形 堰时的计算方法为： 其中， b为堰口宽度， 单位 为m； 当堰板类型为矩形 堰时的计算方法为： 其中， B为堰槽宽度， 单位为m； P为堰口至堰槽底的距离， 单位为m； g为重力加速度， 单位 为m/s2。 采用水动力学模型， 以量水堰内水体为研究对象， 利用实测量水堰排出水量， 并基于一 维圣维南方程组反演计算堰体由于库水渗入堰的流 量。 7.根据权利要求6所述的坝后量水堰实测数据主客水分离方法， 其特征在于， 所述一维 圣维南方程组包括连续方程与动力方程； 基于一 维圣维南方程组反演 计算堰体由于库水渗 入堰的流 量的过程包括： 连续方程： 动力方程：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115062391 A 3