CN113343168A - 耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,包括并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,并联水库运行状态评定刻画、并联水库联合调控目标确定和并联水库实时下泄流量计算;通过该并联水库联合调度,可同时兼顾干支流不同河段的生态环境和河道内外用水的需求;显著提高并联水库的水量利用率和下游控制断面最小流量的保证率,具有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及水利计算技术领域,尤其涉及耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法。
背景技术
水库下泄生态环境流量及满足下游生产、生活、生态用水要求是水库调度的最基本的原则。水库下游不同河段有不同的用水要求,对下泄流量的要求也不相同,如水库下游近坝河段因用水需求较少,往往下泄生态环境流量即可满足要求,而下游随着工业、农业及城镇用水的增加,下泄生态环境流量就不能满足要求了。
现阶段水库下泄流量的控制以满足下游所有河段的最大用水要求为原则,以控制断面最小允许流量表示。并联水库因未能考虑水库自身特点和上游来水和区间来水情况,为保障下游控制断面最小允许流量要求,将各水库的下泄流量有意识的加大并硬性规定,从而使各水库过早达到死水位,导致下游控制断面最小流量的保证率降低,效果与愿望往往相反。
如何考虑并联水库下游不同河段对生态环境流量或最小允许流量的不同要求,以及并联水库库容条件、水库上游和区间来水条件,最大限度地提高下游控制断面的最小控制流量的保证率,目前尚无成熟的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供了耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,能够最大限度地提高下游控制断面的最小控制流量的保证率。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
本发明提供了耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,包括并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,并联水库运行状态评定刻画、并联水库联合调控目标确定和并联水库实时下泄流量计算;
根据河流特性和通过所述并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,确定并联水库A下游和并联水库B下游各自所处支流控制断面生态环境流量、干流控制断面C的最小控制流量;获取所述并联水库A上游和所述并联水库B上游以及所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间来流量;
正常运行状态
非完全正常运行状态
和完全非正常运行状态
所述并联水库联合调控目标确定:根据刻画的并联水库运行状态,确定
所述正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述非完全正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述完全非正常运行状态的并联水库联合调控目标为
其中,为并联水库A的实时下泄流量、为并联水库B的实时下泄流量、为所述并联水库A和所述并联水库B的下泄流量与所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间流量的合成流量;为并联水库A下游支流控制断面的生态环境流量;为并联水库B下游支流控制断面的生态环境流量;为干流控制断面C的最小控制流量;
所述并联水库实时下泄流量计算:根据并联水库不同状态的联合调控目标,推求所述并联水库A和所述并联水库B实时下泄流量公式库;
所述正常运行状态,依据包括但不限于归一化实时有效库容权重计算下泄流量:
所述非完全正常运行状态
所述完全非正常运行状态
进一步的,所述并联水库指位于不同支流共同对干流形成调节的水库,支流水库包括但不限于一座水库。
进一步的,所述生态环境流量的计算方法包括但不限于水文学方法、水力学方法、水文-生物分析方法、生境模拟法或综合评价法。
进一步的,所述最小控制流量是满足河道内生态环境和河道外生产、生活、生态需水要求的河道控制断面允许最小流量。
进一步的,所述生态环境流量和所述最小控制流量的获取,包括但不限于依据流域规划、水量分配方案、水资源调度方案、环境影响评价、水资源论证、生态流量保障方案相关批复文件。
进一步的,所述生态环境流量、控制断面最小流量包括但不限于瞬时流量、日平均流量。
进一步的,所述实时有效库容指水库运行时水位与水库死水位之间的库容,或由该支流水库的所有实时有效库容叠加折算至最末一级水库的库容。
进一步的,所述归一化实时有效库容权重,指在计算并联水库实时有效库容权重前,先对实时有效库容进行归一化计算。
本发明的有益效果为:通过该并联水库联合调度,可同时兼顾干支流不同河段的生态环境和河道内外用水的需求;显著提高并联水库的水量利用率和下游控制断面最小流量的保证率,具有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
附图说明
图1 为本发明并联水库联合调控拓扑关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,包括并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,并联水库运行状态评定刻画、并联水库联合调控目标确定和并联水库实时下泄流量计算;
根据河流特性和通过所述并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,确定并联水库A下游和并联水库B下游各自所处支流控制断面生态环境流量、干流控制断面C的最小控制流量;获取所述并联水库A上游和所述并联水库B上游以及所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间来流量;
正常运行状态
非完全正常运行状态
和完全非正常运行状态
所述并联水库联合调控目标确定:根据刻画的并联水库运行状态,确定
所述正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述非完全正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述完全非正常运行状态的并联水库联合调控目标为
其中,为并联水库A的实时下泄流量、为并联水库B的实时下泄流量、为所述并联水库A和所述并联水库B的下泄流量与所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间流量的合成流量;为并联水库A下游支流控制断面的生态环境流量;为并联水库B下游支流控制断面的生态环境流量;为干流控制断面C的最小控制流量;
所述并联水库实时下泄流量计算:根据并联水库不同状态的联合调控目标,推求所述并联水库A和所述并联水库B实时下泄流量公式库;
所述正常运行状态,依据包括但不限于归一化实时有效库容权重计算下泄流量:
所述非完全正常运行状态
所述完全非正常运行状态
所述并联水库指位于不同支流共同对干流形成调节的水库,支流水库包括但不限于一座水库。
所述生态环境流量的计算方法包括但不限于水文学方法、水力学方法、水文-生物分析方法、生境模拟法或综合评价法。
所述最小控制流量是满足河道内生态环境和河道外生产、生活、生态需水要求的河道控制断面允许最小流量。
所述生态环境流量和所述最小控制流量的获取,包括但不限于依据流域规划、水量分配方案、水资源调度方案、环境影响评价、水资源论证、生态流量保障方案相关批复文件。
所述生态环境流量、控制断面最小流量包括但不限于瞬时流量、日平均流量。
所述实时有效库容指水库运行时水位与水库死水位之间的库容,或由该支流水库的所有实时有效库容叠加折算至最末一级水库的库容。
所述归一化实时有效库容权重,指在计算并联水库实时有效库容权重前,先对实时有效库容进行归一化计算。
所述并联水库A和所述并联水库B实时下泄流量公式库,系为水库多目标调度提供限制条件,不应理解为水库的具体调度方案。
实施例一
以澧水流域干支流控制断面为例,采用上述方法实施例所提供的一种耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,进行干支流生态环境流量、最小控制流量联合调控。收集整理干支流控制断面及区间长系列水文资料,通过长系列调节计算,联合调控前后干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量保证率如表1所示。
表1 并联水库联合调控前后干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量保证率
由表1表可,上述实施例所提供的一种耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法能够显著提高并联水库的水量利用率和下游控制断面最小控制流量的保证率,具有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:包括并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,并联水库运行状态评定刻画、并联水库联合调控目标确定和并联水库实时下泄流量计算;
根据河流特性和通过所述并联水库干支流控制断面生态环境流量、最小控制流量、水库及区间实时流量的计算或获取,确定并联水库A下游和并联水库B下游各自所处支流控制断面生态环境流量、干流控制断面C的最小控制流量;获取所述并联水库A上游和所述并联水库B上游以及所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间来流量;
正常运行状态
非完全正常运行状态
和完全非正常运行状态
所述并联水库联合调控目标确定:根据刻画的并联水库运行状态,确定
所述正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述非完全正常运行状态的并联水库联合调控目标为
所述完全非正常运行状态的并联水库联合调控目标为
其中,为并联水库A的实时下泄流量、为并联水库B的实时下泄流量、为所述并联水库A和所述并联水库B的下泄流量与所述并联水库A和所述并联水库B至所述干流控制断面C的区间流量的合成流量;为并联水库A下游支流控制断面的生态环境流量;为并联水库B下游支流控制断面的生态环境流量;为干流控制断面C的最小控制流量;
所述并联水库实时下泄流量计算:根据并联水库不同状态的联合调控目标,推求所述并联水库A和所述并联水库B实时下泄流量公式库;
所述正常运行状态,依据包括但不限于归一化实时有效库容权重计算下泄流量:
所述非完全正常运行状态
所述完全非正常运行状态
2.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述并联水库指位于不同支流共同对干流形成调节的水库,支流水库包括但不限于一座水库。
3.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述生态环境流量的计算方法包括但不限于水文学方法、水力学方法、水文-生物分析方法、生境模拟法或综合评价法。
4.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述最小控制流量是满足河道内生态环境和河道外生产、生活、生态需水要求的河道控制断面允许最小流量。
5.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述生态环境流量和所述最小控制流量的获取,包括但不限于依据流域规划、水量分配方案、水资源调度方案、环境影响评价、水资源论证、生态流量保障方案相关批复文件。
7.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述生态环境流量、控制断面最小流量包括但不限于瞬时流量、日平均流量。
8.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述实时有效库容指水库运行时水位与水库死水位之间的库容,或由该支流水库的所有实时有效库容叠加折算至最末一级水库的库容。
9.根据权利要求1所述的耦合生态环境和河道内外用水的并联水库联合调控方法,其特征在于:所述归一化实时有效库容权重,指在计算并联水库实时有效库容权重前,先对实时有效库容进行归一化计算。
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