本發(fā)明公開了一種基于源頭優(yōu)化的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,屬于跨流域聯(lián)合調(diào)水。
背景技術:
1、典型的跨流域調(diào)水工程通常涉及從水資源相對豐富的流域(稱為調(diào)水區(qū))向水資源匱乏的流域(稱為受水區(qū))調(diào)水。然而,在實際操作中,受水區(qū)因需水量大或調(diào)水區(qū)水資源過度開發(fā),常導致調(diào)水工程無法滿足受水區(qū)的全部用水需求。同時,調(diào)水區(qū)所在流域的氣候變化或人類活動可能進一步減少天然徑流,加劇調(diào)水區(qū)和受水區(qū)之間的供需矛盾。單純從水資源優(yōu)化調(diào)度的角度出發(fā),加大對調(diào)水區(qū)現(xiàn)有水資源的利用,以緩解跨流域調(diào)水工程的需求,其作用往往有限,因為部分跨流域調(diào)水工程自身水資源量就有限,甚至已呈現(xiàn)持續(xù)減少的趨勢。另一方面,長期缺水的受水區(qū)在保障水生態(tài)環(huán)境保護的前提下,有限的水資源需優(yōu)先滿足生態(tài)用水,這使得受水區(qū)的用水需求更加難以持續(xù)滿足。針對上述問題,從源頭增加調(diào)水水源,是一種更為直接且有效的解決方案。
2、從源頭著手改進跨流域調(diào)水效果,直接增加調(diào)水量是提升調(diào)水效能的基礎。然而,同樣關鍵的是優(yōu)化調(diào)水過程,確保其與受水區(qū)用戶的實際需求精準對接,從而提升用水戶的水安全保障能力。遺憾的是,在實際操作中,調(diào)水過程的動態(tài)變化往往被忽略,而這些變化實則對調(diào)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和經(jīng)濟性、可靠性具有決定性影響。因此,對于從源頭提升跨流域調(diào)水效果而言,協(xié)同推進調(diào)水量的增加與調(diào)水過程的優(yōu)化具有更為深遠的實踐意義。水庫作為跨流域調(diào)水工程中的核心組件,通過有效調(diào)蓄天然徑流,在保障受水區(qū)用水需求方面扮演著至關重要的角色?;诖?,從源頭改進跨流域調(diào)水效果,必須依托源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫工程的聯(lián)合調(diào)水機制來實現(xiàn)。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于,提供一種基于源頭優(yōu)化的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,以解決現(xiàn)有技術對于跨流域調(diào)水工程的調(diào)水效果改進大多僅從調(diào)水區(qū)或受水區(qū)增加供水量入手,但受到區(qū)域水資源量制約提升能力有限,且對于調(diào)水效果提升多集中于增加調(diào)水量,未能充分考慮改善調(diào)水過程等問題。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出了一種基于源頭優(yōu)化的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法以改進跨流域調(diào)水效果,具體方案如下:
2、一種基于源頭優(yōu)化的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,包括:
3、步驟1、確定源頭水庫的泄放量及對應的泄放過程,并確定調(diào)水水庫的需水量及對應的需水過程;
4、步驟2、根據(jù)泄放量和需水量的水量差異、泄放過程和需水過程的匹配差異確定水庫聯(lián)合調(diào)水目標;
5、步驟3、根據(jù)所述水庫聯(lián)合調(diào)水目標構建聯(lián)合調(diào)水模型,并根據(jù)所述聯(lián)合調(diào)水模型的解確定源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫的聯(lián)合調(diào)水的運行規(guī)則。
6、優(yōu)選的,所述步驟3具體包括:
7、步驟3.1、根據(jù)所述水庫聯(lián)合調(diào)水目標,設定所述源頭水庫與調(diào)水水庫的聯(lián)合調(diào)水模型的目標函數(shù)與約束條件;
8、步驟3.2、求解所述聯(lián)合調(diào)水模型,根據(jù)求解結果制定聯(lián)合調(diào)水運行規(guī)則,并根據(jù)所述聯(lián)合調(diào)水運行規(guī)則確定源頭水庫與調(diào)水水庫聯(lián)合調(diào)水方法。
9、優(yōu)選的,所述水庫聯(lián)合調(diào)水目標具體為:
