尾矿库调洪演算方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种尾矿库调洪演算方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.尾矿库是矿山生产中的重要设施，其防洪能力对尾矿库的安全生产具有特殊重要的意义。根据《尾矿库安全规程》（gb39496-2020）要求，尾矿库在设计阶段和运行阶段均应进行调洪演算，以确定尾矿的防洪能力是否满足安全需求，特别是每年汛前应委托设计单位根据尾矿库实测地形图、水位和尾矿沉积滩面实际情况进行调洪演算，复核尾矿库防洪能力，确定汛期尾矿库的运行水位、干滩长度、安全超高等安全运行控制参数，因此，调洪演算是贯穿尾矿库全生命周期的一项必要的安全工作。
3.根据《尾矿库安全规程》（gb39496-2020）和《尾矿设施设计规范》（gb50863-2013）要求，尾矿库调洪演算应采用水量平衡法。直接求解水量平衡公式的方法易出现增根，需要人工筛选，对于单位时间较短，洪水持续时间较长的计算过程，人工筛选工作量极大。因此，目前普遍采用的运算方法是设定单位步长的水位进行循环迭代计算，同时设定容差，当单位时间段终时刻和初时刻的调洪库容的差值绝对值小于或等于容差时，认为计算结果收敛。
4.对于计算机编程求解，循环迭代法较为常用，但是循环迭代也存在着问题：涉及机器计算时，将容差作为收敛准则，但是对收敛准则的确定却始终没有明确的方法，一般只能依靠经验人工设定。而当容差设置不合理时，如容差过小，会导致计算结果发散，无法求解；容差过大则计算过早收敛，造成计算结果误差较大。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，提供了一种尾矿库调洪演算方法、装置、电子设备及存储介质，能够确定合理的收敛准则，使得尾矿库的调洪演算的循环迭代能更好的收敛。
6.本发明的实施例可以这样实现：第一方面，本技术实施例提供了一种尾矿库调洪演算方法，所述方法包括：根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取水位步长和时间步长；根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计
算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。
7.在一实施方式中，所述进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算包括：根据以下公式进行调洪演算迭代计算，其中，δt表示预设时间段，qs和qz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的来洪流量，qs和qz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的排洪流量，vs和vz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的调洪库容；qs和qz根据所述排洪流量函数确定，vs和vz根据所述调洪库容函数确定；当v
s-vz的绝对值小于所述容差时，停止迭代计算。
8.在一实施方式中，所述根据水位和调洪库容关系，确定调洪库容函数，包括：获取尾矿库的等高线地形图；获取所述等高线地形图的起调水位和滩顶高程之间各等高线的面积；获取相邻等高线的面积平均值，将所述相邻等高线的面积平均值乘以所述相邻等高线的高度差，得到所述相邻等高线的容积；对所述起调水位和所述滩顶高程之间全部所述相邻等高线的容积进行累加，得到所述水位和调洪库容关系；对所述水位和调洪库容关系进行拟合，得到所述调洪库容函数。
9.在一实施方式中，所述根据水位和排洪流量之间的关系，确定排洪流量函数，包括：获取排洪系统布置形式，其中，所述排洪系统布置形式包括井洞式、槽洞式和溢洪道中的至少一项；根据所述井洞式对应的第一预设公式、槽洞式对应的第二预设公式和溢洪道对应的第三预设公式中的至少一项，及所述排洪系统布置形式确定所述排洪流量函数。
10.在一实施方式中，所述根据所述水位步长，基于调洪库容函数计算调洪库容的变化量，包括：根据以下公式计算调洪库容值，根据以下公式计算调洪库容值，表示调洪库容值，表示所述调洪库容函数，所述调洪库容函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长调洪库容的差值，得到所述调洪库容的变化量，
表示调洪库容的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。
[0011]
在一实施方式中，所述根据所述水位步长和时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量，包括：根据以下公式计算排洪流量值，根据以下公式计算排洪流量值，表示排洪流量值，表示所述排洪流量函数，所述排洪流量函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，δt表示时间步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长排洪流量的差值，得到所述排洪流量的变化量，量，表示所述排洪流量的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。
