[发明专利]一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法

权利要求书

1.一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，包括：

构建城市原水系统供水网络；

根据应急事件发生地点及影响范围对城市原水系统供水网络进行区域划分，并确定区域供水路径；

对区域进行供需水分析，获取水源供水范围以及区域内水厂需水值；

调用应急事件供水调度模型计算得到各区域水量分配方案；

根据区域水量分配方案，对区域内各取水节点调用管网一维水动力模型，计算得到与该取水节点存在水力联系的管线内其他节点水量输出结果，并对该结果影响区域进行水量平衡计算，判断是否满足该区域供需要求，若不满足则重新调用应急事件供水调度模型对水量进行再分配，直至满足区域供需要求为止；遍历所有取水节点后输出该区域的水量分配方案；

根据当前区域水量分配方案，结合供水网络进行水量精细化分配，获取不同水务设施调度过程；

遍历所有区域，若不满足精度计算要求则重新进行区域划分，再次进行计算；若满足，则输出计算结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，所述构建城市原水系统供水网络，包括：

收集梳理城市原水系统供水网络基本资料，按水务设施进行分类整理，并确定各个水务设施连接方式，以及对各个水务设施进行编码；所述水务设施包括：水库、水厂、闸门、泵站、以及管网；

根据供水路径构建供水网络拓扑关系，包括：水源—水库、水源—泵站—水库、水源—泵站—闸门—水库、水源—闸门—水库、水源—水厂、水源—泵站—水厂、水源—泵站—闸门—水厂、和水源—闸门—水厂。

3.根据权利要求1所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，若区域存在多条供水路径，则优先选择干线水源为供水路径。

4.根据权利要求1所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，所述调用应急事件供水调度模型计算得到各区域水量分配方案，包括：

基于区域内供水路径，根据如下目标函数优化供水路径的水量分配方案：

其中，f为供水网络供水破坏深度，N为划分的区域个数，T₁为应急事件供水调度模型调度周期时段数目，G_ji为第i时段供给区域j的供水量，X_ji为第i时段区域j的需水量，为区域j第l个水厂第i时段的需水量，L为区域j的水厂数。

5.根据权利要求1所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，所述管网一维水动力模型为：

连续性方程为：

自由表面水流的动量方程为：

有压水流的动量方程为：

其中，q为渠道、河道侧向入汇的流量，η为水流压力，u为断面平均流速，n_m为河道综合糙率，A为过水断面面积，g为重力加速度，R为断面水力半径，t为时间，x为距离，表示竖向断面平均压强，S_f为渠道、河道、管壁阻力，ρ为水体密度，z_b为河道底部或管底部高程。

6.根据权利要求5所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，所述管网一维水动力模型的参数率定过程为：

初始化基本参数，包括糙率n_m、时段步长Δt、精度δ和模拟时段数T；

根据管网各断面或站点的实测水位、流量过程，在所有边界上输入历史实测值，根据计算结果中监测站点处的计算值与实测值对比，对模型计算的准确度进行检验，如果结果误差大于要求的精度，则调整水动力学模型基本参数糙率和时段步长，直到计算结果与实测值之间的偏差满足要求的精度。

7.根据权利要求1所述的一种基于水体演进变化的城市应急供水精细化调度方法，其特征在于，对区域进行水量平衡计算，得到该区域所需水量，包括：

按照供水网络拓扑结构以及水流走向逐节点根据水厂需水情况按照水量平衡反推水源需供给的水量，逐级计算到区域源头，获取该区域所需水量。