CN109872063A - 平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，该方法包括以下步骤：S1，根据实时河网水位及24小时天气预报判断是否超出警戒水位；S2，根据判断的结果自动选取调度目标及对应调度方案库；S3，根据前述判断结果判别内涝级别或缺水水平并选取对应约束条件；S4，利用水量‑水质模型对调度方案库进行基于不同约束条件的求解，并获得最优调度方案。本发明可以实时监控城市河网水位，并结合24小时天气预报测算河网水位变幅，在此基础上实现针对不同内涝级别和不同干旱水平的区别调度，同时，可以实现城市河网水资源优化调度和水环境改善的要求，提高城市水安全水平和决策效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，属于城市河网水环境安全领域。
背景技术
目前，拥有发达水系的长三角和珠三角等地区城市已基本形成较成熟的防洪系统。然而，防洪系统中的部分涉水工程，如闸、泵等截断了河湖的自然连通，极易造成区域的水体滞留和水质恶化。城市河网水环境恶化问题随着城市化进程日趋严峻。因此，部分城市进入基于城市防洪排涝的水质提升计划，联合优化调度等技术支撑需求应运而生。
联合优化调度理论最先用于水库群在水量调控和发电规则等方面，算法包括二进制状态动态程序算法、实数编码多种遗传算法和多目标蚁群算法等。联合优化调度还被用于地面水、地下水以及客水等多种水资源在区域中的联合优化调度问题。
城市河网水环境改善涉及多目标、多层次调度，约束条件呈现非线性特点，十分复杂。常规调度方法无法满足城市河网基于各种目标和约束条件需求进行的水资源调度和水环境改善。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，可以实时监控城市河网水位，并结合24小时天气预报测算河网水位变幅，在此基础上实现针对不同内涝级别和不同干旱水平的区别调度，同时，可以实现城市河网水资源优化调度和水环境改善的要求，提高城市水安全水平和决策效率。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，包括以下步骤：
(1)调研古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程，构建河网水量-水质模型；
(2)在古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程中设置若干个遥测站点，在站点布设传感器，监测实时水位；
(3)遥测站点通过数据传输通道如有线或无线将以上将收集到得数据传输至中心控制站点，天气预报系统将未来24h动态天气预报数据通过数据传输通道如有线或无线传输至中心控制站点；水情智能测报系统中的遥测站点如水位计、传感器、RTU模块等智能测度实时水位数据，遥测站点通过数据传输通道如有线或无线将以上收集到得数据传输至中心控制站点(如数据接收装置和电子计算机)，天气预报系统将未来24h动态天气预报数据通过数据传输通道如有线或无线传输至中心控制站点；
(4)中心控制站点7根据实时水位数据和未来24h天气预报数据联合演算24h城市河网水位变幅，并对逐个特征点水位与设定的最高警戒水位和最低警戒水位进行比对识别，判别河网未来24h水位状态，并将判别结果信息通过通信系统(如有线通信系统、无线通信系统、调度通信系统和通信电源系统)传输至智能调度系统；
(5)智能调度系统的信息接收单元接收河网未来24h水位状态信息，存入信息存储单元；
(6)信息处理系统根据河网水位数据选择目标函数和调度方案库，信息处理单元根据河网水位判别内涝级别或缺水水平，选择对应约束条件，信息处理单元利用水量-水质模型及选定的目标函数和约束条件基于选定的调度方案库得到对应水位的调度方案优选，命令输出单元接收来自信息处理单元所提供的最优调度方案对河网各个闸门、泵站调度处发布调度命令。
作为优选，所述步骤(4)中判断河网水位未来24小时内是否超出警戒水位具体包括以下步骤：
a.对整个河网进行调研确定特征点，并结合城市特点明确特征点的最高警戒水位(防涝)和最低警戒水位(防旱)；
b.根据实时河网水位及24小时天气预报联合数值模型预测未来24小时河网特征点水位变幅；
c.基于预测结果对城市河网未来24小时调度目标进行预判，若水位高于最高警戒水位或低于最低警戒水位，则进行预警警报。
作为优选，所述步骤(6)中基于判断结果自动选取调度目标及对应调度方案库具体包括以下步骤：
a.若城市河网特征点水位高于最高警戒水位，则选取汛期调度目标；
b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，则选取非汛期调度目标。
