[发明专利]兼顾人类和生态需求的供水型水库调度图优化确定方法

权利要求书

1.一种兼顾人类和生态需求的供水型水库调度图优化确定方法，其计算步骤如下：

（1）采用Tennant法确定河流最小生态需水量

（2）采用AAPFD指数衡量河流水文情势扰动程度，并将AAPFD指数小于5作为河流水文情势扰动的阈值；AAPFD指数的定义如下：

式中，M表示时间序列的年数，C_kj表示第j年第k月的实际流量，N_kj表示第j年第k月的天然流量，表示第j年的平均天然月径流量；

（3）将最小生态需水量和水库调度曲线相结合，制定以下的水库调度措施：

a)当水库水位高于上调度曲线时，通过溢洪道泄流使水库的水位降到上调度曲线水位，并向用水户提供规划的水量，此时如果水库的实际下泄流量低于河流最小生态需水时，需要加大下泄以满足最小生态需水的要求；

b)当水库水位位于上调度曲线和下调度曲线之间时，水库正常供水，此时如果水库的实际下泄流量低于河流最小生态需水，加大下泄，以满足最小生态需水的要求；

c)当水库水位位于下调度曲线和关键调度曲线之间时，水库供水减小α%，同样，水库最小下泄流量需满足河流最小生态需水；

d)当水库水位位于关键调度曲线和死库容线之间时，水库供水减小β%，水库最小下泄流量也需满足河流最小生态需水；

e)当水库水位低于死库容线时，水库不供水也不下泄；

其中α和β为参数，并且0<α<β<100；

（4）确定水库调度的生态效益目标、社会经济效益目标和生态社会经济总效益目标的度量方法

采用AAPFD指数度量水库调度的生态效益目标，采用SI指数度量水库调度的社会经济效益目标，采用折衷规划法，将生态和社会经济双目标转化为单目标，作为水库调度的生态社会经济总效益目标；SI指数指数的定义如下：

式中wd_j为第j年的缺水量，dw_j为第j年的规划供水量；

（5）确定水库调度图参数的约束条件，其中需优化的参数为下调度曲线的水位高度参数X₁、X₂ ，时间参数T₁、T₂、T₃、T₄，关键调度曲线的水位高度参数X₃、X₄，时间参数T₅，T₆，T₇，T₈；上调度曲线事先通过模拟的方式得到，并保持不变；约束条件如下：

MAXlevel>X₁>X₂

MAXlevel>X₁>X₃

X₂>X₄>MINlevel

X₃>X₄>MINlevel

1≤T₁<T₂<T₃<T₄≤36

1≤T₅<T₆<T₇<T₈≤36

式中，MAXlevel和MINlevel分别为水库最高和最低允许水位；

（6）五次运用遗传算法，确定兼顾人类和生态需求的供水型水库的最优调度图

前四次采用遗传算法，对参数X_i(i=1,2,3,4)和T_j(j=1,2,…,8)同时进行优化，分别以SI值、AAPFD值、SI值的倒数和AAPFD值的倒数最大化作为目标，对各种群个体对应的调度图按照步骤（3）中制定的水库调度规则进行水库调度模拟，分别得出SI、AAPFD、SI的倒数和AAPFD的倒数最大值，作为水库调度图的最差点和理想点的四个坐标值；在确定了这四个坐标值的基础上，第五次运用遗传算法时，以提高水库调度的生态和社会经济综合效益为目标，对各种群个体对应的调度图按照步骤（3）中制定的水库调度规则进行水库调度模拟，当某一种群个体对应的AAPFD值超出阈值时，令该个体的适应度值为0，进而确定最终的兼顾人类和生态需求的供水型水库的最优调度图。