[0012]
在一实施方式中，所述根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差，包括：将所述调洪库容的变化量的最大值，及所述排洪流量的变化量的最大值求和，得到所述容差。
[0013]
第二方面，本技术实施例提供了一种尾矿库调洪演算装置，所述装置包括：第一确定模块，用于根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；第二确定模块，用于根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取模块，用于获取水位步长和时间步长；第一计算模块，用于根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；第二计算模块，用于根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；第三确定模块，用于根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；第四确定模块，用于进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。
[0014]
第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行第一方面所述的尾矿库调洪演算方法。
[0015]
第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行第一方面所述的尾矿库调洪演算方法。
[0016]
本发明实施例的有益效果包括，例如：
本技术实施例提供的尾矿库调洪演算方法，基于调洪库容的变化量和排洪流量的变化量计算得到了调洪演算循环迭代的容差，有效地解决了现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]
图1为本技术实施例提供的尾矿库调洪演算方法的一流程示意图；图2为本技术实施例提供的不同容差调洪演算的一折线示意图；图3为本技术实施例提供的不同容差调洪演算的另一折线示意图；图4为本技术实施例提供的尾矿库调洪演算装置的一结构示意图。
具体实施方式
[0019]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0020]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0022]
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0023]
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0025]
实施例1本公开实施例提供了一种尾矿库调洪演算方法。
[0026]
根据《尾矿库安全规程》（gb39496-2020）和《尾矿设施设计规范》（gb50863-2013）要求，尾矿库调洪演算应采用水量平衡法。单位时间的水量平衡公式为：，式中和分别为单位时间段初时刻和终时刻的来洪流量（单位m3/s）；和分别为单位时间段初时刻和终时刻的排洪流量（m3/
s）；和分别为单位时间段终时刻和初时刻的调洪库容（m3）。其中，和根据排洪流量函数确定，和根据库容函数确定，2个函数均与库水位z相关。直接求解水量平衡公式的方法易出现增根，需要人工筛选，对于单位时间较短，洪水持续时间较长的计算过程，人工筛选工作量极大。
[0027]
因此，目前普遍采用的运算方法是设定单位步长的水位进行循环迭代计算，同时设定容差，当时，认为计算结果收敛。这种解算方法更加规范，特别是对于计算机编程求解，该法较为常用，在物联网和计算机技术不断发展的时代背景下，该方法越来越多的开始代替人工计算，以提高计算效率和精度。
[0028]
然而，对于当前使用迭代法进行的尾矿库调洪演算，尤其是涉及机器计算时，对与收敛准则的判定，始终没有明确的方法，一般依靠经验人工设定，当容差设置不合理时，如过小，会导致计算结果发散，无法求解；过大则计算过早收敛，造成计算结果误差较大。
[0029]
基于此，本技术实施例提供了一种尾矿库调洪演算方法，能够较好地实现迭代计算收敛准则的判别，同时也可以根据不同的库容、不同的排洪系统参数以及不同的迭代步长实现自适应调节，无需人工经验判断，提高精度的同时也提高的计算效率，适用于尾矿库调洪演算程序计算。
[0030]
具体的，参见图1，所述尾矿库调洪演算方法包括：步骤s110，根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；下述将结合具体实施例，以一大型尾矿库（二等库）的汛期调洪演算为例，计算采用迭代法调洪演算，同时将本技术实施例确定的迭代容差与人工设置的迭代容差计算结果进行对比。调洪演算所需的洪水过程如表1所示。