c.若城市河网特征点水位高出最高警戒水位，根据数值模拟系统模拟结果预判内涝级别并选择具体约束条件；
d.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，根据数值模拟仿真系统模拟结果预判缺水水平并选择具体约束条件。
作为优选，所述步骤(6)中目标函数包含防洪排涝能力最强、最小引调水量和最短换水周期；
若为汛期，则目标函数为防洪排涝能力最强，即遭遇比城市防洪标准高一级洪水(w)中心城区淹没面积最小MincfAw；或者遭遇比城市排涝标准高一级最大24h暴雨(n)中心城区淹没面积最小MincfAn，如同时遭遇防洪排涝需求，则取二者中较小者；
若为非汛期，调度目标为最小引调水量和最短换水周期，最小引调水量m为可调度水源工程个数，古城区防洪圈可调度水源为三个，m＝m1+m2+m3，T为调度总小时数，Vit为第i个水源在t小时的引调水量(m3)；最短换水周期为：m表示水源数目，l为城市水系中的河流数目，Vj为第j条河流的存蓄水量，qij为第i个水源引调水量进入第j条河流单位小时的量m3/h。
作为优选，所述步骤(6)中约束条件分为汛期约束条件和非汛期约束条件；
汛期约束条件：城市水系水量平衡约束及防洪排涝特征水位约束，城市水系水量平衡约束为式中，和分别为t+1和t时刻对城市水系总引调入流量，和分别为t+1和t时刻对城市水系总排放量，△t表示单位时间，△V表示单位时间内对城市水系水量变化量；防洪排涝特征水位约束为式中，Zj为中心城区防洪区域内的第j条河流的水位；为根据中心城区的防洪排涝要求确定的最大安全水位 为防洪时最大安全水位，为排涝时最大安全水位；一城市防洪圈的防洪排涝警戒水位为3.50m，作为防洪排涝特征水位；
非汛期约束条件：城市河网活水的最低流速要求为：vj≥vmin，式中，vj表示城市水系中第j条河流的实测平均流速；vmin表示维持城市河网水体生态环境基本健康、满足水体流动性的最小流速；通航横向最大流速约束为：式中，为城市水系中第j条河流的横向流速；为满足通航要求的允许最大横向流速；最小生态流量约束为：式中，QE j为城市水系中第j条河流的生态流量；为texas方法取得的最小生态流量。
一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度系统，包含水情智能测报系统、天气预报系统、通信系统和智能调度系统，通信系统分别与水情智能测报系统、天气预报系统和智能调度系统连接，所述水情智能测报系统包括遥测站点、数据传输通道和中心控制站点，信息传输通道分别与遥测站点和中心控制站点连接；其中，遥测站点用于自动收集水位等水文参数的实时数据，通过数据传输通道传递到中心控制站点；遥测站点包括：水位计、支持485modbus协议传感器、RTU模块和电源；数据传输通道是连接遥测站点和中心控制站点之间的传输线，包括有线和无线两类，常规采用无线，有线用于应急；中心控制站点用于集中收集、存储、整理、计算各遥测站点的水位数据，及时作出防洪、排涝、活水预报需求，通过控制城市河网的闸泵进行水资源调度；中心控制站点包括数据接收装置和电子计算机；
所述的通信系统包括有线通信系统、无线通信系统、调度通信系统和通信电源系统。
所述的智能调度系统包括：信息接收单元、信息存储单元、方案库存储单元、信息处理单元和命令输出单元，信息存储单元分别与信息接收单元和信息处理单元连接，信息处理单元分别与方案库存储单元和命令输出单元连接。每个调度目标均有对应的调度方案库，通过运用最优化原理和数值模型系统，可以获得该目标和对应约束条件下的最优方案。
在本发明中，河网水位处于不同水平时，具体调度目标不同；当结合24小时天气预报情况，可通过联合演算预设河网水利工程的调度目标和约束条件。既可确保河网防洪排涝安全，又可尽量减少弃水，确保河网流量，达到城市河网水资源调度优化和水环境改善目标。
前述的城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法中，步骤S1所述的判断河网水位未来24小时内是否超出警戒水位具体包括以下步骤：a.对整个河网进行调研确定特征点，并结合城市特点明确特征点的最高警戒水位(防涝)和最低警戒水位(防旱)；b.根据实时河网水位及24小时天气预报联合数值模型预测未来24小时河网特征点水位变幅；c.基于预测结果对城市河网未来24小时调度目标进行预判，若水位高于最高警戒水位或低于最低警戒水位，则进行预警警报。
