[發明專利]一種熱分層型水庫調度優化方法

有效

• 申請號: 202011150067.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112347710B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 諸葛亦斯;譚紅武;東迎欣;曲德雙;王天亮;劉艷艷;石瑾斌;杜強;李國強;余曉;石浩洋;聶睿;李雙雙;梁曉旭;陳一迪
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;黑龍江省水利水電勘測設計研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G01N33/18;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種熱分層型水庫調度優化方法，其包括以下步驟：采集水庫熱分層期間的水質數據、分析熱分層期間溶解氧層化結構的變化特征、提取水庫熱分層期間溶解氧變化特征的控制因素、建立水庫三維水動力?水質模型、采用監測數據對模型進行校核、利用控制方程模擬不同水位、調度運行方式和抽水蓄能調度工況下熱分層缺氧的時間，根據缺氧時間的分布建立水庫的調度方案。本方案能真實的模擬水庫溶解氧的影響因素，能有更加準確的提出優化溶解氧的調度方案，提出改善水庫滯溫層溶解氧的對策，為熱分層水庫水環境保護與修復提供有效的科學指導，為水庫滯溫層缺氧有很好的防控作用。

技術領域

本發明涉及水庫溶解氧優化技術領域，具體涉及一種改善水庫滯溫層溶解氧的優化方法。

背景技術

水庫滯溫層溶解氧濃度控制著水庫氮、磷等內源污染的釋放量，對水庫水質產生影響，改善滯溫層缺氧是保障水庫水質的關鍵。水庫溶解氧的演化主要受水動力、熱分層、生化過程的控制，在水庫實際管理中水庫水位、水庫調度、硝酸鹽等氮濃度的變化是導致水庫水動力、熱分層、生化過程變化的主要因素。解決上述問題對改善熱分層水庫水質、保障供水安全方面具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種利用調度優化水庫溶解氧的熱分層型水庫調度優化方法。

為達到上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

提供一種熱分層型水庫調度優化方法，其包括以下步驟：

S1：采集水庫熱分層期間水質的監測數據，監測數據包括水庫年內各月的水溫、溶解氧濃度、葉綠素a濃度和氮濃度；

S2：利用監測數據分析熱分層期間溶解氧層化結構的變化特征；

S3：提取水庫熱分層期間溶解氧變化特征的控制因素；

S4：建立水庫三維水動力-水質模型；

S5：采用監測數據對三維水動力-水質模型進行校核；

S6：利用三維水動力-水質模型的控制方程模擬不同水位、調度運行方式和抽水蓄能調度工況下熱分層缺氧的時間；

S7：根據缺氧時間的分布建立水庫的調度方案。

本發明的有益效果為：本方案將水庫常年監控的數據進行分析，得出水庫熱分層期間影響水庫中溶解氧的影響因素，通過建立合理的模擬模型，并以實測的數據修改模擬模型，確保模型模擬的真實性，能有更加準確的提出優化溶解氧的調度方案，提出改善水庫滯溫層溶解氧的對策，為熱分層水庫水環境保護與修復提供有效的科學指導，為水庫滯溫層缺氧有很好的防控作用。

本發明充分構建了以溶解氧為核心的水庫三維水動力-水質數值模型，該模型以水動力、熱分層、生化過程為基礎，充分考慮溶解氧的補給、消耗、緩沖過程及各過程的啟閉條件，實現了熱分層水庫動力場、溫度場、濃度場“三場”的耦合模擬，能夠較為精細的模擬熱分層水庫溶解氧的演化過程，對進一步模擬熱分層水庫溶解氧在不同工況下的演化機理。

附圖說明

圖1為熱分層型水庫調度優化方法的流程圖。

圖2為潘家口水庫各月的溫度分布圖。

圖3為潘家口水庫熱分層期間溶解氧濃度與水溫、葉綠素a、氮濃度的分布關系圖。

圖4為2018年潘家口水庫溶解氧實測值和模擬值對比圖。

圖5為2018年潘家口水庫氨氮實測值和模擬值對比圖。

圖6為2018年潘家口水庫葉綠素a實測值和模擬值對比圖。

具體實施方式