CN109800935B - 水库群流量调度方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水库群流量调度方法、装置及存储介质。其中，该方法包括：获取目标流域的水库群信息，其中，所述水库群信息包括所述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；根据所述水库群信息对所述目标流域进行建模，得到所述目标流域的水库群模型；通过所述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成所述目标流域中各个水库的调度信息，解决现有技术无法对多水库的水库群的水库流量进行有效调度的问题。

Description

水库群流量调度方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及水库群调度领域，特别地，涉及一种水库群流量调度方法、装置及存储介质。

背景技术

水库是人类重新分配水资源时空分布的重要手段，担负着防洪、发电、航运、供水等多方面的功能与任务，成为促进社会文明进步的重要手段之一。水库调度技术是实现水库正常运行的必备手段之一。

目前已有的调度方案中，要么是单水库的调度，要么是简单的上下游梯级水库的调度。而现实中一般的流域都存在水库群梯级、并联混合的情况。现有技术中方案无法应用到多水库的水群流量调度中。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种水库群流量调度方法、装置及存储介质，用于解决现有技术中无法对多水库的水库群的水库流量进行有效调度的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种水库群流量调度方法，该方法包括：获取目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型；通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息。

进一步地，上述目标流域上各个水库和河流的属性信息包括：各个水库和河流的相对位置关系、各个水库的水位信息和库容信息、各个河流的流量信息和采水量信息。

进一步地，根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型包括：按照上述属性信息中的相对位置关系，将上述目标流域中河流的交汇点设置为节点；将上述水库、上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的上述水库按照上下游的顺序排序；根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；至少记录各个上述节点和各个上述河道段的相对位置信息，记录各个上述节点和各个上述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个上述水库的水位信息和库容信息，生成上述水库群模型。

进一步地，将上述水库或上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段包括：将各个上述河流的最上游至上述节点、上述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个上述河道段。

进一步地，根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量包括：将上述河道段中各地点的采水量相加作为上述河道段的采水量；将上述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为上述河道段的需要最小流量；以及将上述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为上述河道段的允许最大流量。

进一步地，通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息包括：在接收到的上述调度需求为拦洪需求的情况下，从上述水库群模型中查找上述目标流域的最下游河道段，将上述最下游河道段设置为初始河道段，对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库的释放水量，其中上述调度信息包括上述目标流域中各个水库的释放水量：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的释放水量为上述初始河道段的允许最大流量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则从上述水库群模型中查找以上述初始河道段为终点的目标河道段；若上述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于上述初始河道段允许最大流量减去上述没有起点的河道段的实时流量、且设置上述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将上述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将上述剩余河道段设置为上述初始河道段，其中，上述采集的水库群的实时水文信息包括上述没有起点的河道段的实时流量。

进一步地，通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息包括：在接收到的上述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生上述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中上述调度信息包括上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的水库增加释放水量为上述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则确定以上述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为上述目标增加释放水量，并基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各上述目标河道段设置为上述初始河道段。

进一步地，按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标增加释放水量与上述水库死库容量之和；计算上述和与上述水库目前库容的差；若上述差大于零，则将上述差作为上述河道增加释放水量；若上述差小于等于零，则将上述河道增加释放水量设置为零，其中，所述库容信息包括所述水库目前库容和水库死库容量；基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标河道段的河道增加释放水量符合下述条件：上述河道增加释放水量之和小于或等于上述目标增加释放水量、每个上述目标河道段的河道段总水量不超过上述河道段允许最大流量、且上述河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于上述河道增加释放水量。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种水库群流量调度装置，该装置包括：获取单元，用于获取目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；资源建模单元，用于根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型；调度分析单元，用于通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息。

进一步地，上述目标流域上各个水库和河流的属性信息包括：各个水库和河流的相对位置关系、各个水库的水位信息和库容信息、各个河流的流量信息和采水量信息。

进一步地，上述资源建模单元包括：节点设置模块，用于按照上述属性信息中的相对位置关系，将上述目标流域中河流的交汇点设置为节点；河道段设置模块，用于将上述水库、上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的上述水库按照上下游的顺序排序；信息确定模块，用于根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；模型生成模块，用于至少记录各个上述节点和各个上述河道段的相对位置信息，记录各个上述节点和各个上述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个上述水库的水位信息和库容信息，生成上述水库群模型。

进一步地，上述河道段设置模块具体用于：将各个上述河流的最上游至上述节点、上述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个上述河道段。

