CN115660229A - 一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 - Google Patents
一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115660229A CN115660229A CN202211612070.3A CN202211612070A CN115660229A CN 115660229 A CN115660229 A CN 115660229A CN 202211612070 A CN202211612070 A CN 202211612070A CN 115660229 A CN115660229 A CN 115660229A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reservoir
- water
- urban
- data
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 501
- 238000007726 management method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 61
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 60
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 39
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 35
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 25
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 5
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000605 Toxicity Class Toxicity 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009372 pisciculture Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/152—Water filtration
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统，涉及水库管理技术领域，所述水库动态管理方法包括如下步骤：采集水库内的水质检测数据、水库水位以及三维扫描信息，基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；本发明通过对水库进行三维模型建立，再综合环境对水量的影响，能够更好地预估水库水量，再结合城市水务数据，能够为调控水库水量提供精准的数据指导，以解决现有的城市用水库的调控方式滞后，对于水库的水量管理不够智能且及时的问题。
Description
技术领域
本发明涉及水库管理技术领域，具体为一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统。
背景技术
水库，一般的解释为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。”它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。城市用水库通常用于为附近的城市地区提供自来水，水库成为城市用水的重要来源。
现有的技术中，在对水库进行管理过程中，对于水库中的蓄水量通常是采用水位监测的方式进行测量，通过水位进行预估水量，但是这种预估方式不够准确，同时水库在给城市供水过程中，现有的水库管理方法不能很好地将水库水量与城市水务进行结合，导致水库水量调控较为滞后，一方面不能及时将充足的水量进行分流使用，导致水库水资源浪费，另一方面水量不足时不能及时补水，导致水库水量出现过少影响生态以及用水安全的问题；因此需要一种能够准确计算水库水量且根据城市水务数据进行及时调控水库水量的方法或系统来解决上述难题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过对区域进行划分，通过对水库进行三维模型建立，再综合环境对水量的影响，能够更好地预估水库水量，再结合城市水务数据，能够为调控水库水量提供精准的数据指导，以解决现有的城市用水库的调控方式滞后，对于水库的水量管理不够智能且及时的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，所述水库动态管理方法包括如下步骤：
采集水库内的水质检测数据、水库水位以及三维扫描信息，基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；
获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；
通过降水量数据计算得到环境水增量；
对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
进一步地，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量包括：将水质检测参考值和水库水量通过有效水量计算公式计算得到水库有效水量，所述有效水量计算公式配置为：
；其中，Vyx为水库有效水量，Vs为水库水量，Csj为水质检测参考值，Cb为水质检测参考标准值。