前述的城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法中，步骤S2所述基于判断结果自动选取调度目标及对应调度方案库具体包括以下步骤：a.若城市河网特征点水位高于最高警戒水位，则选取汛期调度目标；b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，则选取非汛期调度目标。
(1)目标函数确定
为了满足中华人民共和国国家标准，《防洪标准GB50201-2014》、洪水调度方案编制导则SL 596-2012、水利水电工程设计洪水计算规范等的要求，以及达到兼顾城市河网防洪、排涝以及活水联合优化调度的最优方案，特建立满足如下要求的目标函数。
①防洪排涝能力最强(汛期)
遭遇比城市防洪标准高一级洪水(w)中心城区淹没面积最小MincfAw；或者遭遇比城市排涝标准高一级最大24h暴雨(n)中心城区淹没面积最小MincfAn。如同时遭遇防洪排涝需求，则取二者中较小者。
②最小引调水量(非汛期)
在满足配水目标前提下，优先考虑多水源配置的综合引调水量最小。优化调度目标函数为：
式中，m为可调度水源工程个数，古城区防洪圈可调度水源为三个，m＝m1+m2+m3；T为调度总小时数；Vit为第i个水源在t小时的引调水量(m3)。
③最短换水周期(非汛期)
活水效果的表现为城市河网内每条河流的流速大小和换水周期长短，因此最短换水周期体现最优活水效果。
最短换水周期为：
式中，m表示水源数目；l为城市水系中的河流数目；Vj为第j条河流的存蓄水量。qij为第i个水源引调水量进入第j条河流单位小时的量m3/h。
前述的城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法中，步骤S3所述判别内涝级别或干旱水平并选取对应约束条件具体包括以下步骤：a.若城市河网特征点水位高出最高警戒水位，根据数值模拟系统模拟结果预判内涝级别并选择具体约束条件；b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，根据数值模拟仿真系统模拟结果预判缺水水平并选择具体约束条件。
(2)约束条件的确定
根据流体力学纳维斯托克斯方程基本原理，以及《防洪标准GB50201-2014》、洪水调度方案编制导则SL 596-2012、水利水电工程设计洪水计算规范、《内河通航标准》和《游船码头安全设置规范》(DB11/666-2009)等的要求，确定如下约束条件：
①城市水系水量平衡约束
式中，和分别为t+1和t时刻对城市水系总引调入流量；和分别为t+1和t时刻对城市水系总排放量；△t表示单位时间；△V表示单位时间内对城市水系水量变化量。
②防洪排涝特征水位约束
城区特征点的水位控制条件：式中，Zj为中心城区防洪区域内的第j条河流的水位；为根据中心城区的防洪(w)排涝(n)要求确定的最大安全水位一城市防洪圈的防洪排涝警戒水位为3.50m，作为防洪排涝特征水位。
③河流最小流速约束
城市河网活水的最低流速要求为：vj≥vmin，式中，vj表示城市水系中第j条河流的实测平均流速；vmin表示维持城市河网水体生态环境基本健康、满足水体流动性的最小流速，根据现场原型观测试验，本次取值0.01m/s。
④通航横向最大流速约束
某古城区河网部分河道有游船通航功能，通航船只主要以小型船舶为主，且夜间不通行。《某古城河水上旅游规定》对各个航线的船只主要尺寸有明确要求，同时参考《内河通航标准》，船闸引航道口门区水流表面最大横向流速对2.0级船闸和1.5级船闸分别为0.30m/s和0.25m/s。而《游船码头安全设置规范》(DB11/666-2009)中规定，水流横向流速小于0.80m/s。游船的水流条件要求目前尚无规范或标准规定，但总的来说，游船性能应比运输船舶好。
综合以上，选取河道横向流速小于0.30m/s作为本发明研究标准。因此，通航横向最大流速约束为：式中，为城市水系中第j条河流的横向流速；为满足通航要求的允许最大横向流速，取值0.30m/s。
④最小生态流量约束
某古城区河道有景观要求，因此不仅需要考虑维持河流生态系统功能不退化的所需水量，还需考虑河流的稀释自净，特别是河道内典型水生生物的生存需水量，因此采用texas提出的方法，取50％保证率下月平均流量的20％作为生态需水量，经估算某古城区内15条主要河道生态流量范围为0.2m3/s-1.5m3/s。因此，最小生态流量约束为：式中，QE j为城市水系中第j条河流的生态流量；为texas方法取得的最小生态流量，某古城河流最小生态流量详见表1。
表1
实现前述方法的一种城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度系统，包括：水情智能测报系统、天气预报系统、通信系统和智能调度系统，通信系统分别与水情智能测报系统、天气预报系统和智能调度系统连接。
