水利体系计算机仿真分析

1水利仿真系统结构

单元结构：水库水位的影响因素通常很多，其中包括入出库水量和环境因素等。更细致地讲，上游水库放水量决定入库水量；出库水量包括流入下流水量、农业灌溉用水量、附近居民生活用水量等；而环境因素主要分为降水量和蒸发量。Uik:入口阀门开度;Uok:出口阀门开度;Usk:周边居民生活用水阀门开度;Ugk:灌溉阀门开度;Qik:入库水流量;Qok:出库水流量;Qsk:居民用水流量;Qgk:灌溉水流量;Rk:降雨量;Zk:蒸发量;Tk:水温;Wk:水质

2水利系统数学模型描述

水利系统的数学模型是在单个水库的数学模型的基础上，通过级联的形式而形成的。与单个水库调节系统相比，水利系统不仅包含了水位调节，而且包括了水利数据信息及控制信息的传输以及水文监测总站对各个水库及水文站的调控。建立水利系统的数学模型，要把多个单一的水库的数学模型联合起来，通过解微分方程组的形式，得到级联的局部水利网络水量调控系统的数学模型。公式符号与含义Qi1:整个水利网络的输入量;Qo2:第2号水库的出库流量Qo6:整个水利网络的输出量;Qs2:第2号水库周边居民生活供水量H2:第2号水库的当前水位;Qg2:第2号水库对农田灌溉的供水量Qi2:第2号水库的入库流量;R2:第2号水库所在地区的降水量Z2:第2号水库地区蒸发量;备注：以2号水库为例

3水利系统数学模型实现

用定步长四阶Runge-Kutta法来实现水利系统的数学模型：6个一阶微分方程组成的方程组。下面介绍实现四阶Runge-Kutta法的两个子过程RK4和DUMB。子过程RK4（Y（），DYDX（），N，X，H，YOUT（））可以用来求某一小区间中某几点的函数值，调用一次向前积分一步。子过程RKDUKB是连续调用子过程RK4计算出某一区间上的值，此时该区间长度可较大，但积分步长都比较小。下面详细介绍上面所讲的两个子过程。可结合模型方程组，利用上述两个子过程来实现水利系统数学模型。

4小结

科技技术的迅猛发展，推动了水利水电工程的现代化进程，同时对水利提出更多更高的工程要求。大型水利工程的建设采用计算机技术可以实现数字化水利系统，实现水文仿真系统以及三维可视化等。本文给出了计算机水利工程仿真系统单元结构图与总体结构，提出其相应的数学模型，运用四阶龙格-库塔法采用VisualBasic实现了水利系统数学模型。