进一步地，水质检测参考值的计算方法包括：获取水质的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比；将获取到的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比进行打分设定，设置1-100分为打分区间，根据每项测得的数据与对应的水质标准数据进行比对，打分分值越高代表每项测得的数据对应的水质的质量越好；
将COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比的打分分别设置为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值；
分别给COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值赋予第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，通过水质检测公式计算得到水质检测参考值；
所述水质检测公式配置为：Csj=Pc×a1+Ph×a2+Pb×a3+Ps×a4+Pn×a5；其中，Pc、Ph、Pb、Ps以及Pn分别为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值，a1、a2、a3、a4以及a5分别为第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，a1、a2、a3、a4以及a5均为常数，a1、a2、a3、a4以及a5的取值范围均为0-1之间，且a1+a2+a3+a4+a5=1。
进一步地，水库水量的计算方法包括：获取水库水位，通过水库水位获取水库三维模型中对应的Z轴坐标，并将水库水位对应的Z轴坐标设定为水位值；
在与水位值相同的高度通过切面对水库三维模型进行切割，切面与水平面相平行，将水库三维模型内部的切面设置为切割面；
从与水位值相同的高度朝下，每间隔第一切割高度通过切面获取一次水库三维模型的切割面，通过体积计算公式计算得到两个相邻切割面之间的水库体积，将每两个切割面之间的水库体积进行相加得到水库水量；所述体积计算公式配置为：
；其中，Vqg为两个相邻切割面之间的水库体积，S1和S2分别为两个相邻切割面的面积，H1为第一切割高度。
进一步地，水库三维模型的建立方法包括：建立三维立体坐标系，设置三维立体坐标系的X轴、Y轴以及Z轴，将X轴和Y轴所在的平面保持与水平面平行，将Z轴保持与水平面垂直，且Z轴的正方向为竖直向上的方向；
从水库内选取若干三维扫描点，根据若干三维扫描点的扫描信息进行转换，获取若干三维扫描点的坐标信息，根据坐标信息将若干三维扫描点在三维立体坐标系内的位置进行确定；其中，若干三维扫描点的Z轴坐标从水库的底部朝上的方向逐渐增大；
由Z轴坐标最小的三维扫描点依次向上进行连接形成水库网结构，通过水库网结构形成水库三维模型。
进一步地，获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量包括：以获取城市实时用水量数据为监测时间起点，获取监测时间起点对应的城市历史用水量，将监测时间起点的城市实时用水量除以城市历史用水量得到用水量波动比值；
将未来第一监测时间段设置为用水预估时间段，对应获取未来第一时间段对应的历史第一时间段的城市历史用水量，将历史第一时间段的历史用水量乘以用水量波动比值得到预估用水量。
进一步地，通过降水量数据计算得到环境水增量包括：获取未来第一检测时间段内的气象降水预测数据，通过气象降水预测数据获取单位面积的降水总量，将单位面积的降水总量与水位值相同的高度的切割面的面积相乘得到环境水增量。
进一步地，对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控包括：将水库有效水量、预估用水量以及环境水增量通过水库调控计算公式计算得到水库调控值；所述水库调控计算公式配置为：Ptk=Vyx+Vhz-Vyy-Vyj；其中，Ptk为水库调控值，Vhz为环境水增量，Vyy为预估用水量，Vyj为水库预警最小水量；
当水库调控值大于零时，输出水库水源充足，并根据水库调控值向周边用水区域进行送水；当水库调控值小于零时，根据水库调控值的绝对值向水库内进行调水补充；当水库调控值等于零时，不对水库进行水量调控。
第二方面，本发明提供一种用于城市水务调控的水库动态管理系统，所述水库动态管理系统包括水库监测模块、城市水务数据获取模块、环境影响预警模块以及动态管理模块；
所述水库监测模块包括水质检测仪、水位传感器以及三维激光扫描仪，所述水质检测仪用于获取水质检测数据；所述水位传感器用于获取水库水位；所述三维激光扫描仪用于获取水库的三维扫描信息；所述水库监测模块基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；
所述城市水务数据获取模块包括城市水务数据库以及城市水务数据实时采集单元，所述城市水务数据库存储有城市历史用水量数据，所述城市水务数据实时采集单元用于获取城市实时用水量数据，所述城市水务数据获取模块根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；
所述环境影响预警模块用于通过降水量数据计算得到环境水增量；
所述动态管理模块分别与水库监测模块、城市水务数据获取模块以及环境影响预警模块数据连接，所述动态管理模块用于接收水库监测模块的水库有效水量、城市水务数据获取模块的预估用水量以及环境影响预警模块的环境水增量；所述动态管理模块通过对接收到的水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
本发明的有益效果：本发明首先采集水库内的水质检测数据、水库水位以及三维扫描信息，基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量，该方法能够提高水库水量的预估准确度，从而提高调控的精准度。