[0031]
表1：
在一实施方式中，所述根据水位和调洪库容关系，确定调洪库容函数，包括：获取尾矿库的等高线地形图；获取所述等高线地形图的起调水位和滩顶高程之间各等高线的面积；获取相邻等高线的面积平均值，将所述相邻等高线的面积平均值乘以所述相邻等高线的高度差，得到所述相邻等高线的容积；对所述起调水位和所述滩顶高程之间全部所述相邻等高线的容积进行累加，得到所述水位和调洪库容关系；对所述水位和调洪库容关系进行拟合，得到所述调洪库容函数。
[0032]
以前文所述的具体实施例为例，根据水位和调洪库容关系，形成水位-调洪库容曲线：首先，获取尾矿库的等高线实测地形图，本实施例中，该尾矿库本次调洪演算的实测起调水位为1004.8m，滩顶高程为1007.2m；根据实测地形图，圈出起调水位1004.8m至滩顶高程1007.2m之间，每个等高线的面积，本例等高线为0.2m，尾矿库各标高等高线围成面积如表2所示。
[0033]
表2：
计算相邻等高线面积间的均值；将相邻等高线的面积乘以相邻等高线高差，得到相邻等高线间的容积；以起调水位1004.8m等高线标高作为0点，将相邻等高线间的容积依次累加，得即得到水位和调洪库容关系。本实施例的水位和调洪库容关系计算过程如表3所示。
[0034]
表3：
对水位和调洪库容关系进行拟合，得到水位-调洪库容曲线的函数表达式，本实施例采用3次多项式进行拟合，拟合函数为公式：
当等高线跨度过大时，可以采用插值法对等高线及其对应面积进行处理。
[0035]
步骤s120，根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；以前文所述的具体实施例为例，本实施例排洪系统形式为“排水井+隧洞”，排洪系统的基本参数如表4所示。
[0036]
表4：在一实施方式中，所述根据水位和排洪流量之间的关系，确定排洪流量函数，包括：获取排洪系统布置形式，其中，所述排洪系统布置形式包括井洞式、槽洞式和溢洪道中的至少一项；根据所述井洞式对应的第一预设公式、槽洞式对应的第二预设公式和溢洪道对应的第三预设公式中的至少一项，及所述排洪系统布置形式确定所述排洪流量函数。
[0037]
排洪系统布置形式可分为以下几种类型：第一种：井-洞式，包含“排水井-隧洞”、“排水井-涵管”，其中，框架式排水井根据实际形式又分为“框架式”和“窗口式”。第二种：槽-洞式，包括“斜槽-隧洞”、“斜槽-涵管”。第三种：溢洪道。第四种：上述三种形式的组合。可以根据尾矿库实际排洪系统布置形式，采用经验公式得到水位和泄流量的关系。
[0038]
其中，井-洞式排水系统的工作状态，随泄流水头的大小分为自流泄流、半压力流和压力流。井-洞式泄流计算可以参见下述公式和表5。
[0039]
当工作状态为框架式自由泄流，水位位置为水位未淹没框架圈梁时，可以根据以下公式计算：；水位位置为水位淹没框架圈梁时，可以根据以下公式计算：；水位位置为水位淹没井口的孔口泄流时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为窗口式自由泄流，水位位置为水位在窗口之间时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为窗口式自由泄流，水位位置为水位在窗口部位（窗口形状为方形）时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为窗口式自由泄流，水位位置为水位在窗口部位（窗口形状为方圆形）时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为半压力流时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为压力流时，可以根据以下公式计算：；计算参数可以根据如下确定：hi表示第i层全淹没工作窗口的泄流计算水头，m； h0表示最上层未淹没工作窗口
的泄流计算水头，m；h表示计算水头，为库水位与隧洞入口断面中心标高之差，m；hz表示计算水头，为库水位与隧洞下游出口断面中心标高之差，当下游有水时，为库水位与下游水位的高差，m；hy表示溢流堰泄流水头，m；hj表示井口泄流水头，m；表示一个排水窗口的面积，m
²
；表示井口水流收缩断面面积，m
²
；表示框架立柱和圈梁之间的过水净空总面积，m
²
； ω表示井中水深范围内的窗口总面积，m
²
；表示排水井井筒横断面面积，m
²
；表示隧洞（涵管）入口水流收缩断面面积，m
²
，；表示隧洞（涵管）入口断面面积，m
²
；表示隧洞（涵管）下游出口断面面积，m
²
；表示隧洞（涵管）计算洞段断面面积，m
²