进一步地，上述信息确定模块包括：采水量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的采水量相加作为上述河道段的采水量；第一流量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为上述河道段的需要最小流量；以及第二流量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为上述河道段的允许最大流量。

进一步地，上述调度分析单元包括：上述拦洪需求处理模块，用于在接收到的上述调度需求为拦洪需求的情况下，从上述水库群模型中查找上述目标流域的最下游河道段，将上述最下游河道段设置为初始河道段，通过第一循环模块对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库的释放水量，上述调度信息包括上述目标流域中各个水库的释放水量，其中，上述第一循环执行模块具体用于：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的释放水量为上述初始河道段的允许最大流量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；循环执行子模块，用于如果上述初始河道段的起点为上述节点，则从上述水库群模型中查找以上述初始河道段为终点的目标河道段；若上述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于上述初始河道段允许最大流量减去上述没有起点的河道段的实时流量、且设置上述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将上述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将上述剩余河道段设置为上述初始河道段，其中，上述采集的水库群的实时水文信息包括上述没有起点的河道段的实时流量。

进一步地，上述调度分析单元包括：增加下游水量需求处理模块，用于在接收到的上述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生上述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，通过第二循环执行模块对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，上述调度信息包括上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中，上述第二循环执行模块具体用于：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的水库增加释放水量为上述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则确定以上述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为上述目标增加释放水量，并基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各上述目标河道段设置为上述初始河道段。

进一步地，按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标增加释放水量与上述水库死库容量之和；计算上述和与上述水库目前库容的差；若上述差大于零，则将上述差作为上述河道增加释放水量；若上述差小于等于零，则将上述河道增加释放水量设置为零，其中，所述库容信息包括所述水库目前库容和水库死库容量；基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标河道段的河道增加释放水量符合下述条件：上述河道增加释放水量之和小于或等于上述目标增加释放水量、每个上述目标河道段的河道段总水量不超过上述河道段允许最大流量、且上述河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于上述河道增加释放水量。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种水库群流量调度系统，该系统包括：输入装置，用于输入上述目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；上述的水库群流量调度装置，用于获取目标流域的水库群信息，根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型；通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息；输出装置，用于输出上述调度信息。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种存储介质，上述存储介质存储有用于执行上述的水库群流量调度方法的程序。

采用上述实施例，在获取目标流域的水库群信息之后，根据目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型，并通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息，从而实现对具有梯级和/或并联关系的水库群进行有效调度，解决现有技术无法对多水库的水库群的水库流量进行有效调度的问题。

附图说明

附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明实施例的水库群流量调度系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的水库群流量调度方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的目标流域的示例图；

图4是根据本发明实施例的水库群流量调度装置的示意图一；

图5是根据本发明实施例的水库群流量调度装置的示意图二。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

首先，对本申请涉及的术语含义解释如下：

水库群，包括同一河流上的梯级水库群、不同河流上的并联水库群，以及含有以上二者的混合型水库群。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种水库群流量调度系统，该系统包括如图1所示的：输入装置10，用于输入上述目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；水库群流量调度装置30，用于获取目标流域的水库群信息，根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型；通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息；输出装置50，用于输出上述调度信息。

其中，输入装置可以包括键盘、鼠标等硬件装置，也可以包括数据调用接口等软件装置，本申请对此不作限定。

可选地，输入装置(包括流域水文数据采集模块和调度需求接收模块)还用于输入采集的水库群的实时水文信息以及调度需求，其中，实时水文信息可以包括表1和表2所示的信息。其中，流域水文数据采集模块通过外部系统采集流域内的实时水文数据，并将表1和表2中的数据发送至水库群流量调度装置的调度分析单元。

表1

河流名称	时间	日流量

表2

水库名称	时间	坝上水位

其中，表1和表2中的时间为采集实时水文数据的时间，本申请的时间以天为记录单位，例如，2016年10月25日。

上述的水库群流量调度装置30用于执行水库群流量调度方法，该方法包括如图2所示的步骤：

步骤S201：获取目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息。

其中，上述目标流域上各个水库和河流的属性信息包括：各个水库和河流的相对位置关系、各个水库的水位信息和库容信息、各个河流的流量信息和采水量信息。

可选地，上述的属性信息包括表3至表7所示的信息：

表3

水库名称	河流名称	上游水库名称

表4

河流名称	上游河流名称	上下游河流交汇点名称

表5

水库名称	水位	水位性质	库容

表6

表7

其中，各个水库和河流的相对位置关系包括：水库的上游水库名称、河流上游河流名称、上下游河流交汇点名称、河流的地点名称、河流的上游水库(或河流交汇点)名称、河流的下游水库(或河流交汇点)名称等。