本发明通过获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；通过降水量数据计算得到环境水增量；该方法能够提高对水库水量的消耗和自然补充的预估，从而提高对水库水量增减的判断，再通过对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控，该方法能够提高水库水量调控的及时性，确保水库水量充足时能够及时利用，同时确保水库水量在不足时能够及时得到调控补充。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的水库动态管理方法的流程图；
图2为本发明的水库动态管理系统的原理框图；
图3为本发明的水库三维模型与切面的切割示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图2所示，本发明提供一种用于城市水务调控的水库动态管理系统，具体地，水库动态管理系统包括水库监测模块、城市水务数据获取模块、环境影响预警模块以及动态管理模块；通过对水库进行三维模型建立，再综合环境对水量的影响，能够更好地预估水库水量，再结合城市水务数据，能够为调控水库水量提供精准的数据指导，以解决现有的城市用水库的调控方式滞后，对于水库的水量管理不够智能且及时的问题。
水库监测模块包括水质检测仪、水位传感器以及三维激光扫描仪，水质检测仪用于获取水质检测数据；水位传感器用于获取水库水位；三维激光扫描仪用于获取水库的三维扫描信息；水库监测模块基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；水质检测仪包括COD快速测定仪、浊度测定仪、BOD测定仪、水质硬度计以及农药残毒测定仪，COD快速测定仪、浊度测定仪、BOD测定仪、水质硬度计以及农药残毒测定仪分别用于获取水质的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比；水质检测数据包括水库检测模块还包括水质检测处理策略，水质检测处理策略包括：将获取到的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比进行打分设定，设置1-100分为打分区间，根据每项测得的数据与对应的水质标准数据进行比对，打分分值越高代表每项测得的数据对应的水质的质量越好；具体在进行转换过程中，将1-100分中的80分作为标准分，参考现有的水库的水质检测指标，例如，当COD指标等于标准指标时，对于COD指标的打分可以设置为80，COD指标如果比标准指标还高，则对应打80分以上，打分制能够确保每项检测的数据能够相互对应，例如在打分转换时，先对获取到的数据与标准数据相比，得到比对值，如COD指标与COD标准指标相比，再乘以80得到对应的打分值，如果得到的打分值高于100时，统一按照100计算，其余获取到的浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比的打分转换参照上述COD指标的打分方式进行转换。
将COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比的打分分别设置为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值；
分别给COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值赋予第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，通过水质检测公式计算得到水质检测参考值；
水质检测公式配置为：Csj=Pc×a1+Ph×a2+Pb×a3+Ps×a4+Pn×a5；其中，Csj为水质检测参考值，Pc、Ph、Pb、Ps以及Pn分别为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值，a1、a2、a3、a4以及a5分别为第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，a1、a2、a3、a4以及a5均为常数，a1、a2、a3、a4以及a5的取值范围均为0-1之间，且a1+a2+a3+a4+a5=1，参照不同水质检测数据在水质监测时的重要性占比对占比权重进行设置，例如，具体设置时，a1为0.25，a2为0.15，a3为0.25，a4为0.1，a5为0.25。
具体在检测过程中，还可以如下检测仪器中的一种或多种对水质进行检测，例如：PH计/酸度计、电导率测定仪、余氯总氯测定仪、多参数水质测定仪、分光光度计、溶解氧测定仪、水质离子测定仪、全自动离子分析仪、非分散红外测油仪、食品安全测定仪、离子分析仪、土壤养分速测仪、水质采样器等，如果增加水质检测的相关装置，对于获取的数据采用上述打分方式增加到水质检测公式中，且给予其分值一个对应的权重进行计算。
水库三维模型的建立方法包括：建立三维立体坐标系，设置三维立体坐标系的X轴、Y轴以及Z轴，将X轴和Y轴所在的平面保持与水平面平行，将Z轴保持与水平面垂直，且Z轴的正方向为竖直向上的方向；
从水库内选取若干三维扫描点，根据若干三维扫描点的扫描信息进行转换，获取若干三维扫描点的坐标信息，根据坐标信息将若干三维扫描点在三维立体坐标系内的位置进行确定；其中，若干三维扫描点的Z轴坐标从水库的底部朝上的方向逐渐增大；
由Z轴坐标最小的三维扫描点依次向上进行连接形成水库网结构，通过水库网结构形成水库三维模型。
请参阅图3所示，水库监测模块还配置有水库水量分析策略，水库水量分析策略包括：获取水库水位，通过水库水位获取水库三维模型中对应的Z轴坐标，并将水库水位对应的Z轴坐标设定为水位值；
在与水位值相同的高度通过切面对水库三维模型进行切割，切面与水平面相平行，将水库三维模型内部的切面设置为切割面；