；ζ表示隧洞沿线的局部水头损失系数，包括转角、分叉、断面变等化，《尾矿设施设计参考资料》第331页查取；表示系数，由《尾矿设施设计参考资料》第335页查取；表示隧洞入口局部水头损失系数，直角入口取0.5，圆角或斜角入口取0.2-0.25，喇叭口入口取0.1-0.2；表示排水井中水流转向局部水头损失系数，由《尾矿设施设计参考资料》第335页查取；表示排水井进口局部水头损失系数，由《尾矿设施设计参考资料》第329页查取；表示框架局部水头损失系数，为立柱、横梁的局部水头损失系数之和，即：；β表示梁、柱形状系数，矩形断面取2.42，圆形断面取1.79；表示梁、柱有效断面系数，可按其净空间距与中心间距的比值由《尾矿设施设计参考资料》第329页查取；表示侧向收缩系数，；表示断面突然收缩系数，由《尾矿设施设计参考资料》第335页查取；表示排水井内径，m；表示隧洞（涵管）计算段的内径，m，对于非圆形洞取；表示排水井内隧洞（涵管）管顶以上的水深，m；表示隧洞（涵管）计算洞段的长度，m；表示隧洞（涵管）计算管段的水力半径，m；表示排水井井筒断面的水力半径，m；表示堰流量系数；，按薄壁堰计算，；，按实用堰计算，；表示堰顶宽，m；表示一个排水口的宽度，m；表示同一个横断面上排水口的个数；表示排水井沿程水头损失系数，；表示隧洞（涵管）沿程水头损失系数，；表示谢才系数；n表示洞壁粗糙系数；其中，；；；；；；；
；。
[0040]
槽-洞式排水系统的工作状态，随泄流水头的大小分为自流泄流、半压力流和压力流。槽-洞式泄流计算可以参见下述公式和表6。
[0041]
当工作状态为自由泄流，水位未超过拱板上沿最高点时，可以根据以下公式计算：；水位位置为水位超过拱板上沿最高点时，可以根据以下公式计算：；其中，；当工作状态为半压力流时，可以根据以下公式计算：；当工作状态为压力流时，可以根据以下公式计算：；计算参数可以根据如下确定：表示自由泄流水头，自斜槽侧壁过水部分最低点起算（m）；表示自由泄流水头，自拱板上缘最高点起算（m）；表示半压力流泄流水头（m）；表示压力流泄流水头（m）；b表示堰底宽（m）；表示斜槽倾角；m1表示堰流量系数；m2表示孔口流量系数；表示淹没系数；表示斜槽断面面积（m2）；表示隧洞（涵管）出口断面面积（m2）。
[0042]
步骤s130，获取水位步长和时间步长；在一实施方式中，水位步长为取值范围在0.001~0.000001m之间可以整除的任意值，时间步长为3~60min间的任意值。在本实施例中，水位步长可设为0.0001m，时间步长设为15min。
[0043]
步骤s140，根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；在一实施方式中，所述根据所述水位步长，基于调洪库容函数计算调洪库容的变化量，包括：根据以下公式计算调洪库容值，根据以下公式计算调洪库容值，表示调洪库容值，表示所述调洪库容函数，所述调洪库容函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长调洪库容的差值，得到所述调洪库容的变化量，
表示调洪库容的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。
[0044]
步骤s150，根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；在一实施方式中，所述根据所述水位步长和时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量，包括：根据以下公式计算排洪流量值，根据以下公式计算排洪流量值，表示排洪流量值，表示所述排洪流量函数，所述排洪流量函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，δt表示时间步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长排洪流量的差值，得到所述排洪流量的变化量，量，表示所述排洪流量的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。
[0045]
步骤s160，根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；根据上文所述的具体实施例，计算调洪库容的变化量和排洪量的变化量：本实施例中，水位步长为0.0001，时间步长为15min，起调水位1004.8m，滩顶高程1007.2m；经拟合得到的水位-调洪库容曲线。本实施例中，水位-调洪库容曲线的函数表达式为公式：采用经验公式或水工试验结果拟合得到的水位-排洪流量曲线。本实施例采用经验公式法，根据计算，在水位1004.8m到滩顶1007.2m的计算区间内，泄流流态的变化是由自由流变为孔口流，因此，水位-排洪流量曲线表达式分为两段，水位-排洪流量曲线表达式为公式：计算定义域上所有水位步长对应的调洪库容值，本实施例的初始水位为1004.8m，滩顶1007.2m，单位步长为0.0001m，则定义域上所有水位步长对应的调洪库容值如表5所
示。
[0046]
表5：计算定义域上所有水位步长对应的排洪量。本实施例的初始水位为1004.8m，滩顶1007.2m，时间步长设为15min，根据水位-排洪流量曲线表达式先计算出定义域上所有水位步长对应的泄流量，通过泄流量与时间的乘积，求得定义域上所有水位步长对应的排洪量，如表6所示。
[0047]
表6：计算相邻水位步长调洪库容的差值。本实施例相邻水位步长调洪库容的差值如表
7所示。
