基于梯级水库预报优化调度模型的跨流域可调水量研究

通过构建梯级水库跨流域预报优化调度模型对跨流域调水实时调度过程中的供水水库的跨流域可调水量进行研究。梯级水库跨流域预报优化调度模型以最大供水能力和最大发电量为主要目标,选择逐步优化算法对跨流域调水调度系统进行优化调度。实例研究结果表明,采用预报优化调度模型进行跨流域供水和梯级水库发电调度,能够明显地提高跨流域可调水量,有效地提高水资源的利用效率。     

并联水库群共同供水任务分配规则研究

对于并联供水水库群，通过共同用户相互联系，不仅要参照每个成员水库的状态特征确定供水决策，还要根据每个成员水库的状态特征合理分配共同供水任务。针对跨流域水库群共同供水任务的分配问题，为制定科学、有效合理、均衡公平的共同供水任务的水库间分配规则，寻求并联水库群共同调度规则的最优性运行策略，通过拟定合理的平衡曲线的方式，确定并联水库群共同供水任务的分配比例，指示各库在不同调度时段的蓄水最佳分配策略，并以不同拐点和斜率描述平衡曲线的分段性，表征汛期、非汛期各水库蓄水量及供水量的变化，以缺水率最小及弃水量最小为目标函数建立优化模型对分配规则进行修正，最后采用基于免疫进化的粒子群算法率定平衡曲线的决策变量突变点及斜率，最终得到相对优秀的供水规则。以滦河流域下游水库群为研究对象，结果表明，该方法能有效地实现调度目标，合理划分共同供水任务，提高水库群共同供水任务的计算效率；拟定合理平衡曲线对并联水库群共同供水任务进行分配，其库群系统供水量较补偿调节增加约5%，弃水量减少10%左右，与动态规划得到的最大供水量、年均弃水量及保证率接近，水库间供水任务分配比例与其兴利库容的比值接近，并且成员水库有较大的供水...     

用水总量控制下的水库水量调度模型研究

为适应最严格水资源管理制度对水库调度的要求,提出了用水总量控制下的水库水量调度模型。模型主要由中长期年度供水计划制定模块和短期水库两时段调度模块两部分嵌套构成,通过宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动更新的运行方式在水库调度中实现其用水总量控制目标。针对年际用水量变化较大的灌溉用水户,建立了基于用水量特性曲线的年度用水总量控制指标确定方法。王英水库水量调度实例研究表明本模型能够在保障水库供水效益的同时克服来水预报偏差对用水总量控制的不利影响。     

山湖水库“一库两站”联合运行优化调度方法

针对特殊干旱年山湖水库水资源优化调度问题,提出了单座年调节水库与补库泵站、调水泵站联合运行的“一库两站”系统水资源优化调度模型.模型以年内各阶段受水区缺水量平方和最小为目标函数,各阶段水库的供水量与外调水量为决策变量,水库年可供水量、调水泵站年提水量、库站联合运行调度准则为约束条件,采用动态规划逐次逼近法求解,获得了水库最优的供水量过程和弃水量过程、补库泵站最优的补水量过程以及调水泵站最优的提水量过程.结果表明：山湖水库“一库两站”系统水资源优化调度可将系统缺水量从16万m3减小至8.6万m3,而水库弃水量从84.1万m3减小至0,泵站补水量从2 190万m3减小至2 140万m3,外调水量从380万m3增加至390万m3.该成果可为采用类似“一库两站”系统供水灌区的运行管理提供借鉴和参考.     

基于DPSA算法的“单库-单站”水资源优化调度方法研究

提出了单座水库与单座补水泵站水资源优化调度的非线性数学模型,模型以年内各时段的缺(弃)水量的平方最小为目标函数,各时段水库供水量和泵站引提水量为决策变量,各时段水库库容为状态变量,以年调节水库可供水量、泵站年引提水总量、水库与补水泵站的联合运行准则(泵站闲时补库、忙时供水)等为约束条件,并以南水北调东线一期江苏境内"骆马湖-皂河站"为实例,采用动态规划逐次逼近法进行求解。结果表明,相同供水保证率时,50%、75%、95%来水频率下泵站补水量、缺水量、弃水量比常规调度均有减少。     

江苏省赣榆县平原水库与地下水库联合运用

运用运筹学方法建立了平原地区多水库联合运用情况下供水优化调度的动态规划模型。该模型以多水库从不同水源取水及各水库向城市供水的成本最低为目标函数,以月为计算时段,在各时段内通过计算对比不同取、供水方案的目标函数值,分别选取各阶段最优方案,最终使水库联合供水方案趋近总体最优。采用该模型对江苏省赣榆县平原水库和拟建地下水库的联合运用情况进行了模拟,结果表明,水库联合运用可很大程度上缓解枯水期的供水压力,与水库单一运用相比,不仅可提高城市供水保证率,每年还将节省约370万元的水源成本费用。     