从与水位值相同的高度朝下，每间隔第一切割高度通过切面获取一次水库三维模型的切割面，通过体积计算公式计算得到两个相邻切割面之间的水库体积，将每两个切割面之间的水库体积进行相加得到水库水量；体积计算公式配置为：
；其中，Vqg为两个相邻切割面之间的水库体积，S1和S2分别为两个相邻切割面的面积，H1为第一切割高度。第一切割高度的设置范围根据水库的深度进行设置，例如当水库深度为50m时，第一切割高度可以设置为2m，水库深度为30m时，第一切割高度可以设置为1.2m。
水库监测模块还配置有水库有效水量计算策略，水库有效水量计算策略包括：将水质检测参考值和水库水量通过有效水量计算公式计算得到水库有效水量，有效水量计算公式配置为：
；其中，Vyx为水库有效水量，Vs为水库水量，Cb为水质检测参考标准值。具体设置时，水质检测参考标准值可以根据COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值均为80分的标准得到，水质检测参考标准值可以设置为80；对有效水量的原因为：如果水质数据越差，则有效水量越小，因为在具体实施时，水质差则需要对应进行水质处理，处理后的可用水量一定是少于原水量的，此处是根据水库的水质进行的实际可用水量的模拟计算。
城市水务数据获取模块包括城市水务数据库以及城市水务数据实时采集单元，城市水务数据库存储有城市历史用水量数据，城市水务数据实时采集单元用于获取城市实时用水量数据；城市水务数据获取模块配置有城市水务数据增量计算策略，城市水务数据增量计算策略包括：以获取城市实时用水量数据为监测时间起点，获取监测时间起点对应的城市历史用水量，将监测时间起点的城市实时用水量除以城市历史用水量得到用水量波动比值；将未来第一监测时间段设置为用水预估时间段，对应获取未来第一时间段对应的历史第一时间段的城市历史用水量，将历史第一时间段的历史用水量乘以用水量波动比值得到预估用水量。在具体实施时，第一时间段以一周为单位，在预测降水时，一周内的天气预测也较为准确，既能保证预测留足后续调控的提前量，也能确保预估的数值较为准确。
环境影响预警模块用于通过降水量数据计算得到环境水增量；环境影响预警模块配置有水量增量计算策略，水量增量计算策略包括：获取未来第一检测时间段内的气象降水预测数据，通过气象降水预测数据获取单位面积的降水总量，将单位面积的降水总量与水位值相同的高度的切割面的面积相乘得到环境水增量，具体实施时，环境影响预警模块还可以增加蒸发量计算模块，根据水库的切割面计算一天的蒸发量，预估未来一周的蒸发量，蒸发量的计算参考现有技术中的一种即可，再将环境水增量减去蒸发量可以得到误差去除后的环境水增量。
动态管理模块分别与水库监测模块、城市水务数据获取模块以及环境影响预警模块数据连接，动态管理模块用于接收水库监测模块的水库有效水量、城市水务数据获取模块的预估用水量以及环境影响预警模块的环境水增量；动态管理模块通过对接收到的水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
动态管理模块配置有动态管理策略，动态管理策略包括：将水库有效水量、预估用水量以及环境水增量通过水库调控计算公式计算得到水库调控值；水库调控计算公式配置为：Ptk=Vyx+Vhz-Vyy-Vyj；其中，Ptk为水库调控值，Vhz为环境水增量，Vyy为预估用水量，Vyj为水库预警最小水量；水库预警最小水量按照水库最大储水量的占比计算得到，一般按照水库最大储水量的30%占比计算得到。
当水库调控值大于零时，输出水库水源充足，并根据水库调控值向周边用水区域进行送水；当水库调控值小于零时，根据水库调控值的绝对值向水库内进行调水补充；当水库调控值等于零时，不对水库进行水量调控。
实施例二
请参阅图1所示，本发明还提供一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，水库动态管理方法包括如下步骤：
步骤S1，采集水库内的水质检测数据、水库水位以及三维扫描信息，基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；
步骤S2，获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；
步骤S3，通过降水量数据计算得到环境水增量；
步骤S4，对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
步骤S1还包括如下步骤：
步骤S111，获取水质的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比；将获取到的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比进行打分设定，设置1-100分为打分区间，根据每项测得的数据与对应的水质标准数据进行比对，打分分值越高代表每项测得的数据对应的水质的质量越好；
步骤S112，将COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比的打分分别设置为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值；
步骤S113，分别给COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值赋予第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，通过水质检测公式计算得到水质检测参考值；水质检测公式配置为：
Csj=Pc×a1+Ph×a2+Pb×a3+Ps×a4+Pn×a5；其中，Csj为水质检测参考值，Pc、Ph、Pb、Ps以及Pn分别为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值，a1、a2、a3、a4以及a5分别为第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，a1、a2、a3、a4以及a5均为常数，a1、a2、a3、a4以及a5的取值范围均为0-1之间，且a1+a2+a3+a4+a5=1。