10、泄放量與需水量之間的水量缺口最小和泄放過程與需水過程之間的匹配差異最小。
11、優(yōu)選的,所述目標函數(shù)具體包括:
12、水庫聯(lián)合調(diào)水水量目標最大與聯(lián)合調(diào)水過程目標最佳。
13、優(yōu)選的,所述約束條件具體包括:
14、所述源頭水庫的配水需求約束;
15、所述調(diào)水水庫的調(diào)配需求及水文水利關系約束;
16、所述源頭水庫和調(diào)水水庫的水量平衡、庫容平衡、水庫之間的補水平衡約束。
17、優(yōu)選的,求解所述聯(lián)合調(diào)水模型具體包括:
18、采用多目標優(yōu)化算法,求解出所述聯(lián)合調(diào)水模型的多目標非劣解集,根據(jù)預設要求從所述非劣解集中選取優(yōu)解。
19、優(yōu)選的,所述步驟3之后還包括:
20、評估源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫的聯(lián)合調(diào)水效果。
21、優(yōu)選的,評估源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫的聯(lián)合調(diào)水效果具體包括:
22、根據(jù)聯(lián)合調(diào)水量和聯(lián)合調(diào)水過程評估源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫的聯(lián)合調(diào)水效果。
23、優(yōu)選的,確定源頭水庫的泄放量及對應的泄放過程,具體包括:
24、步驟1.1、根據(jù)源頭區(qū)的河流水系干、支流分布及源頭水庫所在空間區(qū)位,構建源頭區(qū)流域拓撲結構,獲取源頭水庫已有的河道生態(tài)要求及對象供水需求;
25、步驟1.2根據(jù)所述源頭區(qū)流域拓撲結構及源頭水庫已有的河道生態(tài)要求及對象供水需求確定源頭水庫的泄放量及對應的泄放過程。
26、優(yōu)選的,確定調(diào)水水庫的需水量及對應的需水過程,具體包括:
27、步驟1.3、根據(jù)調(diào)水區(qū)的河流水系干、支流分布及調(diào)水水庫所在空間區(qū)位,構建調(diào)水區(qū)流域拓撲結構,獲取調(diào)水水庫已有的河道生態(tài)要求及其水文水利關系;
28、步驟1.4?根據(jù)調(diào)水區(qū)流域拓撲結構和調(diào)水水庫已有的河道生態(tài)要求及其水文水利關系確定調(diào)水水庫的需水量及對應的需水過程。
29、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明能夠協(xié)同源頭區(qū)的源頭水庫以及調(diào)水區(qū)的調(diào)水水庫運行,通過源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫聯(lián)合調(diào)水,實現(xiàn)調(diào)水系統(tǒng)調(diào)水量增加以及調(diào)水過程合理效果的目標,為源頭改進跨流域調(diào)水效果提供方法路徑及技術支撐。
1.一種基于源頭優(yōu)化的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,所述步驟3具體包括:
3.根據(jù)權利要求2所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,所述水庫聯(lián)合調(diào)水目標具體為:
4.根據(jù)權利要求2所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,所述目標函數(shù)具體包括:
5.根據(jù)權利要求2所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,所述約束條件具體包括:
6.根據(jù)權利要求2所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,求解所述聯(lián)合調(diào)水模型具體包括:
7.根據(jù)權利要求1所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,所述步驟3之后還包括:
8.根據(jù)權利要求7所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,評估源頭區(qū)與調(diào)水區(qū)水庫的聯(lián)合調(diào)水效果具體包括:
9.根據(jù)權利要求1所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,確定源頭水庫的泄放量及對應的泄放過程,具體包括:
10.根據(jù)權利要求1所述的跨流域水庫聯(lián)調(diào)運行規(guī)則的確定方法,其特征在于,確定調(diào)水水庫的需水量及對應的需水過程,具體包括: