[发明专利]基于自适应分级预泄法的汛限水位动态控制方法及系统

说明书

本发明属于水库调度技术领域，公开了一种基于自适应分级预泄法的汛限水位动态控制方法及系统，根据有效预见期和下游防洪安全组合流量中允许的水库最大下泄流量，确定水库汛期水位动态控制域；当预报有面临时刻时，根据不同面临时刻水库水位及来水情况自适应推求不同面临时刻的风险库容；对有效预见期进行分级，将风险库容按递增形式分配至每一级水库，根据每一级水库所分配的风险库容分别计算分级预泻流量。本发明克服了传统预泄能力约束法在预泄时一直按下游允许安全流量下泄导致的水库水位消落过快、洪水过后水库回蓄困难等问题；克服了传统预泄能力约束法预泄开始时泄流量增幅过快，容易导致人造洪峰，可操作性差等问题。

技术领域

本发明属于水库调度技术领域，尤其涉及一种基于自适应分级预泄法的汛限水位动态控制方法及系统。

背景技术

目前，最接近的现有技术：

汛期水位动态控制域的确定是开展汛期水位动态控制的基础。目前，已有国内学者研究了汛期水位动态控制域的确定方法。王本德等分析了传统静态控制汛限水位的不合理性，主张以汛限水位动态控制方式控制汛期水位并提出了预泄能力约束法来确定汛限水位动态控制域。王国利等考虑了水库实际调度中的可操作性，提出了分级预泄法来确定汛限水位动态控制域。任明磊等研究了降雨预报信息的可利用性，提出考虑降雨预报信息的改进预泄能力约束法。然而，目前研究关注的重点是理论上如何确定汛限水位动态控制域，没有充分考虑到水库在实际运行中的可操作性，导致水库在实际调度中仍然存在一些不足，导致水库泄流量增幅过快、下游人造洪峰、水库回蓄困难等问题。

现有预泄能力约束法是确定汛限水位动态控制域的主要方法之一。其主要有两点不足：(1)预泄时没有充分考虑当前水库水位状态，保持下游河道的安全允许泄量泄流，导致水库水位消落过快。当预报发生小洪水时，初始泄流量过大会导致后期水库回蓄困难；(2)没有充分考虑水库在实际运行中的可操作性。当预报有洪水发生时，立即按下游河道的安全允许泄量泄流，不考虑闸门启闭操作过程，且泄流量增幅过大，容易导致人造洪峰。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)在现有技术中，预泄能力约束法预泄时一直按下游安全允许泄流量下泄，没有考虑当前水库水位状态，导致水库水位消落过快，洪水过后回蓄困难。

(2)在现有技术中，预泄能力约束法忽略了水库在实际运行中的可操作性，忽略了闸门启闭需要一定的操作时间和过程，导致泄流量增幅过大，容易导致人造洪峰。

(3)在现有技术中，分级预泄法虽然提出了分级控制下泄流量的思路和案例，但尚未明确给出规范性的分级操作方式，导致分级下泄操作存在过多的随机性。

解决上述技术问题的难度：

目前我国水库多以汛限水位静态控制模式运行，汛限水位静态控制模式又分为传统静态控制模式和汛期运行水位分期的控制方式，部分水库已经开始使用汛期运行水位分期的控制方式并取得了非常良好的效益。由于汛限水位动态控制模式是近几年新兴的研究课题，用于实践的水库数量还比较少，且相关法律十分欠缺，所以仍未有相关文件允许水库长期以汛限水位动态控制模式运行，解决上述技术问题的难点在于多尝试、多校正，只有勇于尝试才有经验积累。

解决上述技术问题的意义：

本发明的提出解决了预泄能力约束法预泄时不能根据实时来水自适应控制下泄流量而导致水库水位消落过快、洪水过后回蓄困难的问题，以及忽略了水库在实际运行中的可操作性导致泄流量增幅过大的问题。本发明在不增加防洪风险的前提下，提高了流域洪水资源利用率并改善了水库汛期的可操作性。一种基于自适应分级预泄法的汛限水位动态控制方法及系统不仅是预泄能力约束法的一种改进，更是我国汛限水位动态控制研究上的一大进步，所以解决上述技术问题的意义十分重大。

内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于自适应分级预泄法的汛限水位动态控制方法及系统。