[發明專利]一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法

有效

• 申請號: 202110422418.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113222351B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王渤權
• 申請（專利權）人: 南京南瑞水利水電科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，包括：

構建城市原水系統供水網絡；

根據應急事件發生地點及影響范圍對城市原水系統供水網絡進行區域劃分，并確定區域供水路徑；

對區域進行供需水分析，獲取水源供水范圍以及區域內水廠需水值；

調用應急事件供水調度模型計算得到各區域水量分配方案；

根據區域水量分配方案，對區域內各取水節點調用管網一維水動力模型，計算得到與該取水節點存在水力聯系的管線內其他節點水量輸出結果，并對該結果影響區域進行水量平衡計算，判斷是否滿足該區域供需要求，若不滿足則重新調用應急事件供水調度模型對水量進行再分配，直至滿足區域供需要求為止；遍歷所有取水節點后輸出該區域的水量分配方案；

根據當前區域水量分配方案，結合供水網絡進行水量精細化分配，獲取不同水務設施調度過程；

遍歷所有區域，若不滿足精度計算要求則重新進行區域劃分，再次進行計算；若滿足，則輸出計算結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，所述構建城市原水系統供水網絡，包括：

收集梳理城市原水系統供水網絡基本資料，按水務設施進行分類整理，并確定各個水務設施連接方式，以及對各個水務設施進行編碼；所述水務設施包括：水庫、水廠、閘門、泵站、以及管網；

根據供水路徑構建供水網絡拓撲關系，包括：水源—水庫、水源—泵站—水庫、水源—泵站—閘門—水庫、水源—閘門—水庫、水源—水廠、水源—泵站—水廠、水源—泵站—閘門—水廠、和水源—閘門—水廠。

3.根據權利要求1所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，若區域存在多條供水路徑，則優先選擇干線水源為供水路徑。

4.根據權利要求1所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，所述調用應急事件供水調度模型計算得到各區域水量分配方案，包括：

基于區域內供水路徑，根據如下目標函數優化供水路徑的水量分配方案：

其中，f為供水網絡供水破壞深度，N為劃分的區域個數，T₁為應急事件供水調度模型調度周期時段數目，G_ji為第i時段供給區域j的供水量，X_ji為第i時段區域j的需水量，為區域j第l個水廠第i時段的需水量，L為區域j的水廠數。

5.根據權利要求1所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，所述管網一維水動力模型為：

連續性方程為：

自由表面水流的動量方程為：

有壓水流的動量方程為：

其中，q為渠道、河道側向入匯的流量，η為水流壓力，u為斷面平均流速，n_m為河道綜合糙率，A為過水斷面面積，g為重力加速度，R為斷面水力半徑，t為時間，x為距離，表示豎向斷面平均壓強，S_f為渠道、河道、管壁阻力，ρ為水體密度，z_b為河道底部或管底部高程。

6.根據權利要求5所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，所述管網一維水動力模型的參數率定過程為：

初始化基本參數，包括糙率n_m、時段步長Δt、精度δ和模擬時段數T；

根據管網各斷面或站點的實測水位、流量過程，在所有邊界上輸入歷史實測值，根據計算結果中監測站點處的計算值與實測值對比，對模型計算的準確度進行檢驗，如果結果誤差大于要求的精度，則調整水動力學模型基本參數糙率和時段步長，直到計算結果與實測值之間的偏差滿足要求的精度。

7.根據權利要求1所述的一種基于水體演進變化的城市應急供水精細化調度方法，其特征在于，對區域進行水量平衡計算，得到該區域所需水量，包括：

按照供水網絡拓撲結構以及水流走向逐節點根據水廠需水情況按照水量平衡反推水源需供給的水量，逐級計算到區域源頭，獲取該區域所需水量。