[發(fā)明專利]一種面向河流生態(tài)流量維持的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010127116.3
• 申請(qǐng)日: 2010-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101833609A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志峰;尹心安;楊薇;陳賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;G06N3/12
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種面向河流生態(tài)流量維持的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方法，其確定步驟如下：

(1)水庫(kù)入流流量區(qū)間分割及參數(shù)范圍確定

運(yùn)用多年日徑流數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出歷史最高洪峰流量(F₁)；通過(guò)水文學(xué)或水力學(xué)方法確定出河流的平灘流量(F₂)；計(jì)算出多年日徑流量的第75百分位數(shù)(F₃)；計(jì)算出多年日徑流量的第5百分位數(shù)(F₄)；統(tǒng)計(jì)出歷史最小日流量(F₅)；采用三個(gè)數(shù)值M₁、M₂和M₃，將水庫(kù)日入流(F)分為四個(gè)區(qū)間：F≥M₁(區(qū)間1)；M₂≤F＜M₁(區(qū)間2)；M₃≤F＜M₂(區(qū)間3)；F＜M₃(區(qū)間4)；M₁，M₂和M₃的范圍分別為：F₂+Q＜M₁＜F₁；F₃＜M₂＜F₂+Q；F₅＜M₃＜F₄，其中Q為水庫(kù)各個(gè)月內(nèi)規(guī)劃的供水量的最大值；

(2)水庫(kù)空間分區(qū)及參數(shù)范圍確定

運(yùn)用兩條水庫(kù)調(diào)度曲線(上調(diào)度曲線和下調(diào)度曲線)和死庫(kù)容曲線將水庫(kù)分為四個(gè)區(qū)；調(diào)度曲線用六個(gè)參數(shù)來(lái)表示，其中兩個(gè)參數(shù)用來(lái)表示曲線的上、下水位高度(X₁和X₂)，另外四個(gè)參數(shù)用來(lái)表示曲線轉(zhuǎn)折的時(shí)間(T₁，T₂，T₃和T₄)；水位高度參數(shù)X_i(i＝1，2)和時(shí)間參數(shù)T_j(j＝1，2，...，4)的范圍分別為MAXlevel＞X₁＞X₂＞MINlevel和1≤T₁＜T₂＜T₃＜T₄≤36；式中，MAXlevel和MINlevel分別為水庫(kù)最高和最低允許水位；

(3)通過(guò)水文學(xué)、水力學(xué)、生態(tài)模擬等方法確定河流的最小生態(tài)需水量；

(4)水庫(kù)調(diào)度規(guī)則構(gòu)建

將入流流量分區(qū)和水庫(kù)空間分區(qū)相結(jié)合，同時(shí)融合河流最小生態(tài)需水，制定以下利于滿足河流的洪水、枯水等各個(gè)生態(tài)流量要素需求并同時(shí)兼顧人類需求的水庫(kù)調(diào)度規(guī)則：

1)當(dāng)水庫(kù)的上一日入流流量位于區(qū)間1，即F≥M₁時(shí)，水庫(kù)調(diào)度的主要目標(biāo)是向水庫(kù)蓄水和向人類供水，具體的調(diào)度規(guī)則為：

●當(dāng)水庫(kù)水位高于上調(diào)度線時(shí)，通過(guò)溢洪道泄流使水庫(kù)的水位降到上調(diào)度線水位，并向用水戶提供規(guī)劃的水量；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于上調(diào)度線和死庫(kù)容線之間時(shí)，水庫(kù)正常供水；此時(shí)水庫(kù)下泄流量等于該入流區(qū)間的下限值M₁減去從水庫(kù)中的取水量；

●當(dāng)水庫(kù)水位低于死庫(kù)容線時(shí)，水庫(kù)不供水也不下泄；

2)當(dāng)水庫(kù)的上一日入流流量位于區(qū)間2，即M₂≤F＜M₁時(shí)，水庫(kù)調(diào)度的主要目標(biāo)是滿足河流洪水生態(tài)脈沖的需求和向人類供水，具體的調(diào)度規(guī)則為：

