[發明專利]考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方法

有效

• 申請號: 202110390810.2
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113128757B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張曉琦;許繼軍;劉攀;姚立強;許斌;鄢波;孫可可;周濤
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/18;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方法，包括以下步驟：步驟1，推求考慮跨流域調水影響下的水庫汛期分期入庫流量；步驟2，建立考慮跨流域調水影響下水庫汛期分期洪水過程間的聯合分布函數；步驟3，構建適用于水庫調度領域的水庫防洪損失條件風險價值評價指標；步驟4，推求考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方案。本發明能夠在水庫開展分期汛限水位優化組合的過程中考慮跨流域調水工程對水庫入庫洪水過程的影響，從而為水庫工程與跨流域調水工程之間的有效銜接提供思路。

技術領域

本發明涉及水庫調度技術領域，具體是一種考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方法。

背景技術

由于受季風氣候影響，我國降水分布不均，從而導致我國水資源呈現時空分布不均的特征。水庫是協調流域水資源進行合理配置的主要工程措施。目前，水文學者以水庫(群)為研究對象，在水資源調配理論與方法層面已取得了大量的科研成果，并逐步形成了較為成熟的技術方法體系；但水庫對水資源的調蓄作用多局限于流域干或支流范圍內。對此，跨流域調水是通過大規模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調水，以便促進缺水區域的經濟發展和緩解流域用水矛盾，可與水庫進行水工程聯合運用，從而實現水資源在流域“宏觀”與“微觀”雙重尺度上的安全高效協調分配。跨流域調水工程的具體實施通常需要先分析流域洪水資源分布特征并明確水庫水源區可調水量，然后從水庫壩前修建引水工程將余水調至受水區。因此，新時期開展水庫(群)洪水資源化利用研究需要考慮跨流域調水會對水庫入庫洪水過程產生影響這一前提條件，這也是實現水工程(水庫與跨流域調水工程)間聯合調度、流域水資源優化配置的關鍵。其中，汛限水位是水庫優化調度的關鍵特征水位參數，以此為切入點開展水庫調度與跨流域調水工程聯合運用是值得探究的。

在現有的技術中存在如下問題：(1)現有水庫分期汛限水位優化設計研究未考慮跨流域調水工程對入庫洪水過程的影響；(2)目前針對水庫分期汛限水位優化設計研究主要以傳統洪水風險率作為防洪標準進行評價，在徑流變化環境下適用性存在可探討的空間。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方法，該方法能夠在水庫開展洪水資源化利用的過程中考慮跨流域調水工程對水庫入庫洪水過程的影響，為水庫工程與跨流域調水工程之間的有效銜接提供思路，從而兼顧流域內外水資源的合理配置。

本發明提供了一種考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方法，包括以下步驟：

步驟1：推求考慮跨流域調水影響下的水庫汛期分期入庫流量；

步驟2：根據步驟1推求得到的水庫汛期分期入庫流量建立考慮跨流域調水影響下水庫汛期分期洪水過程間的聯合分布函數，確定分期洪水量級特征參數之間的聯合分布關系及條件發生概率；

步驟3：引入經濟學條件風險價值理論，構建適用于水庫調度領域的水庫防洪損失條件風險價值評價指標，并在步驟2確定的分期洪水量級特征參數之間的條件發生概率基礎上推求水庫在整個汛期可能發生潛在防洪損失的計算式；

步驟4：以步驟3構建的防洪損失條件風險價值指標為主要防洪約束條件，建立水庫分期汛限水位優化設計模型，并求解水庫分期汛限水位優化設計模型得到考慮跨流域調水影響下的水庫分期汛限水位優化設計方案。

進一步的，步驟1具體包括：

步驟1-1，采用汛期分期研究領域常用的變點分析法，將水庫汛期分期劃分為前汛期D₁和后汛期D₂兩期，或前汛期D₁、主汛期D₂和后汛期D₃三期，分期數記為M，并對應將第j年各分期T_i時段內入庫流量記為整個汛期時段長度其中j＝1，…，N，N為實測入庫徑流序列年數，t＝1，…，T_i，i＝1，…，M；