步骤S1还包括如下步骤：
步骤S121，建立三维立体坐标系，设置三维立体坐标系的X轴、Y轴以及Z轴，将X轴和Y轴所在的平面保持与水平面平行，将Z轴保持与水平面垂直，且Z轴的正方向为竖直向上的方向；
步骤S122，从水库内选取若干三维扫描点，根据若干三维扫描点的扫描信息进行转换，获取若干三维扫描点的坐标信息，根据坐标信息将若干三维扫描点在三维立体坐标系内的位置进行确定；其中，若干三维扫描点的Z轴坐标从水库的底部朝上的方向逐渐增大；
步骤S123，由Z轴坐标最小的三维扫描点依次向上进行连接形成水库网结构，通过水库网结构形成水库三维模型。
步骤S1还包括如下步骤：
步骤S131，获取水库水位，通过水库水位获取水库三维模型中对应的Z轴坐标，并将水库水位对应的Z轴坐标设定为水位值；
步骤S132，在与水位值相同的高度通过切面对水库三维模型进行切割，切面与水平面相平行，将水库三维模型内部的切面设置为切割面；
步骤S133，从与水位值相同的高度朝下，每间隔第一切割高度通过切面获取一次水库三维模型的切割面，通过体积计算公式计算得到两个相邻切割面之间的水库体积，将每两个切割面之间的水库体积进行相加得到水库水量；体积计算公式配置为：
；其中，Vqg为两个相邻切割面之间的水库体积，S1和S2分别为两个相邻切割面的面积，H1为第一切割高度。
步骤S1还包括如下步骤：
步骤S141，将水质检测参考值和水库水量通过有效水量计算公式计算得到水库有效水量，有效水量计算公式配置为：
；其中，Vyx为水库有效水量，Vs为水库水量，Cb为水质检测参考标准值。
步骤S2还包括如下步骤：
步骤S21，以获取城市实时用水量数据为监测时间起点，获取监测时间起点对应的城市历史用水量，将监测时间起点的城市实时用水量除以城市历史用水量得到用水量波动比值；
步骤S22，将未来第一监测时间段设置为用水预估时间段，对应获取未来第一时间段对应的历史第一时间段的城市历史用水量，将历史第一时间段的历史用水量乘以用水量波动比值得到预估用水量。
步骤S3还包括如下步骤：
步骤S31，获取未来第一检测时间段内的气象降水预测数据，通过气象降水预测数据获取单位面积的降水总量，将单位面积的降水总量与水位值相同的高度的切割面的面积相乘得到环境水增量。
步骤S4还包括如下步骤：
步骤S41将水库有效水量、预估用水量以及环境水增量通过水库调控计算公式计算得到水库调控值；水库调控计算公式配置为：Ptk=Vyx+Vhz-Vyy-Vyj；其中，Ptk为水库调控值，Vhz为环境水增量，Vyy为预估用水量，Vyj为水库预警最小水量；
步骤S42，当水库调控值大于零时，输出水库水源充足，并根据水库调控值向周边用水区域进行送水；当水库调控值小于零时，根据水库调控值的绝对值向水库内进行调水补充；当水库调控值等于零时，不对水库进行水量调控。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable ProgrammableRead Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
Claims (9)
1.一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，所述水库动态管理方法包括如下步骤：
采集水库内的水质检测数据、水库水位以及三维扫描信息，基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；
获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；
通过降水量数据计算得到环境水增量；
对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
2.根据权利要求1所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量包括：将水质检测参考值和水库水量通过有效水量计算公式计算得到水库有效水量，所述有效水量计算公式配置为
；其中，Vyx为水库有效水量，Vs为水库水量，Csj为水质检测参考值，Cb为水质检测参考标准值。
3.根据权利要求2所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，水质检测参考值的计算方法包括：获取水质的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比；将获取到的COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比进行打分设定，设置1-100分为打分区间，根据每项测得的数据与对应的水质标准数据进行比对，打分分值越高代表每项测得的数据对应的水质的质量越好；
将COD指标、浑浊度、BOD指标、水质硬度以及农药残毒占比的打分分别设置为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值；
分别给COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值赋予第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，通过水质检测公式计算得到水质检测参考值；
所述水质检测公式配置为：Csj=Pc×a1+Ph×a2+Pb×a3+Ps×a4+Pn×a5；其中，Pc、Ph、Pb、Ps以及Pn分别为COD指标分值、浑浊度分值、BOD指标分值、水质硬度分值以及农药残毒占比分值，a1、a2、a3、a4以及a5分别为第一占比权重、第二占比权重、第三占比权重、第四占比权重以及第五占比权重，a1、a2、a3、a4以及a5均为常数，a1、a2、a3、a4以及a5的取值范围均为0-1之间，且a1+a2+a3+a4+a5=1。
