[发明专利]考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方法

说明书

本发明提供一种考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方法，包括以下步骤：步骤1，推求考虑跨流域调水影响下的水库汛期分期入库流量；步骤2，建立考虑跨流域调水影响下水库汛期分期洪水过程间的联合分布函数；步骤3，构建适用于水库调度领域的水库防洪损失条件风险价值评价指标；步骤4，推求考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方案。本发明能够在水库开展分期汛限水位优化组合的过程中考虑跨流域调水工程对水库入库洪水过程的影响，从而为水库工程与跨流域调水工程之间的有效衔接提供思路。

技术领域

本发明涉及水库调度技术领域，具体是一种考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方法。

背景技术

由于受季风气候影响，我国降水分布不均，从而导致我国水资源呈现时空分布不均的特征。水库是协调流域水资源进行合理配置的主要工程措施。目前，水文学者以水库(群)为研究对象，在水资源调配理论与方法层面已取得了大量的科研成果，并逐步形成了较为成熟的技术方法体系；但水库对水资源的调蓄作用多局限于流域干或支流范围内。对此，跨流域调水是通过大规模的人工方法从余水的流域向缺水流域大量调水，以便促进缺水区域的经济发展和缓解流域用水矛盾，可与水库进行水工程联合运用，从而实现水资源在流域“宏观”与“微观”双重尺度上的安全高效协调分配。跨流域调水工程的具体实施通常需要先分析流域洪水资源分布特征并明确水库水源区可调水量，然后从水库坝前修建引水工程将余水调至受水区。因此，新时期开展水库(群)洪水资源化利用研究需要考虑跨流域调水会对水库入库洪水过程产生影响这一前提条件，这也是实现水工程(水库与跨流域调水工程)间联合调度、流域水资源优化配置的关键。其中，汛限水位是水库优化调度的关键特征水位参数，以此为切入点开展水库调度与跨流域调水工程联合运用是值得探究的。

在现有的技术中存在如下问题：(1)现有水库分期汛限水位优化设计研究未考虑跨流域调水工程对入库洪水过程的影响；(2)目前针对水库分期汛限水位优化设计研究主要以传统洪水风险率作为防洪标准进行评价，在径流变化环境下适用性存在可探讨的空间。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方法，该方法能够在水库开展洪水资源化利用的过程中考虑跨流域调水工程对水库入库洪水过程的影响，为水库工程与跨流域调水工程之间的有效衔接提供思路，从而兼顾流域内外水资源的合理配置。

本发明提供了一种考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方法，包括以下步骤：

步骤1：推求考虑跨流域调水影响下的水库汛期分期入库流量；

步骤2：根据步骤1推求得到的水库汛期分期入库流量建立考虑跨流域调水影响下水库汛期分期洪水过程间的联合分布函数，确定分期洪水量级特征参数之间的联合分布关系及条件发生概率；

步骤3：引入经济学条件风险价值理论，构建适用于水库调度领域的水库防洪损失条件风险价值评价指标，并在步骤2确定的分期洪水量级特征参数之间的条件发生概率基础上推求水库在整个汛期可能发生潜在防洪损失的计算式；

步骤4：以步骤3构建的防洪损失条件风险价值指标为主要防洪约束条件，建立水库分期汛限水位优化设计模型，并求解水库分期汛限水位优化设计模型得到考虑跨流域调水影响下的水库分期汛限水位优化设计方案。

进一步的，步骤1具体包括：

步骤1-1，采用汛期分期研究领域常用的变点分析法，将水库汛期分期划分为前汛期D₁和后汛期D₂两期，或前汛期D₁、主汛期D₂和后汛期D₃三期，分期数记为M，并对应将第j年各分期T_i时段内入库流量记为整个汛期时段长度其中j＝1，…，N，N为实测入库径流序列年数，t＝1，…，T_i，i＝1，…，M；