基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，涉及水资源管理和水利工程管理领域。它包括如下步骤：首先对所有年份逐时段进行供水调度计算，避免了典型年选取的差异和因样本偏少造成保证率偏低的问题；然后在采用常规的供水调度线推求方法的基础上，引入来水情势的控制因子，以长、中、短期水文径流预报为指导选择调度图中的调度线的相对位置，实现不同丰、枯来水情势下调度线的动态控制。它克服了现有方法存在的典型年代表性不足、未考虑预报来水的问题。能较为全面的涵盖水库供水调度中可能出现的来水、需水情况，并根据预报来水的丰、枯动态控制供水方式，实现水资源优化利用的目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水资源管理和水利工程管理领域，更具体地说它是一种基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法。
技术介绍
水库供水调度图系指导年或多年调节供水水库运行的工具，供水调度图根据水库历史径流统计资料和相应设计需水流量资料拟定。供水调度图一般以时间为横坐标，水库水位(或蓄水量)为纵坐标，由控制供水方式的指导线划分出不同的供水区，其数学描述可表示为：QS＝f(Z,T)其中，Qs、Z、T分别表示水库供水流量、水库水位和相应时间。供水调度图是依据供水型水库工程规划设计的供水调度任务及原则要求，以满足供水对象、供水水量和供水保证率为目标，采用历史径流资料进行调节计算，以不同供水情况可能出现的水库水位的外包线作为调度线，组合形成水库供水调度图。根据《水库调度设计规范》(GB/T 50587-2010)要求，水库供水调度图由水库特征水位和水库调度线划分为保证供水区、降低供水区和加大供水区等供水区域：当水库水位位于保证供水区时，水库按保证供水量方式供水；当水库水位位于降低供水区时，水库按照降低供水量方式供水；当水库水位位于加大供水区时，水库可视需要按加大供水量方式供水。然而，常规供水调度图的编制方法存在一定局限和不足。常规供水调度图确定方法通常选择设计保证率对应某一典型年或几个典型年，通过水量平衡原理推求。即假定调度期内入库径流已知，以确定性调度的方式进行调度计算，编制供水调度图，并以此指导水库供水运行。在实际调度运行中，由于供水水库的年内来水或年际来水分布存在极大随机性，当预报来水偏丰时，按照供水调度图指导运行将造成水库弃水较大，水量利用率低下；当预报来水偏枯时，按照供水调度图正常调度可能造成后期供水不足甚至出现极端破坏情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服
技术介绍
的不足之处，而提供一种基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，并根据预报来水的丰、枯动态控制供水方式，实现水资源优化利用的目标。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，包括以长系列径流资料作为入库径流，其特征在于：它包括如下步骤：首先对所有年份逐时段进行供水调度计算，避免了典型年选取的差异和因样本偏少造成保证率偏低的问题；然后在采用常规的供水调度线推求方法的基础上，引入来水情势的控制因子，以长、中、短期水文径流预报为指导选择调度图中的调度线的相对位置，实现不同丰、枯来水情势下调度线的动态控制。在上述技术方案中，所述基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，其具体实现步骤如下：(1)采用长系列入库径流修正系列选取长系列入库径流系列中设计保证率对应的入库水量作为典型年，并按典型年年水量控制修正长系列径流分配，即按长系列年入库水量与典型年水量比值将长系列径流过程进行缩小，使得各年水量等于典型年入库水量，作为推求基本调度图的入库径流修正系列，长系列入库径流修正计算方式如公式①所示：其中，p保为设计保证率，W典型为设计保证率对应典型年的入库水量，Wi、Ii,j分别表示长系列中第i年入库总水量及第i年第j时段入库流量，为修正后入库流量；(2)常规供水调度线的推求和修正拟定供水期末水库供水水位，分析供水型水库多个供水对象的供水需求，通过水量平衡计算，分别推求满足多个供水对象不同供水要求的供水调度线，组合形成基本调度图，然后进行长系列供水调度计算，校核供水对象的供水量及供水保证率，修正基本供水调度图，采用水量平衡法逆时序推求供水调度线的计算方法如公式②所示：其中，分别表示第i年第j时段的初、末库容，qi,j为该时段水库下泄流量，为供水型水库第k供水方向的供水流量，Δt为时段长度；(3)基于径流预报的动态控制在基本调度图的基础上，为实现“大水多供、小水少供、动态控制”的目标，将调度线扩展为一定宽度的调度带，以径流预报为控制参数对供水调度线相对位置进行动态控制：当来水频率大于50％时，取调度带取上边界，从而在来水偏枯时减少供水，保证后续的供水安全；当来水频率小于50％时，取调度带取下边界，从而增加供水，减少不必要的弃水；基于径流预报的调度线动态控制方法如公式③所示：其中，P(Wi)表示第i年来水频率，LineUp、LineDown分别表示调度带的上下限。