4.根据权利要求2所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，水库水量的计算方法包括：获取水库水位，通过水库水位获取水库三维模型中对应的Z轴坐标，并将水库水位对应的Z轴坐标设定为水位值；
在与水位值相同的高度通过切面对水库三维模型进行切割，切面与水平面相平行，将水库三维模型内部的切面设置为切割面；
从与水位值相同的高度朝下，每间隔第一切割高度通过切面获取一次水库三维模型的切割面，通过体积计算公式计算得到两个相邻切割面之间的水库体积，将每两个切割面之间的水库体积进行相加得到水库水量；所述体积计算公式配置为：
；其中，Vqg为两个相邻切割面之间的水库体积，S1和S2分别为两个相邻切割面的面积，H1为第一切割高度。
5.根据权利要求4所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，水库三维模型的建立方法包括：建立三维立体坐标系，设置三维立体坐标系的X轴、Y轴以及Z轴，将X轴和Y轴所在的平面保持与水平面平行，将Z轴保持与水平面垂直，且Z轴的正方向为竖直向上的方向；
从水库内选取若干三维扫描点，根据若干三维扫描点的扫描信息进行转换，获取若干三维扫描点的坐标信息，根据坐标信息将若干三维扫描点在三维立体坐标系内的位置进行确定；其中，若干三维扫描点的Z轴坐标从水库的底部朝上的方向逐渐增大；
由Z轴坐标最小的三维扫描点依次向上进行连接形成水库网结构，通过水库网结构形成水库三维模型。
6.根据权利要求1所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，获取城市历史用水量数据和城市实时用水量数据，根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量包括：以获取城市实时用水量数据为监测时间起点，获取监测时间起点对应的城市历史用水量，将监测时间起点的城市实时用水量除以城市历史用水量得到用水量波动比值；
将未来第一监测时间段设置为用水预估时间段，对应获取未来第一时间段对应的历史第一时间段的城市历史用水量，将历史第一时间段的历史用水量乘以用水量波动比值得到预估用水量。
7.根据权利要求1所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，通过降水量数据计算得到环境水增量包括：获取未来第一检测时间段内的气象降水预测数据，通过气象降水预测数据获取单位面积的降水总量，将单位面积的降水总量与水位值相同的高度的切割面的面积相乘得到环境水增量。
8.根据权利要求2、6或7任意一项所述的一种用于城市水务调控的水库动态管理方法，其特征在于，对水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控包括：将水库有效水量、预估用水量以及环境水增量通过水库调控计算公式计算得到水库调控值；所述水库调控计算公式配置为：Ptk=Vyx+Vhz-Vyy-Vyj；其中，Ptk为水库调控值，Vhz为环境水增量，Vyy为预估用水量，Vyj为水库预警最小水量；
当水库调控值大于零时，输出水库水源充足，并根据水库调控值向周边用水区域进行送水；当水库调控值小于零时，根据水库调控值的绝对值向水库内进行调水补充；当水库调控值等于零时，不对水库进行水量调控。
9.一种用于城市水务调控的水库动态管理系统，其特征在于，
所述水库动态管理系统包括水库监测模块、城市水务数据获取模块、环境影响预警模块以及动态管理模块；
所述水库监测模块包括水质检测仪、水位传感器以及三维激光扫描仪，所述水质检测仪用于获取水质检测数据；所述水位传感器用于获取水库水位；所述三维激光扫描仪用于获取水库的三维扫描信息；所述水库监测模块基于水库的三维扫描信息建立水库三维模型，基于水库三维模型和水库水位计算水库水量，基于水库水量和水质检测数据计算水库有效水量；
所述城市水务数据获取模块包括城市水务数据库以及城市水务数据实时采集单元，所述城市水务数据库存储有城市历史用水量数据，所述城市水务数据实时采集单元用于获取城市实时用水量数据，所述城市水务数据获取模块根据城市历史用水量数据和城市实时用水量数据计算得到预估用水量；
所述环境影响预警模块用于通过降水量数据计算得到环境水增量；
所述动态管理模块分别与水库监测模块、城市水务数据获取模块以及环境影响预警模块数据连接，所述动态管理模块用于接收水库监测模块的水库有效水量、城市水务数据获取模块的预估用水量以及环境影响预警模块的环境水增量；所述动态管理模块通过对接收到的水库有效水量、预估用水量以及环境水增量计算得到水库调控值，根据水库调控值对水库的水量进行调控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211612070.3A CN115660229B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211612070.3A CN115660229B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115660229A true CN115660229A (zh) | 2023-01-31 |
