[發明專利]串聯水庫聯合防凌補償調度方法及其專用系統

在審

• 申請號: 202110085512.2
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112785151A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 劉紅珍;李超群;魯俊;張志紅;郭兵托;宋偉華;藺冬
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

本發明公開了一種串聯水庫聯合防凌補償調度方法及其專用系統,S1、采集串聯水庫及其下游河道涉及范圍內的流量、輸沙率、水位及斷面數據、水庫的特征參數和水庫運行相關數據，以及流凌、封河、開河日期及冰厚、冰塞、冰壩的凌情特征數據；S2、分析計算河道凌情影響因素;S3、河道凌汛期各階段防凌安全控制流量指標;S4、建立并存儲下水庫至防凌河道區間流量過程；S5、建立并存儲凌汛期各階段下水庫控泄流量指標;S6、建立并儲存串聯水庫聯合防凌補償調度模型；S7、擬定串聯水庫聯合防凌調度方案；S8、串聯水庫聯合防凌調度方案比選與推薦。本發明為應對河道凌汛的串聯水庫聯合防凌補償調度提供了一種有效途徑。

技術領域

本發明涉及河流防凌減災，尤其是涉及應對水庫下游河道凌汛的串聯水庫聯合防凌補償調度方法及其專用系統。

背景技術

冬季氣候寒冷地區，不少江河會出現流凌、結冰、封凍，形成凌汛。例如黃河上游寧蒙河段和下游河段由低緯度流向高緯度，凌汛期長達4～5個月，冬季封河自下而上，上游河段流凌易在封河處堵塞，形成冰塞災害；春季開河自上而下，上游河段融化的冰、水擁向下游，形成冰凌洪水，極易在彎曲、狹窄河段卡冰結壩，造成凌汛災害。凌汛受熱力、動力、河道邊界條件等多種因素影響，凌汛期時間長、各因素影響關系復雜，凌汛險情和災害具有突發性強、難預報，天寒地凍難搶險，發生風險高、損失巨大等較為明顯的特點，因此研究水庫防凌調度技術、確保河道防凌安全對保障地方經濟社會高質量發展、維持社會穩定等具有十分重要的意義。

通過水庫控制凌汛期下泄流量，調控凌汛期河道流量是防凌的重要手段。由于凌汛發生在非汛期、持續時間長、水庫綜合利用要求高，使得水庫需要同時考慮防凌和綜合利用要求；同時水庫與防凌河段區間、上下游串聯水庫區間一般都有天然來水和社會經濟用水等因素，受氣溫變化影響，水庫至防凌河段區間河道水流發生封凍、融化，有槽蓄水增量形成和釋放過程，這些因素都直接影響水庫防凌調度。文獻檢索表明，應對下游河道凌汛的水庫防凌調度尤其是串聯水庫防凌補償調度的研究十分罕見，李會安等人開展的黃河上游水庫群防凌優化調度研究，主要考慮劉家峽水庫防凌庫容與梯級出力的關系，提出了優化劉家峽水庫防凌庫容方法和模擬優化模型，未研究水庫以下河道凌汛控制流量和水庫與河道區間流量過程影響，也未研究應對下游河道凌汛的防凌補償調度內容。

以往的防凌調度，水庫側重出庫流量，對防凌庫容、特別是凌汛期不同階段預留防凌庫容研究不多；串聯水庫或梯級調度，多為優化梯級發電效益，基本沒有串聯水庫聯合防凌補償調度的研究。目前，我國北方江河上梯級水庫大量建設，社會經濟發展對防凌安全要求高，如何考慮區間流量的復雜影響，應對水庫下游河道防凌要求，科學合理的進行防凌補償調度是水庫防凌調度的關鍵，串聯水庫聯合防凌補償調度技術已成為本領域研究的重點和難點。

發明內容

本發明目的在于提供一種串聯水庫聯合防凌補償調度方法，本發明另一目的在于提供一種實現該防凌補償調度方法的專用系統。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述的串聯水庫聯合防凌調度方法，按照以下步驟進行：

S1、采集串聯水庫及其下游河道涉及范圍內的流量、輸沙率、水位及斷面數據、水庫的特征參數和水庫運行相關數據，以及流凌、封河、開河日期及冰厚、冰塞、冰壩的凌情特征數據；

S2、分析計算河道凌情影響因素：

從動力(主要指河道流量，影響河道流量的因素包括天然來水、水庫蓄量及下泄流量、社會經濟用水等)、熱力(主要指氣溫、水溫等，反應為流凌、封河、開河等凌情特征日期)和河道邊界條件(主要指河道及主槽過流能力，平灘流量等)方面計算分析凌情影響因素；根據凌情特征日期和凌汛期河道流量計算分析河道槽蓄水增量；

S3、河道凌汛期各階段防凌安全控制流量指標：