面向生态的流域水库群与引水工程联合调度研究

针对辽河流域水库群运行效率低、供水能力弱、没有考虑生态供水的现状,结合流域水资源综合规划中的相关引水工程,重新梳理了水库群的各项供水指标,增添了水库群的生态供水任务,提出了面向生态的流域水库群与引水工程联合调度新规则。通过构建聚合水库联合调度模型,并采用基于遗传算法与逐次逼近法耦合的混合优化算法求解,最终确定最优的联合调度方案。模拟结果表明,在满足各用水户用水需求的前提下,联合调度方案的实施对水库下游河流水体的水质改善效果显著。     

基于二层规划模型水库有序供水调度规则研究

针对具有多个用水部门的供水水库,提出了一种有序的供水调度规则,在该规则中水库按照用水部门的优先级确定供水的顺序,并根据水库相应的蓄水状态与用水部门限制供水线之间的关系,共同判定是否对其限制供水.基于供水过程动态博弈的特征,建立了水库对多个用水部门有序供水的二层规划模型.模型由上层水库对高优先级用水部门的供水模型以及下层对低优先级用水部门的供水模型构成,并采用粒子群算法对二层规划模型分层求解.在实例研究中,通过与不同调度模型与供水规则进行比较,检验了提出的供水规则与二层调度模型的合理性和有效性.     

灌区渠首水库群优化调度的自优化模拟技术

以梅院泥灌区为背景,建立了灌溉供水量最大为目标函数的灌区渠首水库群优化调度的自优化模拟模型及相应的求解技术。在利用历史资料进行优化计算的基础上,获得了梅院泥灌区渠首水库的调度规则。     

灌区水资源优化配置决策支持系统——以蜻蛉河灌区为例

采用AcrEngine作为开发平台,建立了灌区水资源优化配置决策支持系统。该系统包含数据库、模型库、方法库以及人机交互界面。其中模型库中包含水库优化调度模型和渠系工作制度优化模型。其中水库优化调度模型以年总引水量最大为总目标,以各水库月引水量之和最大为阶段目标,考虑库容约束、引水量约束、引水沟过流限制、水库库容瞬时约束以及非负约束5个约束条件。渠系工作制度优化模型是建立在3个目标函数基础上的多目标优化模型,即上级渠道流量波动最小、渠道渗漏损失最小、配水量与需水量的差值最小,同时考虑配水连续性、配水量、流量以及灌溉可供水量4个约束条件。以蜻蛉河灌区为例,优化结果表明水库优化调度模型可以解决多水库向单一水库引水问题,模型可得到不同频率下水库优化调度方案,优化结果合理。渠系工作制度优化模型能很好地解决云南高原灌区灌溉系统的渠系配水问题,缩短了渠系运行时间,提高了渠系运行的稳定性,减少了渠系渗漏损失,使得灌溉供需更加平衡。基于AcrEngine平台建立的水土资源优化配置支持系统,解决了水资源优化调度以及山丘区渠系调水配水不合理的问题,提高了云南高原灌区灌溉用水管理水平,并为抗旱减灾提供了决策支持。     

基于两层协调模型的多级扬水灌区供水调配优化

针对宁夏回族自治区扬水灌区水资源紧缺、供水扬程高、不同灌溉方式并存、供水调配困难、运行成本高等问题,开展了多级扬水灌区的供水调配优化研究。考虑研究区供水具有多层次、相互联系、组成复杂、影响因素众多等特点,建立了具有二层递阶结构的供水调配多目标优化模型。模型以各层缺水量平方和最小和运行功耗最小为目标,考虑不同灌溉时段影响,第1层建立单个泵站供水调度优化模型,以进行单个泵站控制区内各时段输蓄水量分配优化;第2层建立多级泵站供水调配优化模型,以优化系统内各级泵站系统各时段供水量和提水量。两层之间以供水量作为协调变量,依据大系统分解-协调原理进行求解,充分考虑了不同层次之间水量调配和主体利益的协调。灌区应用表明,所构建模型能有效进行多级扬水灌区水量调配优化,给出了核定水量下各级泵站系统水量分配优化方案,优化方案较好地缓解了各级泵站间的供水调配时空矛盾,显著减小了系统缺水量。研究结果可为灌区管理者进行实际水量调配和管理提供决策支持和技术支撑。     

雪野水库多目标动态供水模型

以雪野水库多年来水和现状供水资料为基础,对农业灌溉用水、工业用水(包括冶金和电厂用水)进行全面分析,利用约束法的原理初设水库现状多目标供水方案,并采用长系列时历法的原理编制模拟运算程序,计算出现状多目标供水的最佳方案.在此基础上,任意变动其中一种供水目标的供水量,并分别求得其供水的最佳方案,从而形成一个供水方案的系列,然后,运用数理统计回归分析的方法构建出水库动态多目标供水模型,为水库科学、合理的调度提供有利条件.     