| CN115660229B CN115660229B (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=85023063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211612070.3A Active CN115660229B (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115660229B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115931057A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-04-07 | 广东广宇科技发展有限公司 | 一种基于城市水利数据的地下管道排放预警系统 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109377064A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 中国水利水电科学研究院 | 基于综合评价信息的城市多水库水源水量分配方法 |
| CN110298957A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-01 | 四川九哈科技股份有限公司 | 一种城市家庭生活垃圾分类收集交易运维系统 |
| CN111652528A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-11 | 华南理工大学 | 一种水缸型水库总磷水质级别评价方法及系统 |
| CN111998838A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-27 | 四川大学 | 一种基于三维激光扫描的库容曲线测量方法 |
| CN112759133A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 上海远动科技有限公司 | 污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质 |
| CN112836935A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种适用于发电厂的智慧水务管理平台 |
| CN114254833A (zh) * | 2021-12-25 | 2022-03-29 | 福建中锐网络股份有限公司 | 基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法 |
| CN114386953A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-22 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | 一种智慧城市公共水务管理方法和物联网系统 |
| CN115423290A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-02 | 北京英特利为环境科技有限公司 | 一种调蓄带-库塘联动系统模拟方法、装置、设备及存储介质 |
-
2022
- 2022-12-15 CN CN202211612070.3A patent/CN115660229B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109377064A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-22 | 中国水利水电科学研究院 | 基于综合评价信息的城市多水库水源水量分配方法 |
| CN110298957A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-01 | 四川九哈科技股份有限公司 | 一种城市家庭生活垃圾分类收集交易运维系统 |
| CN111652528A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-11 | 华南理工大学 | 一种水缸型水库总磷水质级别评价方法及系统 |
| CN111998838A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-27 | 四川大学 | 一种基于三维激光扫描的库容曲线测量方法 |
| CN112759133A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 上海远动科技有限公司 | 污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质 |
| CN112836935A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种适用于发电厂的智慧水务管理平台 |
| CN114254833A (zh) * | 2021-12-25 | 2022-03-29 | 福建中锐网络股份有限公司 | 基于多元线性回归和气象数据的水库水位预测及调度方法 |
| CN114386953A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-22 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | 一种智慧城市公共水务管理方法和物联网系统 |