各个水库的水位信息和库容信息包括：水库的水位、水库的水位性质、水位的死库容量(表中未明确示出)、水库的目前容量(表中未明确示出)。

各个河流的流量信息和采水量信息包括：河流的需要日最小流量(也可以称之为需要最小流量)、允许日最大流量(也可以称之为允许最大流量)、日采水量。

通过上述信息的输入，可以保证数据的完整性，从而可以得到准确的调度信息。

步骤S203：根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型。

可选地，根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型包括：按照上述属性信息中的相对位置关系，将上述目标流域中河流的交汇点设置为节点；将上述水库、上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的上述水库按照上下游的顺序排序；根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；至少记录各个上述节点和各个上述河道段的相对位置信息，记录各个上述节点和各个上述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个上述水库的水位信息和库容信息，生成上述水库群模型。

其中，将上述水库或上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段包括：将各个上述河流的最上游至上述节点、上述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个上述河道段。

其中，根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量包括：将上述河道段中各地点的采水量相加作为上述河道段的采水量；将上述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为上述河道段的需要最小流量；以及将上述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为上述河道段的允许最大流量。

其中，采水量信息包括河道段中各地点的采水量。

通过资源建模单元对河流、水库进行建模。具体包括如下步骤：

A：将河流的交汇点设定为节点；

B：将河流的最上游至节点或水库的路径设定为一个河道段；将水库与节点的路径设定为一个河道段；将水库之间的路径设定为一个河道段；将同一条河流上的河道段按从上游到下游的顺序排序。

C：水库设置为水库，将同一条河流上的水库按从上游到下游的顺序排序。

D：将河道段中各地点的采水量相加作为河道段的采水量；将河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为河道段的需要最小流量；将河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为河道段的允许最大流量。

记录上述设置的河道段及其顺序，水库及其顺序，河道段的采水量、需要最小流量、和允许最大流量，生成目标水域的水库群模型，该水库群模型的表现形式有多种，可以为树状结构，也可以如表8至表12所示的为多张表格，在生成目标流域的水库群模型之后，将水库群模型发送给调度分析单元。通过上述实施例可以在获取到无序没有结构的数据之后，建立数据之间的关系，将无序数据变成有结构的数据，提高数据的处理速度。

表8

表9

节点标识	河流名称	上游河流名称	上下游河流交汇点名称

表10

水库标识	水库名称	河流名称	序号

表11

水库标识	水库名称	水位	水位性质	库容

其中，如果一个河道段没有起点，则该河道段是流域的最上游之一。

步骤S205：通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息。

采用上述实施例，在获取目标流域的水库群信息之后，根据目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型，并通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息，从而实现对具有梯级和/或并联关系的水库群进行有效调度，解决现有技术无法对多水库的水库群的水库流量进行有效调度的问题。

可选地，调度需求包括拦洪需求和增加下游水量需求，对于不同的需求，可进行不同的处理，以生成不同的调度信息。

调度需求接收模块从外部接收调度需求，调度需求也可以表现为表格，如表12所示，调度需求包括需求标识、需求类型、需求持续时间(即表中的持续时间)、河流名称、地点、日流量：

表12

需求标识	需求类型	持续时间	河流名称	地点	日流量

在一个可选地实施例中，通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息包括：在接收到的上述调度需求为拦洪需求的情况下，从上述水库群模型中查找上述目标流域的最下游河道段，将上述最下游河道段设置为初始河道段，对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库的释放水量，其中上述调度信息包括上述目标流域中各个水库的释放水量：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的释放水量为上述初始河道段的允许最大流量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则从上述水库群模型中查找以上述初始河道段为终点的目标河道段；若上述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于上述初始河道段允许最大流量减去上述没有起点的河道段的实时流量、且设置上述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将上述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将上述剩余河道段设置为上述初始河道段，其中，上述采集的水库群的实时水文信息包括上述没有起点的河道段的实时流量。