[0048]
表7：计算相邻水位步长排洪量的差值，本实施例相邻水位步长排洪量的差值如表8所示。
[0049]
表8：
在一实施方式中，将所述调洪库容的变化量的最大值，及所述排洪流量的变化量的最大值求和，得到所述容差。
[0050]
最后，确定尾矿库调洪演算迭代计算收敛的最小容差，本实施例中，由表10可知，1007.1999m与1007.2m之间的库容差值是最大的为14.8551，1005.4916m和1005.4917m之间的排洪量差值是最大的为5.1117，因此，本实施例在水位步长0.0001m、时间步长15min条件下的迭代最小容差为。
[0051]
步骤s170，进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。
[0052]
在一实施方式中，所述进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算包括：根据以下公式进行调洪演算迭代计算，其中，δt表示预设时间段，qs和qz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的来洪流量，qs和qz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的排洪流量，vs和vz分别表示预设时间段初时刻和终时刻的调洪库容；qs和qz根据所述排洪流量函数确定，vs和vz根据所述调洪库容函数确定；当v
s-vz的绝对值小于所述容差时，停止迭代计算。
[0053]
为了验证本方案的实施效果，用本实施例计算得到的容差19.9668与其他容差值的调洪演算结果进行比较，调洪演算采用的是迭代计算法，结果见表9：表9：由表9可知，当容差设为10时，由于迭代计算不收敛，无法得到最高水位和总残差值；当残差取值不同时，得到的最高水位和总残差值各不相同，当残差取本实施例的19.9668时，总残差值为2163.8503，是所有算例中最小的，从而证明，由该容差计算出得水位1005.59439m是最贴近实际的。不同容差调洪演算过程如图2所示。其中，210表示容差19.9668；220表示容差50；230表示容差100；240表示容差300；250表示容差500。
[0054]
本技术实施例提供的尾矿库调洪演算方法，基于调洪库容的变化量和排洪流量的变化量计算得到了调洪演算循环迭代的容差，有效地解决了现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。同时，可以根据不同的库容、不同的排洪系统参数以及不同的迭代步长实现自适应调节，无需人工经验判断，提高精度的同时也提高的计算效率，适用于尾矿库调洪演算的编程计算。
[0055]
实施例2为了验证本方法的自适应特性，对实施例1中的水位步长和时间步长进行调整，本实施例的洪水过程、库容、排洪系统与实施例1相同。因此，本实施例的前2个步骤与实施例1相同，故不再赘述。
[0056]
步骤s210：同实施例1步骤s110；步骤s220：同实施例1步骤s120；步骤s230：设定迭代计算的水位步长和时间步长。值范围在0.001~0.000001m之间可以整除的任意值，时间步长为3~60min间的任意值。在本实施例中，水位步长可设为0.001m，时间步长设为30min。
[0057]
步骤s240：计算调洪库容的变化量和排洪量的变化量：本实施例中，水位步长为0.001，时间步长为30min，起调水位1004.8m，滩顶高程1007.2m；经拟合得到的水位-调洪库容曲线。本实施例中，水位-调洪库容曲线的函数表达式为：采用经验公式或水工试验结果拟合得到的水位-排洪流量曲线。本实施例采用了经验公式法，根据计算，在水位1004.8m到滩顶1007.2m的计算区间内，泄流流态的变化是由自由流变为孔口流，因此，水位-排洪流量曲线表达式分为两段，水位-排洪流量曲线表达式为：计算定义域上所有水位步长对应的调洪库容值，本实施例的初始水位为1004.8m，滩顶1007.2m，单位步长为0.001m，则定义域上所有水位步长对应的调洪库容值如表10所示：表10：计算定义域上所有水位步长对应的排洪量。本实施例本实施例的初始水位为1004.8m，滩顶1007.2m，时间步长设为30min，根据水位-排洪流量曲线表达式先计算出定义域上所有水位步长对应的泄流量，通过泄流量与时间的乘积，求得定义域上所有水位步长
对应的排洪量，如表11所示。
[0058]
表11：计算相邻水位步长调洪库容的差值。本实施例相邻水位步长调洪库容的差值如表12所示：表12：
计算相邻水位步长排洪量的差值，本实施例相邻水位步长排洪量的差值如表13所示：表13：
步骤s250：确定尾矿库调洪演算迭代计算收敛的最小容差。本实施例中，由表12和表13可知，1007.1999m与1007.2m之间的库容差值是最大的为148.5461，1005.490m和1005.491m之间的排洪量差值是最大的为102.0519，因此，本实施例在水位步长0.001m、时间步长30min条件下的迭代最小容差为。
[0059]
实施例效果验证：为了验证本方案的实施效果，用本实施例计算得到的容差250.598与其他容差值