●當(dāng)水庫(kù)水位高于上調(diào)度線時(shí)，通過(guò)溢洪道泄流使水庫(kù)的水位降到上調(diào)度線水位，并向用水戶提供規(guī)劃的水量；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于上調(diào)度線和死庫(kù)容線之間時(shí)，水庫(kù)正常供水，并把正常供水后剩余的當(dāng)日入流量全部下泄，用于滿足河流洪水生態(tài)脈沖的需求；

●當(dāng)水庫(kù)水位低于死庫(kù)容線時(shí)，水庫(kù)不供水也不下泄；

3)當(dāng)水庫(kù)的上一日入流流量位于區(qū)間3，即M₃≤F＜M₂時(shí)，水庫(kù)調(diào)度的主要目標(biāo)是蓄水和向人類供水，具體的調(diào)度規(guī)則為：

●當(dāng)水庫(kù)水位高于上調(diào)度線時(shí)，通過(guò)溢洪道泄流使水庫(kù)的水位降到上調(diào)度線水位，并向用水戶提供規(guī)劃的水量；此時(shí)如果水庫(kù)的實(shí)際下泄流量不能滿足最小生態(tài)需水，需要加大下泄以滿足最小生態(tài)需水；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于上調(diào)度線和下調(diào)度線之間時(shí)，水庫(kù)正常供水；同樣，此時(shí)水庫(kù)下泄只需滿足最小生態(tài)需水；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于下調(diào)度線和死庫(kù)容線之間時(shí)，水庫(kù)供水減小α％；同樣，水庫(kù)下泄需保證最小生態(tài)需水；

●當(dāng)水庫(kù)水位低于死庫(kù)容線時(shí)，水庫(kù)不供水也不下泄；

4)當(dāng)水庫(kù)的上一日入流流量位于區(qū)間4，即F＜M₃時(shí)，水庫(kù)調(diào)度的主要目標(biāo)是滿足枯水生態(tài)脈沖需求和向人類供水，具體的調(diào)度規(guī)則為：

●當(dāng)水庫(kù)水位高于上調(diào)度線時(shí)，通過(guò)溢洪道泄流使水庫(kù)的水位降到上調(diào)度線水位，并向用水戶提供規(guī)劃的水量；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于上調(diào)度線和下調(diào)度線之間時(shí)，水庫(kù)正常供水，且水庫(kù)下泄流量等于當(dāng)日入流量與規(guī)劃的下游取水量之和；

●當(dāng)水庫(kù)水位位于下調(diào)度線和死庫(kù)容線之間時(shí)，水庫(kù)供水減小α％；同樣，將當(dāng)日入流量與規(guī)劃的下游取水量的(1-α)％之和作為下泄流量；

●當(dāng)水庫(kù)水位低于死庫(kù)容線時(shí)，水庫(kù)不供水也不下泄；

其中α為參數(shù)，并且0＜α＜100；

(5)水庫(kù)調(diào)度目標(biāo)量化

采用變化范圍法(Range?of?Variability?Approach，RVA)量化河流水文情勢(shì)的擾動(dòng)(D)；將滿足規(guī)劃的供水保證率作為調(diào)度的主要約束；水庫(kù)調(diào)度的目標(biāo)量化為：在滿足規(guī)劃的供水保證率的前提下，使水文情勢(shì)擾動(dòng)(D)最小化；

(6)水庫(kù)調(diào)度參數(shù)優(yōu)化

采用遺傳算法，以使水文情勢(shì)擾動(dòng)(D)最小化為目標(biāo)，對(duì)水庫(kù)的調(diào)度曲線參數(shù)X_i(i＝1，2)和T_j(j＝1，2，...，4)以及入流流量區(qū)間分割參數(shù)M_k(k＝1，2，3)同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，按照步驟4中構(gòu)建的調(diào)度規(guī)則，對(duì)不同優(yōu)化參數(shù)下的水庫(kù)運(yùn)行情況進(jìn)行模擬，得出不同參數(shù)下的實(shí)際供水保證率D和實(shí)際水文情勢(shì)擾動(dòng)，進(jìn)而得出實(shí)際供水保證率不小于規(guī)劃供水保證率且能使D值最小的調(diào)度參數(shù)值，即為滿足規(guī)劃供水保證率的最優(yōu)的水庫(kù)調(diào)度方法。