前述的城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度系统中，所述的水情智能测报系统包括：遥测站点、数据传输通道和中心控制站，数据传输通道分别与遥测站点和中心控制站连接；其中，遥测站点用于智能收集水位等水文参数，并通过数据传输通道传递至中心控制站；遥测站包括：水位计、支持485modbus协议传感器、RTU(模拟量采集器)模块和电源设备。信息传输通道是连接遥测站点与中心控制站之间的无线移动信号传输模式，中心控制站负责收集各遥测站点水位信息，进行计算整理，及时作出排涝、抗旱预警，并进行控制区的闸泵调度，达到最优调度效果；中心控制站包括数据接收APP和电子计算机。
前述的城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度系统中，所述的通信系统为支持支持485modbus协议DTU(无线数据传输)模块，可通过2G、3G、4G网络进行数据远程传输，该模块伴随互联网发展可进行升级，其传输通道单一、稳定；数据接收对象可作为移动用户或中心控制站，数据收集具备自动备份功能，因此数据收集安全、稳定。
有益效果：本发明的平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，可以实时监控城市河网水位，并结合24小时天气预报测算河网水位变幅，在此基础上实现针对不同内涝级别和不同干旱水平的区别调度，同时，可以实现城市河网水资源优化调度和水环境改善的要求，提高城市水安全水平和决策效率；既可确保河网防洪排涝安全，又可尽量减少弃水，确保河网流量，达到城市河网水资源调度优化和水环境改善目标。
附图说明
图1为本发明的系统组成示意图。
图2为本发明的工作流程示意图。
图3为本发明的原理示意图。
图4为某古城区区域城市河网分布图。
图5为某古城区外围防洪枢纽分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例1：将本发明应用于某古城区防洪、排涝、活水联合优化调度中。一种城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度的系统，如图1所示，包括水情智能测报系统1、天气预报系统2、通信系统3和智能调度系统4，通信系统3分别与水情智能测报系统1、天气预报系统2和智能调度系统4连接。
所述的水情智能测报系统1包括：遥测站点5、数据传输通道6和中心控制站点7，信息传输通道6分别与遥测站点5和中心控制站点7连接；其中，遥测站点5用于自动收集水位等水文参数的实时数据，通过数据传输通道6传递到中心控制站点7；遥测站点5包括：水位计、支持485modbus协议传感器、RTU模块和电源；数据传输通道6是连接遥测站点5和中心控制站点7之间的传输线，包括有线和无线两类，常规采用无线，有线用于应急；中心控制站点7用于集中收集、存储、整理、计算各遥测站点的水位数据，及时作出防洪、排涝、活水预报需求，通过控制城市河网的闸泵进行水资源调度；中心控制站点7包括数据接收装置和电子计算机。
所述的通信系统3包括有线通信系统8、无线通信系统9、调度通信系统10和通信电源系统11。
所述的智能调度系统4包括：信息接收单元12、信息存储单元13、方案库存储单元14、信息处理单元15和命令输出单元16，信息存储单元分别与信息接收单元12和信息处理单元15连接，信息处理单元15分别与方案库存储单元4和命令输出单元16连接。
上述实施例的工作原理：如图2和图3所示，水情智能测报系统1中的遥测站点5如水位计、传感器、RTU模块等智能测度实时水位数据，遥测站点5通过数据传输通道6如有线或无线将以上收集到得数据传输至中心控制站点7(如数据接收装置和电子计算机)，天气预报系统2将未来24h动态天气预报数据通过数据传输通道6如有线或无线传输至中心控制站点7，中心控制站点7的根据实时水位数据和未来24h天气预报数据联合演算24h城市河网水位变幅，并对逐个特征点水位与设定的最高警戒水位和最低警戒水位进行比对识别，判别河网未来24h水位状态。并将判别结果信息通过通信系统3(如有线通信系统8、无线通信系统9、调度通信系统10和通信电源系统11)传输至智能调度系统4；智能调度系统4的信息接收单元12接收河网未来24h水位状态信息，存入信息存储单元13；信息处理系统15根据河网水位数据选择目标函数和调度方案库，信息处理单元15根据河网水位判别内涝级别或缺水水平，选择对应约束条件，信息处理单元15利用水量-水质模型及选定的目标函数和约束条件基于选定的调度方案库得到对应水位的调度方案优选，命令输出单元16接收来自信息处理单元15所提供的最优调度方案对河网各个闸门、泵站调度处发布调度命令。