本专利技术具有如下优点：(1)以长系列入库径流修正系列代替样本较少的典型年法推求供水调度图，可避免因典型年选取不同、年内分布样本偏少造成调度图有所不同、供水保证率偏低的问题；(2)引入来水情势的控制因子，通过预报径流的丰、枯动态控制供水型水库调度图中调度线的相对位置，从而实现大水多供、小水少供、动态控制的目标。附图说明图1为基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法流程图，图2为丹江口水库供水调度初始调度图，图3为丹江口水库供水调度图，图4为基于径流预报的丹江口水库动态供水调度图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。本专利技术基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，包括以长系列径流资料作为入库径流，其特征在于：它包括如下步骤：首先对所有年份逐时段进行供水调度计算，避免了典型年选取的差异和因样本偏少造成保证率偏低的问题；然后在采用常规的供水调度线推求方法的基础上，引入来水情势的控制因子，以长、中、短期水文径流预报为指导选择调度图中的调度线的相对位置，实现不同丰、枯来水情势下调度线的动态控制。所述的基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，其具体实现步骤如下：(1)采用长系列入库径流修正系列选取长系列入库径流系列中设计保证率对应的入库水量作为典型年，并按典型年年水量控制修正长系列径流分配，即按长系列年入库水量与典型年水量比值将长系列径流过程进行缩小，使得各年水量等于典型年入库水量，作为推求基本调度图的入库径流修正系列，长系列入库径流修正计算方式如公式①所示：其中，p保为设计保证率，W典型为设计保证率对应典型年的入库水量，Wi、Ii,j分别表示长系列中第i年入库总水量及第i年第j时段入库流量，为修正后入库流量；(2)常规供水调度线的推求和修正拟定供水期末水库供水水位，分析供水型水库多个供水对象的供水需求，通过水量平衡计算，分别推求满足多个供水对象不同供水要求的供水调度线，组合形成基本调度图，然后进行长系列供水调度计算，校核供水对象的供水量及供水保证率，修正基本供水调度图，采用水量平衡法逆时序推求供水调度线的计算方法如公式②所示：其中，分别表示第i年第j时段的初、末库容，qi,j为该时段水库下泄流量，为供水型水库第k供水方向的供水流量，Δt为时段长度；(3)基于径流预报的动态控制在基本调度图的基础上，为实现“大水多供、小水少供、动态控制”的目标，将调度线扩展为一定宽度的调度带，以径流预报为控制参数对供水调度线相对位置进行动态控制：当来水频率大于50％时，取调度带取上边界，从而在来水偏枯时减少供水，保证后续的供水安全；当来水频率小于50％时，取调度带取下边界，从而增加供水，减少不必要的弃水；基于径流预报的调度线动态控制方法如公式③所示：其中，P(Wi)表示第i年来水频率，LineUp、LineDown分别表示调度带的上下限。本专利技术以汉江流域丹江口水库供水调度图动态控本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，包括以长系列径流资料作为入库径流，其特征在于：它包括如下步骤：首先对所有年份逐时段进行供水调度计算，避免了典型年选取的差异和因样本偏少造成保证率偏低的问题；然后在采用常规的供水调度线推求方法的基础上，引入来水情势的控制因子，以长、中、短期水文径流预报为指导选择调度图中的调度线的相对位置，实现不同丰、枯来水情势下调度线的动态控制。

【技术特征摘要】
1.基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，包括以长系列径流资料作为入库径流，其特征在于：它包括如下步骤：首先对所有年份逐时段进行供水调度计算，避免了典型年选取的差异和因样本偏少造成保证率偏低的问题；然后在采用常规的供水调度线推求方法的基础上，引入来水情势的控制因子，以长、中、短期水文径流预报为指导选择调度图中的调度线的相对位置，实现不同丰、枯来水情势下调度线的动态控制。2.根据权利要求1所述的基于径流预报的供水型水库调度图动态控制方法，其具体实现步骤如下：(1)采用长系列入库径流修正系列选取长系列入库径流系列中设计保证率对应的入库水量作为典型年，并按典型年年水量控制修正长系列径流分配，即按长系列年入库水量与典型年水量比值将长系列径流过程进行缩小，使得各年水量等于典型年入库水量，作为推求基本调度图的入库径流修正系列，长系列入库径流修正计算方式如公式①所示：其中，p保为设计保证率，W典型为设计保证率对应典型年的入库水量，Wi、Ii,j分别表示长系列中第i年入库总水量及第i年第j时段入库流量，为修正后入库流量；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利升，张睿，饶光辉，余蔚卿，孟明星，蔡淑兵，胡向阳，陈永生，邹幼汉，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42