| CN115423290A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-12-02 | 北京英特利为环境科技有限公司 | 一种调蓄带-库塘联动系统模拟方法、装置、设备及存储介质 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115931057A (zh) * | 2023-03-08 | 2023-04-07 | 广东广宇科技发展有限公司 | 一种基于城市水利数据的地下管道排放预警系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115660229B (zh) | 2023-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021180100A1 (zh) | 基于swmm与efdc耦合模型的调蓄工程环境效应评估方法及装置 | |
| Sælthun | Climate Change Impacts on Runoff and Hydropower in the Nordic Countries: Final Report from the Project" Climate Change and Energy Production" | |
| Hu | A review of the models for Lake Taihu and their application in lake environmental management | |
| CN104408526B (zh) | 一种水文区污染物监测的方法 | |
| Abdullahi et al. | Assessment of water availability in the Sokoto Rima River Basin | |
| CN115660229B (zh) | 一种用于城市水务调控的水库动态管理方法及系统 | |
| CN110838079A (zh) | 一种智慧城市防洪排水远程监控系统及方法 | |
| CN110727923B (zh) | 一种短期潮位预报方法 | |
| Zhou et al. | Research on aquatic ecoregions for lakes and reservoirs in China | |
| Verstraeten et al. | Remotely sensed soil moisture integration in an ecosystem carbon flux model. The spatial implication | |
| Bendel | Farm-scale Water Management in Adaptation to Climate Change in Morocco | |
| Yassin | Development of Integrated Water Resources Planning Model for Dublin using WEAP21 | |
| Lawrence et al. | Climate change impacts and uncertainties in flood risk management: Examples from the North Sea Region | |
| YOOBANPOT et al. | A NEAR FUTURE CLIMATE CHANGE IMPACTS ON WATER RESOURCES IN THE UPPER CHAO PHRAYA RIVER BASIN IN THAILAND. | |
| Cheng | Assessment system of water conservancy project impact on environmental pollution based on HSPF model | |
| CN115540831B (zh) | 一种基于人工智能的乡村河流液位监控系统及方法 | |
| Huang et al. | Analysis on natural influencing factors of groundwater depth in Dengkou County and forecast of its variation trend | |
| Trimartinni et al. | Performance assessment of reservoir storage capacity | |
| CN115730455B (zh) | 一种基于wep模型的不同下垫面水源涵养量计算方法 | |
| CN118735223B (zh) | 基于藻类风险控制的再生水河道景观环境配水调控方法 | |
| Istiarto et al. | The Effect of Tides on Water Salinity and Acidity in the Main Channel of Anjir Serapat Lowland Irrigation Area, Central Kalimantan | |
| Revina et al. | The Effect of Tides on Water Salinity and Acidity in the Main Channel of Anjir Serapat Lowland Irrigation Area, Central Kalimantan | |
| CN108595904A (zh) | 一种基于水位调控的灌区水田非点源污染负荷估算方法 | |
| Gilja et al. | Reconstruction of Recharge and Discharge Pattern in the Polder Drainage Canal Network. Hydrology 2023, 10, 60 | |
| Zhao | The Role of Reservoir Flow Regulation and Evaporation in Water Resources Management |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |