一种基于NSGA-II算法的水库抗旱应急调度方法技术

本发明专利技术涉及水库应急调度技术领域，公开了一种基于NSGA

【技术实现步骤摘要】
一种基于NSGA
‑
II算法的水库抗旱应急调度方法


[0001]本专利技术涉及水库应急调度
，更具体地说，它涉及一种基于NSGA
‑
II算法的水库抗旱应急调度方法。

技术介绍

[0002]随着经济社会快速发展，人们对水资源量与质、水能开发的需求量大幅提升，使得对流域水资源结构和水库群调度进行优化迫在眉睫。对流域内水资源现状、配置优先级、供需关系以及各库调度运行规则进行分析，是进行库群联合调度的重要前提。
[0003]然而随着库群规模及系统拓扑结构复杂性的不断增加，水库群的联合调度面临着新的挑战：(1)调度目标与搜索维度的增多加大了搜索的难度，优化算法难以收敛，对初始种群的要求较高，需要研究降维方法；(2)多种供水任务并存，尤其是共同供水任务的增加使得调度图的适用性降低，必须研究共同供水任务的分配策略问题；(3)目标之间的竞争协同关系分析不够，虽然利用多目标遗传算法可以获得Pareto解集，但如何从解集中选择最终决策成为新的难题。
[0004]因此，亟需提出一种基于NSGA
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NSGA
‑
II算法的水库抗旱应急调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算中小型流域的土壤含水量，具体包括以下步骤：1)建立栅格式分布式水文模型，所述栅格式分布式水文模型包括植物截流量计算模块、蒸发量计算模块、入渗量计算模块和产汇流计算模块；2)在栅格式分布式水文模型中，输入该中小型流域的历年降雨数据、流域DEM数据和流域土地利用数据、水流流向数据；3)基于水文学和水力学方法，对产流量进行逐网格汇流演算。在计算过程中，各栅格独立计算并取一定的时间步长进行耦合，计算该中小型流域的土壤含水量；S2、计算中小型流域的土壤干旱指数，具体包括以下步骤：1)计算土壤含水量距平指数和土壤相对湿度，计算公式如下：1)计算土壤含水量距平指数和土壤相对湿度，计算公式如下：式中，SMAPI为土壤含水量距平指数，ET0为多年同期土壤含水量，即逐日多年平均值，m为当前土壤含水量，f
c
为田间持水量，R为想土壤相对湿度,；2)根据上述步骤1)所述的土壤含水量距平指数和土壤相对湿度，采用Java程序计算公式(1)和(2)，以SMAPI作为土壤干旱指数；S3、根据步骤S2所述的土壤干旱指数和土壤相对湿度划分干旱等级和土壤墒情；S4、划分该中小型流域内的农作物种植区域，形成作物类型分布矢量图，并根据土壤含水量的精度将作物类型分布矢量图转换成栅格影像；S5、计算实际作物需水量ET
c
，计算公式如下：ET
c
＝Ks
·
Kc
·
ET0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，Ks表示土壤水分修正系数，Kc表示作物系数，ET0为参考作物腾发量；S6、计算灌溉需水量，计算公式如下：IR＝ET
c
‑
P
e
,IR≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，P
e
为有效降雨量；S7、根据卫星图像，利用该中小型流域的农业供水目标的水库或水电站的基础资料，结合作物类型栅格影像划分，确定灌溉面积与范围；S8、构建水库抗旱应急调度模型，具体包括以下步骤：1)制定水库群多目标调度规则；2)构建水库群多目标联合调度模型并加入约束条件；S9、求解联合调度模型并选择最优决策方案。2.根据权利要求1所述的一种基于NSGA
‑
II算法的水库抗旱应急调度方法，其特征在于，步骤S4中所述的农作物种植区域的划分方法为：提取该中小型流域内的卫星影像，和流域罐区的设计分布图，确定流域内实际的旱地与水田的分布。3.根据权利要求1所述的一种基于NSGA
‑
II算法的水库抗旱应急调度方法，其特征在于，步骤S5中所述的参考作物腾发量ET0的计算公式如下：
式中：ET0为参考作物腾发量，Rn为冠层表面净辐射，G为土壤热通量，T为日平均温度，u2为风速，e
s
为饱和水汽压，e
a
为实际水汽压，e
s
‑
e
a
为饱和水汽压差，Δ为水气压曲线斜率，γ为湿度计常数。4.根据权利要求1所述的一种基于NSGA
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II算法的水库抗旱应急调度方法，其特征在于，步骤S6中所述的有效降雨量Pe的计算公式如下：SF＝0.53+1.16
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‑2D
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8.94

【专利技术属性】
技术研发人员：徐炜，陈思，李霞，谢在朝，张守平，赵思琪，殷仕明，杨溢，王苏凡，李小杰，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：