的调洪演算结果进行比较，调洪演算采用的是迭代计算法，结果见表14：表14：由表14可知，当容差设为150时，由于迭代计算不收敛，无法得到最高水位和总残差值；当残差取值不同时，得到的最高水位和总残差值各不相同，当残差取本实施例的250.598时，总残差值为12224.8696，是所有算例中最小的，从而证明，由该容差计算出得水位1005.941m是最贴近实际的。不同容差调洪演算过程如图3所示。其中，310表示容差250.598；320表示容差500；330表示容差1000；340表示容差3000；350表示容差3900。
[0060]
通过实施例1和实施例2可以看出，采用本技术实施例提供的尾矿库调洪演算方法确定的容差值能够保证相对合理，能够保证调洪演算绝对收敛的同时，总残差相对较小，从而提高了调洪演算的精度。
[0061]
实施例3此外，本公开实施例提供了一种尾矿库调洪演算装置。
[0062]
具体的，如图4所示，尾矿库调洪演算装置400包括：第一确定模块410，用于根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；第二确定模块420，用于根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取模块430，用于获取水位步长和时间步长；第一计算模块440，用于根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；第二计算模块450，用于根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；第三确定模块460，用于根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；第四确定模块470，用于进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。
[0063]
本实施例提供的尾矿库调洪演算装置400可以实现实施例1所提供的尾矿库调洪演算方法，为避免重复，在此不再赘述。
[0064]
本技术实施例提供的尾矿库调洪演算装置，基于调洪库容的变化量和排洪流量的变化量计算得到了调洪演算循环迭代的容差，有效地解决了现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。同时，可以根据不同的库容、不同的排洪系统参数以及不同的迭代步长实现
自适应调节，无需人工经验判断，提高精度的同时也提高的计算效率，适用于尾矿库调洪演算的编程计算。
[0065]
实施例4此外，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行实施例1所提供的尾矿库调洪演算方法。
[0066]
本发明实施例提供的电子设备，可以实现实施例1所提供的尾矿库调洪演算方法，为避免重复，在此不再赘述。
[0067]
本实施例提供的电子设备，基于调洪库容的变化量和排洪流量的变化量计算得到了调洪演算循环迭代的容差，有效地解决了现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。同时，可以根据不同的库容、不同的排洪系统参数以及不同的迭代步长实现自适应调节，无需人工经验判断，提高精度的同时也提高的计算效率，适用于尾矿库调洪演算的编程计算。
[0068]
实施例5本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所提供的尾矿库调洪演算方法。
[0069]
在本实施例中，计算机可读存储介质可以为只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等。
[0070]
本实施例提供的计算机可读存储介质可以实现实施例1所提供的尾矿库调洪演算方法，为避免重复，在此不再赘述。
[0071]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者终端中还存在另外的相同要素。
[0072]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
[0073]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种尾矿库调洪演算方法，其特征在于，所述方法包括：根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取水位步长和时间步长；根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算包括：根据以下公式进行调洪演算迭代计算，其中，δt表示预设时间段，q
s
和q
z
分别表示预设时间段初时刻和终时刻的来洪流量，q
s
和q
z
分别表示预设时间段初时刻和终时刻的排洪流量，v
s
和v
z
分别表示预设时间段初时刻和终时刻的调洪库容；q
s
和q
z
根据所述排洪流量函数确定，v
s
和v
z
根据所述调洪库容函数确定；当v
s-v
z