其中，判断河网水位未来24小时内是否超出警戒水位具体包括以下步骤：a.对整个河网进行调研确定特征点，并结合城市特点明确特征点的最高警戒水位(防涝)和最低警戒水位(防旱)；b.根据实时河网水位及24小时天气预报联合数值模型预测未来24小时河网特征点水位变幅；c.基于预测结果对城市河网未来24小时调度目标进行预判，若水位高于最高警戒水位或低于最低警戒水位，则进行预警警报。
其中，基于判断结果自动选取调度目标及对应调度方案库具体包括以下步骤：a.若城市河网特征点水位高于最高警戒水位，则选取汛期调度目标；b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，则选取非汛期调度目标。
其中，判别内涝级别或干旱水平并选取对应约束条件具体包括以下步骤：a.若城市河网特征点水位高出最高警戒水位，根据数值模拟系统模拟结果预判内涝级别并选择具体约束条件；b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，根据数值模拟仿真系统模拟结果预判缺水水平并选择具体约束条件。
以某古城区为例，如图4所示，当遭遇汛期，单目标调度。①调度目标：防洪排涝能力最强，即中心城区淹没面积最小。②约束条件：城市水系水量平衡和河网特征点防洪排涝特征水位(根据内涝级别选择，如：图4所示编号R3河道上遥测点位水位3.80m时为最高级别防涝水位，3.70m时为中等级别防涝水位，3.50m时为最高警戒水位即最低级别防涝水位)。③手段：采用河网水量模型对防洪方案库方案逐一进行运算，中心城区淹没面积最小的运行方案，即为汛期调度最优方案。④古城区最优调度方案：古城区遭遇20年一遇或低于20年一遇的24小时最大暴雨，全开图4中W1和W2，打开古城区G1-G15，依据古城区水势实现自排；当古城区遭遇大于20年一遇小于50年一遇24小时最大暴雨时，全开图4中W1和W2，关闭图2中G1、G3、G15、G4、G14、G13、G10根据涝水情况依次启用图4中P8、P9、P10、P12、P11、P4；当古城区遭遇大于50年一遇24小时最大暴雨时，封闭图5中城市防洪圈，防止外洪涌入，全开图4中W1和W2，根据涝水情况依次启用图4中泵站P8、P9、P10、P12、P11、P4和图5中外排枢纽S7、S6、S5、S4、S3、S2、S1、S8、S9、S10。⑤效果：中心城区淹没面积最小。
当遭遇非汛期，多目标调度。①调度目标：最小引调流量和最短换水周期。②约束条件：古城区水量平衡、河流最小流速(0.01m/s)(非汛期-非枯水期)和通航横向最大流速(0.30m/s)或古城区水量平衡和最小生态流量(非汛期-枯水期)。③手段：采用河网水量-水质模型对水资源优化调度方案库方案逐一进行运算，多水源综合引调水流量最小并且水网内水体换水周期最短的运行方案，即为非汛期调度最优方案。④古城区最优调度方案：水位及流量控制原则：(1)当北部河网水位(北部枢纽开闸时北环城河的水位)低于3.15m时，北部3边界(图4中的B1、B2、B3)选择水质和水动力条件较好且水量丰沛(相对较好)的水源泵引，总流量10.00m3/s，维持北环城河水位3.35m-3.40m。(2)当北部河网水位处于3.15m-3.40m时，控制相对较差的水源，敞开引入较好的水源。(3)当北部河网水位高于3.40m时，北部3边界选择较好的水源闸引，控制闸门开度，总流量10.00m3/s，维持北环城河水位3.35m-3.40m。⑤效果：最短换水周期1天1次。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调研古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程，构建河网水量-水质模型，制作防洪调度方案和水资源优化调度方案，并存储在智能调度系统中；
(2)在古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程中设置若干个遥测站点，在站点布设传感器，监测实时水位；
(3)遥测站点通过数据传输通道将收集到的数据传输至中心控制站点，天气预报系统将未来24h动态天气预报数据传输至中心控制站点；
(4)中心控制站点根据实时水位数据和未来24h天气预报数据联合演算24h城市河网水位变幅，并对逐个特征点水位与设定的最高警戒水位和最低警戒水位进行比对识别，判别河网未来24h水位状态，并将判别结果信息传输至智能调度系统；
(5)智能调度系统的信息接收单元接收河网未来24h水位状态信息，存入信息存储单元；
