[发明专利]基于可调能力的闸坝群低影响应急生态调度方法及系统

说明书

本发明提供基于可调能力的闸坝群低影响应急生态调度方法及系统，能够有效提高流域的生态效益。闸坝群低影响应急生态调度方法包括：步骤一、构建以保障流域关键控制断面生态流量为目的的闸坝群应急调度可调能力指标评价体系：1.评价指标选取：从水量、水质和工程这三个要素选取合适的评价指标构建以保障流域关键断面生态流量为目标的闸坝群应急调度可调能力评价指标体系；2.评价指标权重计算，建立最优组合赋权模型，计算得到各指标的最优组合权重；3.可调能力计算，计算得到闸坝的可调能力值；步骤二、流域关键控制断面闸坝群低影响应急生态调度方案生成和优选：1.生态缺水量计算；2.应急调度方案生成和优选。

技术领域

本发明属于闸坝调度技术领域，具体涉及基于可调能力的闸坝群低影响应急生态调度方法及系统。

技术背景

河流生态流量是指为了维持河流自然水文特征和生态系统的结构与功能，需要在河道内维持的一定流量过程。保障生态流量，对于维系河流健康，服务国家水安全和生态文明建设具有重大的意义。但是近年来，经济社会的快速发展和水资源短缺矛盾的不断加深，使得生态用水被生产、生活用水挤占，水生生物的多样性，乃至河流生态系统的完整性遭到严重破坏。此外由于流域闸坝群的不合理调度，下游断面的生态流量得不到保障，河道断流事故也时有发生。因此保障流域关键断面生态流量的低影响调度也逐渐成为了流域闸坝群管理的热点与难点。

随着人们生态保护意识的提高，闸坝群从之前只注重社会经济效益最大化的单一目标，转变为兼顾生态环境效益的低影响多目标生态调度模式。但是目前的生态调度研究多关注构建中长期的优化生态调度模型，且调控对象常着眼于单个水库，已不能满足流域管理部门的整体规划要求。对从流域闸坝群整体视角出发，开展应急生态调度的研究较少。断面流量生态应急事件具有不确定性、破坏性和紧急性的特点，如何制定一个高效、低影响的生态应急调度方案是一个亟待攻克的难题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于可调能力的闸坝群低影响应急生态调度方法及系统，能够为实行闸坝群生态应急调度提供一个有效提高流域的生态效益并降低对河流自然生态系统影响的方案生成和优选方法。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

方法

本发明提供基于可调能力的闸坝群低影响应急生态调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、构建以保障流域关键控制断面生态流量为目的的闸坝群应急调度可调能力指标评价体系：

1.评价指标选取

可调能力是用来量化闸坝通过调度水量来缓解下游生态应急事故的调控能力，与调度期内可调控水体的量、质和调度响应能力有关；如下表1所示，从水量、水质和工程这三个要素选取合适的评价指标构建以保障流域关键断面生态流量为目标的闸坝群应急调度可调能力评价指标体系，水量要素选取闸坝的可调度水量，水质要素选用至少一个水质污染指标表征；工程要素用调水距离、河道连通性和调度响应能力三个指标来表征；各指标意义及计算方法如下：

1)水量要素

闸坝的可调度水量表示在调度时刻闸坝可用于满足流域关键断面生态流量需求的总泄流量，可调度水量越多，则闸坝可调能力越强；其表达式为：

式中，W为闸坝的可调度水量；W_t为当前调度时刻闸坝的蓄水量；W_n为水库或水闸正常蓄水位所对应的库容；η为与调度期有关的系数；

2)水质要素

水质污染指标用于描述调度水体调度时刻的水质状况；闸坝调度水体的水质状况越优，则闸坝可调能力越强；

3)工程要素