[發(fā)明專利]一種兼顧生態(tài)保護(hù)需求的水庫興利調(diào)度圖優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710963168.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107704965B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聞昕;丁紫玉;方國華;雷曉輝;黃顯峰;田雨;王超;楊明祥
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種兼顧生態(tài)保護(hù)需求的水庫興利調(diào)度圖優(yōu)化方法，包括獲取水電站水庫的基本信息數(shù)據(jù)；選取代表魚類，采用物理?xiàng)⒌啬Ｐ蚉HABSIM建立下泄流量與生態(tài)保護(hù)程度之間的關(guān)系，確定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)對應(yīng)的生態(tài)流量區(qū)間；基于發(fā)電效益和生態(tài)效益建立水庫調(diào)度圖優(yōu)化模型；以入庫徑流為水庫調(diào)度圖優(yōu)化模型的輸入，采用DPSA方法求解模型；繪制生態(tài)限制線，建立生態(tài)限制線和水庫調(diào)度曲線相結(jié)合的水庫調(diào)度規(guī)則，編制多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度圖。本發(fā)明根據(jù)魚類不同的生長周期采用不同的流量區(qū)間對生態(tài)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，更符合實(shí)際情況；并通過增加生態(tài)限制線，來減小生態(tài)流量破壞深度，進(jìn)一步加強(qiáng)對下游生態(tài)的保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水庫調(diào)度圖優(yōu)化方法，特別是涉及一種兼顧生態(tài)保護(hù)需求的水庫興利調(diào)度圖優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

水庫調(diào)度圖使用操作簡便被廣泛的運(yùn)用于水庫調(diào)度中，制定合理的水庫調(diào)度圖可以提高水庫的社會經(jīng)濟(jì)效益并能有效的保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)。

目前在調(diào)度圖優(yōu)化方面的研究主要考慮發(fā)電和供水等經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，對下游生態(tài)環(huán)境的保護(hù)的考慮較少。

現(xiàn)有的考慮生態(tài)的水庫調(diào)度圖通常是選取一個(gè)固定的流量作為生態(tài)流量進(jìn)行調(diào)度圖的優(yōu)化，不能反映年內(nèi)生態(tài)流量需求的變化，不能有效的保護(hù)下游的生態(tài)環(huán)境。即現(xiàn)有方法難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的同時(shí)有效提高河流生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能保證水庫的運(yùn)行不會造成河流生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞，使水庫運(yùn)行帶來的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的綜合效益最大化，即兼顧生態(tài)保護(hù)需求的水庫興利調(diào)度圖優(yōu)化方法。

技術(shù)方案：一種兼顧生態(tài)保護(hù)需求的水庫興利調(diào)度圖優(yōu)化方法，包括以下步驟：

(1)獲取水電站水庫的基本信息數(shù)據(jù)；

(2)選取代表魚類，采用物理?xiàng)⒌啬Ｐ蚉HABSIM建立下泄流量與生態(tài)保護(hù)程度之間的關(guān)系，確定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)對應(yīng)的生態(tài)流量區(qū)間；

(3)基于發(fā)電效益和生態(tài)效益建立水庫調(diào)度圖優(yōu)化模型；

(4)以入庫徑流為水庫調(diào)度圖優(yōu)化模型的輸入，采用DPSA方法求解模型；

(5)繪制生態(tài)限制線，建立生態(tài)限制線和水庫調(diào)度曲線相結(jié)合的水庫調(diào)度規(guī)則，編制多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度圖。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中采用物理?xiàng)⒌啬Ｐ蚉HABSIM建立下泄流量與生態(tài)保護(hù)程度之間的關(guān)系，其中，水庫下泄流量對應(yīng)的代表魚類加權(quán)可利用面積的計(jì)算公式為：

C_i＝f(v_i)×f(d_i)×f(c_i) (2)

式中，A_i為研究河段第i個(gè)網(wǎng)格的水域面積；C_i為第i個(gè)網(wǎng)格的組合適應(yīng)度因子；f(v_i),f(d_i),f(c_i)分別為第i個(gè)網(wǎng)格的流速、水深、河床地質(zhì)適宜度值；根據(jù)流量條件計(jì)算出各網(wǎng)格不同的流速、水深，由式(1)和式(2)進(jìn)一步計(jì)算出各流量條件下的WUA值，得到流量－WUA關(guān)系曲線；

t時(shí)段水庫下游的生態(tài)保護(hù)程度R_t的計(jì)算公式為：

式中，R_t為t時(shí)段水庫下游的生態(tài)保護(hù)程度；WUA_t為t時(shí)段水庫下泄流量對應(yīng)的代表魚類加權(quán)可利用面積，WUA_t,max為t時(shí)段對應(yīng)最大加權(quán)可利用面積，建立流量與生態(tài)保護(hù)程度之間的關(guān)系。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)中建立水庫調(diào)度圖優(yōu)化模型為：