(6)信息处理系统根据河网水位数据选择目标函数和调度方案库，信息处理单元根据河网水位判别内涝级别或缺水水平，选择对应约束条件，信息处理单元利用水量-水质模型及选定的目标函数和约束条件对选定的调度方案进行计算，得到对应水位的最优调度方案，命令输出单元接收来自信息处理单元所提供的最优调度方案对河网各个闸门、泵站调度处发布调度命令。
2.根据权利要求1所述的平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，其特征在于：所述步骤(4)中判断河网水位未来24小时内是否超出警戒水位具体包括以下步骤：
a.对整个河网进行调研确定特征点，并结合城市特点明确特征点的最高警戒水位和最低警戒水位；
b.根据实时河网水位及24小时天气预报联合数值模型预测未来24小时河网特征点水位变幅；
c.基于预测结果对城市河网未来24小时调度目标进行预判，若水位高于最高警戒水位或低于最低警戒水位，则进行预警警报。
3.根据权利要求1所述的平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，其特征在于：所述步骤(6)中基于判断结果自动选取调度目标及对应调度方案库具体包括以下步骤：
a.若城市河网特征点水位高于最高警戒水位，则选取汛期调度目标；
b.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，则选取非汛期调度目标；
c.若城市河网特征点水位高出最高警戒水位，根据特征点水位的结果预判内涝级别并选择具体约束条件；
d.若城市河网特征点水位低于最低警戒水位，根据特征点水位的结果预判缺水水平并选择具体约束条件。
4.根据权利要求1所述的平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，其特征在于：所述步骤(6)中目标函数包含防洪排涝能力最强、最小引调水量和最短换水周期；
若为汛期，则目标函数为防洪排涝能力最强，即遭遇比城市防洪标准高一级洪水中心城区淹没面积最小MincfAw；或者遭遇比城市排涝标准高一级最大24h暴雨中心城区淹没面积最小MincfAn，如同时遭遇防洪排涝需求，则取二者中较小者；
若为非汛期，调度目标为最小引调水量和最短换水周期，最小引调水量m为可调度水源工程个数，T为调度总小时数，Vit为第i个水源在t小时的引调水量(m3)；最短换水周期为：m表示水源数目，l为城市水系中的河流数目，Vj为第j条河流的存蓄水量，qij为第i个水源引调水量进入第j条河流单位小时的量m3/h。
5.根据权利要求1所述的平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，其特征在于：所述步骤(6)中约束条件分为汛期约束条件和非汛期约束条件；
汛期约束条件：城市水系水量平衡约束及防洪排涝特征水位约束，城市水系水量平衡约束为式中，和分别为t+1和t时刻对城市水系总引调入流量，和分别为t+1和t时刻对城市水系总排放量，△t表示单位时间，△V表示单位时间内对城市水系水量变化量；防洪排涝特征水位约束为式中，Zj为中心城区防洪区域内的第j条河流的水位；为根据中心城区的防洪排涝要求确定的最大安全水位 为防洪时最大安全水位，为排涝时最大安全水位；
非汛期约束条件：城市水系水量平衡约束；城市河网活水的最低流速要求为：vj≥vmin，式中，vj表示城市水系中第j条河流的实测平均流速；vmin表示维持城市河网水体生态环境基本健康、满足水体流动性的最小流速；通航横向最大流速约束为：式中，为城市水系中第j条河流的横向流速；为满足通航要求的允许最大横向流速；最小生态流量约束为：式中，QE j为城市水系中第j条河流的生态流量；为texas方法取得的最小生态流量。
6.一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度系统，其特征在于：包含水情智能测报系统、天气预报系统、通信系统和智能调度系统，通信系统分别与水情智能测报系统、天气预报系统和智能调度系统连接，所述水情智能测报系统包括遥测站点、数据传输通道和中心控制站点，信息传输通道分别与遥测站点和中心控制站点连接；其中，遥测站点用于自动收集水位等水文参数的实时数据，通过数据传输通道传递到中心控制站点；中心控制站点包括数据接收装置和计算机；
所述智能调度系统包括：信息接收单元、信息存储单元、方案库存储单元、信息处理单元和命令输出单元，信息存储单元分别与信息接收单元和信息处理单元连接，信息处理单元分别与方案库存储单元和命令输出单元连接，方案库存储单元存储根据河网水量-水质模型制作的防洪调度方案和水资源优化调度方案。
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