【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库群防洪调度，涉及到一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法。
技术介绍
1、我国洪涝灾害频发，特别是近年来，局部地区极端暴雨导致发生流域级大洪水。水库是流域洪水防治的重要工程措施，通过水库的拦蓄作用调节洪水，在保证水库自身防洪安全的前提下，进行拦洪、削峰、错峰，减轻下游的防洪压力。近年来，随着大规模水库群的建设，各大流域初步建成了干支流水库、堤防、蓄滞洪区相配套的流域防洪工程体系，逐渐形成了全流域大规模混联水库群联合调度格局，共同保证水库群下游区域防洪安全，实现流域防洪效益最大化。但由于水库数量众多，拓扑关系复杂，水库之间还存在着复杂的水文、水力联系，各水库不仅有着自身的防洪任务，还承担着流域共同的防洪任务，使得传统的单库调度难以满足现有的防洪需求。为发挥水库之间的协同作用，开展水库群联合防洪调度，实现水库群的防洪效益最大化。
2、水库群联合优化调度在单一水库调度的基础上，考虑水库间复杂的水力联系，明确水库自身与共同防洪任务，合理利用水库群的调蓄能力，最大程度地减轻下游防洪压力，使得流域防洪效益最大化。通常，水库群有上下游防洪保护对象，多数是考虑单一目标的优化调度方式。chen等(chen h, wang w, chau k, et al. flood control operation ofreservoir group using yin-yang firefly algorithm[j]. water resourcesmanagement, 2021, 35(15): 5325-5345.)以
3、然而，水库群的保护对象众多，各保护对象的防洪标准不同。通常，水库群共同保护下游农田、城镇防洪安全，同时还需保护上游农田等安全，为此，不同防洪形势下，水库群优化策略不同。
4、然而现有研究大多是针对某一量级洪水展开研究，没有系统确定适应不同防洪形势的优化策略和模型确定的方法。大多数研究，如中国专利技术专利一种水库防洪调度方法和系统（cn 118536766 a）根据水文事件规律与实时水文气象信息进行模拟调度，中国专利技术专利一种单库防洪优化调度方法（cn 118261286 a）采取固定的优化防洪调度策略，均不能针对不同的防洪形势生成不同的防洪策略，进而不能更有效的利用水库的调蓄能力。本专利结合流域特征及当前水库状态，根据不同来水情况以及防洪需求，确定水库群防洪优化调度策略，充分挖潜水库的调蓄能力，最大程度发挥水库群的防洪减灾作用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种水库群联合优化调度方法，是国家防洪调度体系建设的核心模型，是适应国家加强中小洪水治理，减轻超标洪水损失的防洪减灾新形势需求的关键技术。该方法创新在于根据水库群实时水情、工情进行流域防洪形势分析，确定不同来水情况下的调度需求，针对不同防洪任务选取不同防洪策略，构建优化调度模型，进而确定制定相应的调度方案。以山东省大汶河流域莱芜以上区间水库群调度应用为例，验证了本专利技术的合理性、有效性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，是一种不同防洪形势和需求的水库群联合优化调度方法，首先，根据预报降雨，预报来水大小，并结合规则调度模拟模型，判别流域防洪形势，确定防洪调度目标和需求。其次，基于不同的防洪形势和需求，构建相应的水库群联合优化模型：对于下游标准内的小洪水，防洪需求是尽可能减轻下游防洪压力，调控目标为利用水库防洪库容，发挥水库“拦洪削峰”作用，尽可能减少下游洪峰流量，构建下游组合流量最小为目标的水库群联合优化模型；对于超下游标准的洪水，需要对水库群展开预泄调度，尽可能减少下游超标洪量甚至到不超标，构建水库群预泄优化调度模型；对于大洪水，防洪目标是在保大坝防洪安全的同时，尽可能减少下游洪灾损失，构建考虑水库自身安全和下游保护对象安全的水库群多目标联合调度模型。第三，利用逐步优化算法对优化模型进行求解，生成不同防洪形势下的调度方案。最后，评估不同防洪形势下不同调度方案对上下游保护对象、自身的防洪效果，生成最终调度方案。流程图见附图1，其主要包括以下步骤：
4、步骤1，分析防洪形势并确定调度需求；
5、对于下游有防洪对象的水库群，基于已有的预报和实测降雨信息，输入已有的水文模型得到各水库的预报洪水过程和区间洪水预报过程，基于当前的水库实时水位，利用各水库规则调度模型，模拟各水库的出流过程和下游断面的预报组合流量。
6、根据规则调度模型调度后各重要控制断面的预报中流量及水库调洪最高水位判断流域防洪形势，分为三种情况：
7、第一种情况：下游防洪标准内的中小洪水；
8、各防洪控制断面组合流量小于等于该断面警戒流量，且各水库调洪高水位低于防洪高水位，判别公式如公式（1）-（2）所示：
9、(1)
10、(2)
11、式中，为时段编号；为水库编号；j为防洪控制断面编号，为控制断面个数，为水库个数；为j防洪控制断面流量，m3/s；为j防洪控制断面警戒流量，m3/s，为i水库水位，m；为i水库防洪高水位，m。
12、此情景下的防洪需求为：充分利用水库防洪库容，发挥水库的拦洪、错峰、削峰作用，尽可能降低防洪控制断面的防洪压力，减少洪水对下游影响。也就是通过水库群联合调度，尽可能减少下游断面洪峰流量。
13、第二种情况：超下游或者上游保护对象防洪标准的中洪水；
14、各防洪控制断面至少有1个断面最大流量超警戒流量，或者有任一水库调洪高水位高于防洪高水位时，判别公式如公式（3）-（4）所示：
15、(3)<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，其特征在于，所述的水库群联合防洪优化调度方案生成方法步骤为：首先，根据预报降雨，预报来水大小，并结合规则调度模拟模型，判别流域防洪形势，确定防洪调度目标和需求；其次，基于不同的防洪形势和需求，构建相应的水库群联合优化模型：对于下游标准内的小洪水，构建下游组合流量最小为目标的水库群联合优化模型；对于超下游标准的洪水，构建水库群预泄优化调度模型；对于大洪水，构建考虑水库自身安全和下游保护对象安全的水库群多目标联合调度模型；第三，对上一步构建的模型进行求解，生成不同防洪形势下的调度方案，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，其特征在于，所述的水库群联合防洪优化调度方案生成方法还包括步骤4，评估考虑分级防洪目标的水库群联合优化调度模型的效果；具体为：
3.根据权利要求1所述的一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，其特征在于，所述的步骤2.2.1中，预泄模块原则如下：
4.根据权利要求1所述的一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，其特征在于，所述的步骤3中的约束
...【技术特征摘要】
1.一种水库群联合防洪优化调度方案生成方法，其特征在于，所述的水库群联合防洪优化调度方案生成方法步骤为：首先，根据预报降雨，预报来水大小，并结合规则调度模拟模型，判别流域防洪形势，确定防洪调度目标和需求；其次，基于不同的防洪形势和需求，构建相应的水库群联合优化模型：对于下游标准内的小洪水，构建下游组合流量最小为目标的水库群联合优化模型；对于超下游标准的洪水，构建水库群预泄优化调度模型；对于大洪水，构建考虑水库自身安全和下游保护对象安全的水库群多目标联合调度模型；第三，对上一步构建的模型进行求解，生...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁伟，李敏，邱洁坤，吴京峰，初京刚，余健晖，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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