的绝对值小于所述容差时，停止迭代计算。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据水位和调洪库容关系，确定调洪库容函数，包括：获取尾矿库的等高线地形图；获取所述等高线地形图的起调水位和滩顶高程之间各等高线的面积；获取相邻等高线的面积平均值，将所述相邻等高线的面积平均值乘以所述相邻等高线的高度差，得到所述相邻等高线的容积；对所述起调水位和所述滩顶高程之间全部所述相邻等高线的容积进行累加，得到所述水位和调洪库容关系；对所述水位和调洪库容关系进行拟合，得到所述调洪库容函数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据水位和排洪流量之间的关系，确定排洪流量函数，包括：获取排洪系统布置形式，其中，所述排洪系统布置形式包括井洞式、槽洞式和溢洪道中的至少一项；根据所述井洞式对应的第一预设公式、槽洞式对应的第二预设公式和溢洪道对应的第三预设公式中的至少一项，及所述排洪系统布置形式确定所述排洪流量函数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述水位步长，基于调洪库容函数计算调洪库容的变化量，包括：根据以下公式计算调洪库容值，
表示调洪库容值，表示所述调洪库容函数，所述调洪库容函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长调洪库容的差值，得到所述调洪库容的变化量，根据以下公式计算相邻的水位步长调洪库容的差值，得到所述调洪库容的变化量，表示调洪库容的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述水位步长和时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量，包括：根据以下公式计算排洪流量值，根据以下公式计算排洪流量值，表示排洪流量值，表示所述排洪流量函数，所述排洪流量函数的定义域为[h0，h1]，n的取值范围为符合[0，]的整数，δh表示水位步长，δt表示时间步长，h0表示起调水位，h1表示滩顶高程；根据以下公式计算相邻的水位步长排洪流量的差值，得到所述排洪流量的变化量，根据以下公式计算相邻的水位步长排洪流量的差值，得到所述排洪流量的变化量，表示所述排洪流量的变化量，其中n的取值范围为符合[0，]的整数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差，包括：将所述调洪库容的变化量的最大值，及所述排洪流量的变化量的最大值求和，得到所述容差。8.一种尾矿库调洪演算装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定模块，用于根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；第二确定模块，用于根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取模块，用于获取水位步长和时间步长；第一计算模块，用于根据所述水位步长，基于所述调洪库容函数计算调洪库容的变化量；第二计算模块，用于根据所述水位步长和所述时间步长，基于所述排洪流量函数计算排洪流量的变化量；第三确定模块，用于根据所述调洪库容的变化量和所述排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；
第四确定模块，用于进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于所述容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器运行时执行权利要求1至7中任一项所述的尾矿库调洪演算方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至7中任一项所述的尾矿库调洪演算方法。

技术总结
本发明提供了一种尾矿库调洪演算方法、装置、电子设备及存储介质，涉及数据处理技术领域。该方法包括：根据水位和调洪库容之间的关系确定调洪库容函数；根据水位和排洪流量之间的关系确定排洪流量函数；获取水位步长和时间步长；根据水位步长，基于调洪库容函数计算调洪库容的变化量；根据水位步长和时间步长，基于排洪流量函数计算排洪流量的变化量；根据调洪库容的变化量和排洪流量的变化量，确定调洪演算迭代计算收敛的容差；进行多次调洪演算迭代计算，直至计算结果的绝对值小于容差，停止迭代计算，将当前得到的计算结果确定为尾矿库调洪演算的演算结果。本申请能够有效地解决了现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。现有技术中调洪演算无法很好的收敛的问题。


技术研发人员：梅国栋 崔益源 王莎 杨小聪 谢旭阳 李坤 王雅莉 孙文杰 楚一帆 卢尧 王伟象 李垚萱
受保护的技术使用者：矿冶科技集团有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/8/24