基于逐步优化算法的太子河流域水库生态调度研究

针对太子河流域面临水资源短缺、生态环境退化现象,建立汛期以旬、非汛期以月为调度时段的水库生态调度模型,提出3种联合调度方案,并采用逐步优化算法求解,结果表明,在满足各区间用水户现状用水的条件下,各控制断面流量均能满足生态流量的要求。     

丹江口水库多目标调度方式研究

为满足南水北调中线工程调水要求,丹江口水库大坝需被加高,其调度任务也随之发生改变,供水成为优于发电的主要任务。回归最简单的简化运行策略对丹江口水库作长系列模拟计算,得到调节流量~下游用水保证率~年调水量关系曲线,生成水库调度多目标解集。在此基础上探索解决丹江口水库综合调度问题的新的调度方式与常规调度模拟结果比照表明:配合多目标解集的简化运行方式在解决丹江口水库多目标调度问题方面具有合理性,且能够更加灵活地根据调度目标调整调度计划。     

Tensen模型在灌区“三种水”联合调度中的应用

<正> 本文以山西省翼城县利民灌区为例,借助Tensen模型,用优化的方法,以灌区灌溉净效益最大为目标函数,以灌区各时段的可供水量为决策变量,将供水同作物产量联系起来,对灌区渠灌系统、泵站系统和井灌系统进行统一管理,联合运用,以期实现灌区地表水和地下水的统一调度,达到灌溉用水的三个优化:①每一时段内各种作物间用水量的分配的优化;②三种水引用量的优化,③年内务时段用水量的优化。     

以北线引水工程为例浅析多级管理泵站综合调度优化

出于优化深圳市北线引水工程的供水调度的灵活性的目的,根据其现状供水规模,分析合理的水量调度的方法,使北线取水量能满足沿线用水户的需求,且不影响与其相关的东深工程的水量.依据可能优化的调度方法、开机程序,给出有针对性的管理建议.     

梯级泵站供水系统水资源优化调度模型研究

采用系统分析理论 ,研究了梯级泵站供水系统的水资源优化调度问题 ,建立了具有提调水量和泄弃水量两个决策变量及多级泵站、多个水库、多个供水片的多目标水资源优化调度模型 ,给出了自优化模拟调度方法。经实例研究表明 ,模型是可行和实用的     

瑶镇水库来水量分析及可供水量复核计算

瑶镇水库是一座以工业和城市居民生活供水为主,兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程,是解决神木县锦界工业区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施.为了确定水库可供水量与初设计算结果的相差程度,对水库来水量及可供水量进行了复核.此次复核计算的多年平均径流量与瑶镇水库初步设计时计算的坝址多年平均径流量相差不大.根据瑶镇水库的长系列调节计算可知,水库多年平均可供水量为6232万m3,瑶镇水库原初步设计的供水能力为6260万m3.此次计算结果与瑶镇水库初设成果基本一致.     

南水北调东线江苏段库群水资源优化调度方法研究

以南水北调东线江苏段"洪泽湖—骆马湖—南四湖下级湖"库群系统为研究对象,以缺水量最小为目标,构造库群水资源联合优化调度模型,并采用大系统分解-动态规划聚合方法进行求解。以系统各水库的可供水量为协调变量,将模型分解为洪泽湖、骆马湖、南四湖下级湖3个水库优化子模型。该子模型以水库可供水量为决策变量、水库库容离散值为状态变量;在"单库"子模型优化基础上,以各水库的供水量为决策变量,水库可供水量的离散值为状态变量构造聚合模型,子模型和聚合模型均为一维动态规划模型,采用动态规划方法进行求解。通过优化计算,与常规调度成果比较,P=50%、75%、95%来水频率下系统供水量相应提高了0.2%、0.5%和0.8%,系统总缺水量相应减少了36.5%、4.7%和1.5%,总弃水量相应减少了30.7%、32.8%和100%。     

多策略混合搜索的变时段人工蜂群算法及应用

【目的】研究非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度模拟中时段步长和约束条件在较长系列上的融合优化,提升水库调度综合效益。【方法】建立了多策略混合搜索的变时段的人工蜂群算法,构建了长系列可变时段的多约束下发电量最大的水库优化调度模型,对万安水库进行实例应用。【结果】非汛期水量利用率提高了3%,加强了对洪水资源的利用;多策略混合搜索的人工蜂群优化算法缓解了多约束条件优化模拟计算时,时段步长选取与运算精度和收敛速度之间的矛盾,有效提升了标准人工蜂群算法的寻优效率与开发能力。【结论】研究成果可为非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度综合效益的提升提供依据。