具体地，如果调度需求为拦洪需求，则调度分析单元执行如下操作，以生成调度信息：

1、找到该流域的最下游河道段，也即没有终点的河道段，作为初始河道段。

2、如果初始河道段的起点是水库，则该水库释放以初始河道段允许日最大流量，将以该水库为终点的河道段设置为新的初始河道段。

3、如果初始河道段的起点是节点，则找到以该节点为终点的河道段。如果这些河道段中，存在没有起点的河道段，则剩余河道段的来水之和需要小于初始河道段允许日最大流量减去没有起点的河道段的流量，且剩余河道段中各河道段来水流量须小于自身允许日最大流量。以剩余河道段作为新的初始河道段，来水流量作为新的允许日最大流量，按照河流中水库从下游到上游依次推导得到各水库的释放水量，其中，调度信息包括各水库的释放水量。

在另一个可选的实施例中，通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息包括：在接收到的上述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生上述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中上述调度信息包括上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的水库增加释放水量为上述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则确定以上述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为上述目标增加释放水量，并基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各上述目标河道段设置为上述初始河道段。

进一步地，按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标增加释放水量与上述水库死库容量之和；计算上述和与上述水库目前库容的差；若上述差大于零，则将上述差作为上述河道增加释放水量；若上述差小于等于零，则将上述河道增加释放水量设置为零，其中，所述库容信息包括所述水库目前库容和水库死库容量；基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量包括：确定上述目标河道段的河道增加释放水量符合下述条件：上述河道增加释放水量之和小于或等于上述目标增加释放水量、每个上述目标河道段的河道段总水量不超过上述河道段允许最大流量、且上述河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于上述河道增加释放水量。

具体地，如果调度需求为拦洪需求，则调度分析单元执行如下操作，以生成调度信息：

1、通过河流、地点找到需求发生的河道段，设定为初始河道段。

2、如果初始河道段起点为水库，则该水库增加释放需求的水量(即上述的目标增加释放水量)。以该水库为终点的河道段需要增加的水量(即河道段增加释放水量)为f(增加释放水量+该水库死库容量-该水库目前库容)，并设定该水库为终点的河道段为新的初始河道段。

其中，f(增加释放水量+该水库死库容量-该水库目前库容)为新的需求增加下游水量，f()函数的定义为：如果括号中的数大于0，则f()函数等于括号中的数；如果括号中的数小于等于0，则f()函数等于0。

3、如果初始河道段起点为节点，和以该节点为终点的各河道段要增加的水量之和为需求增加下游水量。这些河道段各自的要增加的水量可根据实际情况灵活确定，只需要河道段总水量不超过河道段允许日最大流量和河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于要增加的水量即可。设定这些河道段为新的初始河道段，这些河道段各自的要增加的水量为新的需求增加下游水量。

4、重复2、3步处理，按照河流中水库从下游到上游依次推导得到各水库增加的释放水量。

根据上述实施例，通过上述混合型水库群流量调度分析方法，首先针对存在干流和多支流、梯级/并联混合的水库群进行了资源建模，然后将各下游河道段/水库的来水分摊至上游各河道段/水库，最后根据水库群初始来水量与上下游泄水需求确定各水库的泄水量。

进一步地，通过上述实施例可以按照不同需求确定不同的调度信息。

样例：

下面结合图3和图4对某目标流域的水库群流量调度方式详细说明如下：

如图3所示，该目标流域的河流包括河流1、河流2、河流3，水库包括水库A、水库B、水库C和水库D，该目标流域还包括一个交汇点1。

如图4所示，该水库群流量调度系统包括流域水文数据采集模块、资源建模模块(即上述的资源建模单元)、调度需求接收模块、调度分析模块(及上述调度分析单元)。其中，流域水文数据采集模块通过外部系统采集流域内的实时水文数据。

该实时水文数据如表14和15所示：

表14

河流名称	时间	日流量(立方米)
			河流1	20170907	1500
河流3	20170907	1800
			……	……	……

表15

水库名称	时间	坝上水位(米)
			水库A	20170907	16
水库B	20170907	19
			水库C	20170907	14
水库D	20170907	20
			……	……	……

流域水文数据采集模块将最新的表1、表2数据发送至调度分析模块。

资源建模模块从外部接收河流水库的属性数据，该属性数据如表16至20所示：

表16

水库名称	河流名称	上游水库名称
			水库D	河流1
水库A	河流1	水库D
			水库C	河流3
水库B	河流2

表17

表18

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表19

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表20

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资源建模模块中针对河流、水库进行建模。具体方法如下：

将河流的交汇点设定为节点；

将河流的最上游至节点或水库的路径设定为一个河道段；将水库与节点的路径设定为一个河道段；将水库之间的路径设定为一个河道段；将同一条河流上的河道段按从上游到下游的顺序排序。

水库设置为水库，将同一条河流上的水库按从上游到下游的顺序排序。

将河道段中各地点的采水量相加作为河道段的采水量；将河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为河道段的需要最小流量；将河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为河道段的允许最大流量。

可得目标流域的水库群模型如表21所示：

表21

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表22

表23

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表24

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资源建模模块将表20至表24数据发送至调度分析模块。

调度需求接收模块从外部接收调度需求数据如表25和表26所示，其中，两个表中示出的是两种不同的需求：

表25

需求标识	需求类型	持续时间	河流名称	地点	日流量(立方米)
						需求1123	拦洪需求	5天

表26

其中，上述表25中的需求为拦洪需求，调度系统在接收到该需求之后，具体执行如下操作：

找到该流域的最下游河道段，也即没有终点的河道段，作为初始河道段，可选地，可以从水库群模型中找到——河道段22作为初始河道段。

如果初始河道段的起点是水库，则该水库释放以初始河道段允许日最大流量。

河道段22的起点是水库B，水库B释放河道段22允许日最大流量——23000立方米；河道段21的终点是水库B，以河道段21为新的起始河道段。

如果初始河道段的起点是节点，则找到以该节点为终点的河道段。如果这些河道段中，存在没有起点的河道段，则剩余河道段的来水之和需要小于初始河道段允许日最大流量减去没有起点的河道段的流量，且剩余河道段中各河道段来水流量须小于自身允许日最大流量。以剩余河道段作为新的初始河道段，来水流量作为新的允许日最大流量，按照河流中水库从下游到上游依次推导得到各水库的释放水量。

河道段21的起点是节点1，以节点1为终点的河道段为：河道段32、河道段13。

河道段32的起点是水库C，水库C释放河道段32允许日最大流量——11000立方米；河道段31的终点是水库C，河道段31没有起点，结束推导。

河道段13的起点是水库A，水库A释放河道段13允许日最大流量——8000立方米；河道段12的终点是水库A，以河道段12为新的起始河道段。河道段12的起点是水库D，水库D释放河道段12的允许日最大流量——7000立方米。

河道段11的终点是水库D，河道段11没有起点，结束推导，并得到表27所示的调度信息。

表27

上述表26中的需求为增加下游水量需求，调度系统在接收到该需求之后，具体执行如下操作：

通过河流、地点找到需求发生的河道段，设定为初始河道段。

河流2地点2上游水库为B，无下游水库和河流交汇点，所属的河道段为河道段22，设定河道段22为初始河道段。

如果初始河道段起点为水库，则该水库增加释放需求的水量。以该水库为终点的河道段需要增加的水量为f(增加释放水量+该水库死库容量-该水库目前库容)。设定该水库为终点的河道段为新的初始河道段，f(增加释放水量+该水库死库容量-该水库目前库容)为新的需求增加下游水量。f()函数的定义为：如果括号中的数大于0，则f()函数等于括号中的数；如果括号中的数小于等于0，则f()函数等于0。

河道段22的起点为水库B，则水库B增加释放需求的水量——4000立方米。

2017年9月7日，水库B水位为19米，库容为403000立方米。水库B死库容量为400000立方米。水库B目前库容-水库B增加释放水量-水库B死库容量＝400000+4000-403000＝1000>0。

也即，河道段21的终点为水库B，河道段21需要增加水量需求为1000立方米。设定河道段21为新的初始河道段。

如果初始河道段起点为节点，和以该节点为终点的各河道段要增加的水量之和为需求增加下游水量。这些河道段各自的要增加的水量可根据实际情况灵活确定，只需要河道段总水量不超过河道段允许日最大流量和河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于要增加的水量即可。设定这些河道段为新的初始河道段，这些河道段各自的要增加的水量为新的需求增加下游水量。

河道段21的起点为节点1，河道段32、河道段13的终点为节点1。因此河道段32、河道段13要增加的水量之和为初始河道段的需要增加水量需求为1000。

2017年9月7日，河流1的日来水流量为1500立方米；河流3的日来水流量为1800立方米；如果没有增加流量，则日常河流的各河道段流量为来水流量。

河道段32允许日最大流量为11000立方米大于1000+1800＝2800立方米；

河道段13允许日最大流量为8000立方米大于1000+1800＝2800立方米；

河道段32的起点为水库C，2017年9月7日，水库C水位为14米，库容为151000立方米。水库B死库容量为150000立方米。如果水库C释放初始河道段的需要增加水量，水库C目前库容-水库C增加释放水量-水库C死库容量＝150000+2800-151000＝1800>0，因此水库C不能独立承担初始河道段的需要增加水量。

河道段13的起点为水库A，2017年9月7日，水库A水位为16米，库容为204000立方米。水库B死库容量为200000立方米。如果水库A释放初始河道段的需要增加水量，水库A目前库容-水库A增加释放水量-水库A死库容量＝200000+2800-204000＝-1200<0，因此水库A可以独立承担初始河道段的需要增加水量1000立方米，也即水库C无需增加释放水量，从而得到表28所示的调度信息。

表28

在上述实施例中，以河流交汇点与水库之间、水库之间、河流交汇点与河流交汇点之间的河流为河道段，河流交汇点为节点，水库为水库的流域网状建模方法，可以提高建模速度，并且可以保证建模的准确性。

进一步，在流域网状模型基础上，根据来水量、水库水位、需求类型与需求水量逐个分析水库释放水量的混合型水库群流量调度分析系统，可以制定满足各种用水/防洪需求的水库群水量调度方案，并得到准确的调度信息。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种水库群流量调度装置，该装置包括如图5所示的：获取单元51，用于获取目标流域的水库群信息，其中，上述水库群信息包括上述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；资源建模单元53，用于根据上述水库群信息对上述目标流域进行建模，得到上述目标流域的水库群模型；调度分析单元55，用于通过上述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成上述目标流域中各个水库的调度信息。

进一步地，上述目标流域上各个水库和河流的属性信息包括：各个水库和河流的相对位置关系、各个水库的水位信息和库容信息、各个河流的流量信息和采水量信息。

进一步地，上述资源建模单元包括：节点设置模块，用于按照上述属性信息中的相对位置关系，将上述目标流域中河流的交汇点设置为节点；河道段设置模块，用于将上述水库、上述节点作为分界点将上述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的上述水库按照上下游的顺序排序；信息确定模块，用于根据上述属性信息中的采水量信息确定上述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；模型生成模块，用于至少记录各个上述节点和各个上述河道段的相对位置信息，记录各个上述节点和各个上述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个上述水库的水位信息和库容信息，生成上述水库群模型。

进一步地，上述河道段设置模块具体用于：将各个上述河流的最上游至上述节点、上述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个上述河道段。

进一步地，上述信息确定模块包括：采水量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的采水量相加作为上述河道段的采水量；第一流量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为上述河道段的需要最小流量；以及第二流量设置子模块，用于将上述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为上述河道段的允许最大流量。

进一步地，上述调度分析单元包括：上述拦洪需求处理模块，用于在接收到的上述调度需求为拦洪需求的情况下，从上述水库群模型中查找上述目标流域的最下游河道段，将上述最下游河道段设置为初始河道段，通过第一循环模块对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库的释放水量，上述调度信息包括上述目标流域中各个水库的释放水量，其中，上述第一循环执行模块具体用于：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的释放水量为上述初始河道段的允许最大流量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；循环执行子模块，用于如果上述初始河道段的起点为上述节点，则从上述水库群模型中查找以上述初始河道段为终点的目标河道段；若上述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于上述初始河道段允许最大流量减去上述没有起点的河道段的实时流量、且设置上述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将上述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将上述剩余河道段设置为上述初始河道段，其中，上述采集的水库群的实时水文信息包括上述没有起点的河道段的实时流量。

进一步地，上述调度分析单元包括：增加下游水量需求处理模块，用于在接收到的上述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生上述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，通过第二循环执行模块对上述初始河道段执行下述操作，确定上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，上述调度信息包括上述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中，上述第二循环执行模块具体用于：如果上述初始河道段的起点是上述水库，则上述水库的水库增加释放水量为上述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照上述目标增加释放水量和库容信息确定以上述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以上述水库为终点的河道段设置为上述初始河道段；如果上述初始河道段的起点为上述节点，则确定以上述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为上述目标增加释放水量，并基于上述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个上述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各上述目标河道段设置为上述初始河道段。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种存储介质，上述存储介质存储有用于执行上述的水库群流量调度方法的程序。

为了实现上述目的，本申请实施例公开了一种储介质，上述存储介质存储有用于执行上述的应用在网页前端的数据处理方法的程序。

采用上述实施例，首先针对存在干流和多支流、梯级/并联混合的水库群进行了资源建模，然后将各下游河道段/水库的来水分摊至上游各河道段/水库，最后根据水库群初始来水量与上下游泄水需求确定各水库的泄水量。基于上述调度析系统，调度人员可以制定满足各种用水/防洪需求的水库群水量调度方案。

需要说明的是，上述装置实施例属于优选实施例，所涉及的单元和模块并不一定是本申请所必须的。

对于前述的各方法实施例，为了描述简单，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或同时执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

本申请还公开了一种在其上记录有用于执行上述方法的程序的存储介质。所述存储介质包括配置为以计算机(以计算机为例)可读的形式存储或传送信息的任何机制。例如，存储介质包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储介质、电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本申请的装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例部分的说明即可。以上所描述的装置及装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上对本申请所提供的一种用于分布式索引服务引擎的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种水库群流量调度方法，其特征在于，包括：

获取目标流域的水库群信息，其中，所述水库群信息包括所述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；

根据所述水库群信息对所述目标流域进行建模，得到所述目标流域的水库群模型，包括：按照所述属性信息中的相对位置关系，将所述目标流域中河流的交汇点设置为节点；将所述水库、所述节点作为分界点将所述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的所述水库按照上下游的顺序排序；根据所述属性信息中的采水量信息确定所述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；至少记录各个所述节点和各个所述河道段的相对位置信息，记录各个所述节点和各个所述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个所述水库的水位信息和库容信息，生成所述水库群模型；

通过所述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成所述目标流域中各个水库的调度信息，包括：

在接收到的所述调度需求为拦洪需求的情况下，从所述水库群模型中查找所述目标流域的最下游河道段，将所述最下游河道段设置为初始河道段，对所述初始河道段执行下述操作，确定所述目标流域中各个水库的释放水量，其中所述调度信息包括所述目标流域中各个水库的释放水量：

如果所述初始河道段的起点是所述水库，则所述水库的释放水量为所述初始河道段的允许最大流量，并将以所述水库为终点的河道段设置为所述初始河道段；

如果所述初始河道段的起点为所述节点，则从所述水库群模型中查找以所述初始河道段为终点的目标河道段；

若所述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于所述初始河道段允许最大流量减去所述没有起点的河道段的实时流量、且设置所述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将所述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将所述剩余河道段设置为所述初始河道段，

其中，所述采集的水库群的实时水文信息包括所述没有起点的河道段的实时流量。

2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述目标流域上各个水库和河流的属性信息包括：各个水库和河流的相对位置关系、各个水库的水位信息和库容信息、各个河流的流量信息和采水量信息。

3.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，将所述水库、所述节点作为分界点将所述河流设置为多个河道段包括：

将各个所述河流的最上游至所述节点、所述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个所述河道段。

4.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，根据所述属性信息中的采水量信息确定所述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量包括：

将所述河道段中各地点的采水量相加作为所述河道段的采水量；

将所述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为所述河道段的需要最小流量；以及，

将所述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为所述河道段的允许最大流量。

5.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，通过所述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成所述目标流域中各个水库的调度信息包括：

在接收到的所述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生所述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，对所述初始河道段执行下述操作，确定所述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中所述调度信息包括所述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量：

如果所述初始河道段的起点是所述水库，则所述水库的水库增加释放水量为所述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照所述目标增加释放水量和库容信息确定以所述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以所述水库为终点的河道段设置为所述初始河道段；

如果所述初始河道段的起点为所述节点，则确定以所述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为所述目标增加释放水量，并基于所述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个所述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各所述目标河道段设置为所述初始河道段。

6.根据权利要求5所述的调度方法，其特征在于：

按照所述目标增加释放水量和库容信息确定以所述水库为终点的河道段的河道增加释放水量包括：确定所述目标增加释放水量与所述水库死库容量之和；计算所述和与所述水库目前库容的差；若所述差大于零，则将所述差作为所述河道增加释放水量；若所述差小于等于零，则将所述河道增加释放水量设置为零，其中，所述库容信息包括所述水库目前库容和水库死库容量；

基于所述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个所述目标河道段的河道增加释放水量包括：

确定所述目标河道段的河道增加释放水量符合下述条件：所述河道增加释放水量之和小于或等于所述目标增加释放水量、每个所述目标河道段的河道段总水量不超过所述河道段允许最大流量、且所述河道段上游水库库容量与死库容量差值之和大于所述河道增加释放水量。

7.一种水库群流量调度装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取目标流域的水库群信息，其中，所述水库群信息包括所述目标流域上各个具有梯级和/或并联关系的水库和河流的属性信息；

资源建模单元，用于根据所述水库群信息对所述目标流域进行建模，得到所述目标流域的水库群模型；调度分析单元，用于通过所述水库群模型，基于接收到的调度需求和采集的水库群的实时水文信息，生成所述目标流域中各个水库的调度信息；并且，

所述资源建模单元包括：

节点设置模块，用于按照所述属性信息中的相对位置关系，将所述目标流域中河流的交汇点设置为节点；

河道段设置模块，用于将所述水库、所述节点作为分界点将所述河流设置为多个河道段，将同一条河流上的所述水库按照上下游的顺序排序，其中，所述河道段设置模块具体用于：将各个所述河流的最上游至所述节点、所述水库的路径，水库之间的路径，水库与节点之间的路径设定为一个所述河道段；

信息确定模块，用于根据所述属性信息中的采水量信息确定所述各个河道段的采水量、需要最小流量和允许最大流量；

模型生成模块，用于至少记录各个所述节点和各个所述河道段的相对位置信息，记录各个所述节点和各个所述河道段采水量、需要最小流量和允许最大流量，以及记录各个所述水库的水位信息和库容信息，生成所述水库群模型；

所述调度分析单元包括：

拦洪需求处理模块，用于在接收到的所述调度需求为拦洪需求的情况下，从所述水库群模型中查找所述目标流域的最下游河道段，将所述最下游河道段设置为初始河道段，通过第一循环执行模块对所述初始河道段执行下述操作，确定所述目标流域中各个水库的释放水量，所述调度信息包括所述目标流域中各个水库的释放水量，其中，所述第一循环执行模块具体用于：

如果所述初始河道段的起点是所述水库，则所述水库的释放水量为所述初始河道段的允许最大流量，并将以所述水库为终点的河道段设置为所述初始河道段；

循环执行子模块，用于如果所述初始河道段的起点为所述节点，则从所述水库群模型中查找以所述初始河道段为终点的目标河道段；

若所述目标河道段中存在没有起点的河道段，则设置剩余河道段的来水流量之和小于所述初始河道段允许最大流量减去所述没有起点的河道段的实时流量、且设置所述剩余河道段中各河道段的来水流量小于其自身的允许最大流量；以及将所述剩余河道段的来水流量作为新的允许日最大流量，并将所述剩余河道段设置为所述初始河道段，

其中，所述采集的水库群的实时水文信息包括所述没有起点的河道段的实时流量。

8.根据权利要求7所述的调度装置，其特征在于，所述信息确定模块包括：

采水量设置子模块，用于将所述河道段中各地点的采水量相加作为所述河道段的采水量；

第一流量设置子模块，用于将所述河道段中各地点的需要最小流量中的最大值作为所述河道段的需要最小流量；以及

第二流量设置子模块，用于将所述河道段中各地点的允许最大流量中的最小值作为所述河道段的允许最大流量。

9.根据权利要求7所述的调度装置，其特征在于，所述调度分析单元包括：

增加下游水量需求处理模块，用于在接收到的所述调度需求为增加下游水量需求的情况下，将发生所述增加下游水量需求的河道段设置为初始河道段，通过第二循环执行模块对所述初始河道段执行下述操作，确定所述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，所述调度信息包括所述目标流域中各个水库和河道段的增加释放水量，其中，所述第二循环执行模块具体用于：

如果所述初始河道段的起点是所述水库，则所述水库的水库增加释放水量为所述增加下游水量需求所对应的目标增加释放水量，并按照所述目标增加释放水量和库容信息确定以所述水库为终点的河道段的河道增加释放水量，并将以所述水库为终点的河道段设置为所述初始河道段；

如果所述初始河道段的起点为所述节点，则确定以所述节点为终点的各目标河道段的河道增加释放水量之和为所述目标增加释放水量，并基于所述河道增加释放水量之和、各个河道段的允许最大流量和上游水库的库容信息确定各个所述目标河道段的河道增加释放水量，以及将各所述目标河道段设置为所述初始河道段。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有用于执行权利要求1至6中任意一项所述的水库群流量调度方法的程序。