[发明专利]水库、闸泵群联合抑咸调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域的水质保障技术，特别涉及河口咸潮抑制以及保障供水安全的水库、闸泵群联合抑咸调度方法。

背景技术

珠江下游地区是我国经济和社会高速发展的地区，在我国经济建设中具有举足轻重的战略地位。随着经济社会的发展，工农业生产和生活用水量将进一步增加，珠江河口地区的水体污染问题也日益严峻，饮水安全问题更加凸显，水资源已成为制约该地区社会经济发展的瓶颈。枯水期咸潮上溯严重加剧了水资源短缺的局面，凸现了珠江三角洲的饮水安全问题。尤其是，近来年咸潮活动越来越频繁，影响范围愈来愈大，且持续时间愈来愈长，咸潮上溯已成为港澳及珠三角地区饮水安全中亟待解决的突出问题。2006年至2012年枯水期咸潮再度肆虐，国家防汛抗旱总指挥部授权珠江防汛抗旱总指挥部先后实施珠江流域骨干水库调度和珠江枯季水量统一调度，以抵御咸潮。

实践证明，科学调配流域水资源是现阶段抑咸的有效途径。通过水库调度抑制咸潮上溯，并改善珠江三角洲地区水生态和水环境质量的非工程措施的实施，在珠江流域刚刚起步，在国内外其它地区也尚未见到比较系统的报道和科学研究工作。珠江流域的多次调水虽然大大缓解和基本抑制了近年来的咸潮危害，并对枯水季节的水质污染和生态危害起到了一定的抑制作用，但打破水库原有功能的调度也造成一定的损失。目前水资源调度模式与多数水库以防洪、灌溉、发电为主要功能的调度运行方式不相适应，不能满足咸潮上溯期饮用水的需要；此外，淡水资源分布与取水口布局不相适应，供水系统布局不合理，配套水源的建设滞后，导致淡水资源未能得到充分利用，解决枯水期珠江三角洲地区饮水安全问题已成为该地区经济发展和社会稳定的迫切要求。

开展以水库—闸泵群联合调度抑咸为核心的关键技术研究，系统研究抑咸的技术方法体系，科学调度，提高珠江河口河网区淡水资源利用效率，是一项十分重要和迫切的研究工作，对于保障珠江下游地区饮用水安全具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种以水库—闸泵群联合抑咸调度为核心的关键技术，通过流域和区域的抑咸水资源调配技术方法，建立咸潮抑制技术体系，通过科学调度，提高珠江河口河网区淡水资源利用效率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明的水库、闸泵群联合抑咸调度方法，包含三个关键的模型，即基于EasyDHM的珠江流域分布式水文模型、骨干水库群抑咸调度模型和闸泵群释淡补水压咸调度模型，水库、闸泵群联合抑咸调度方法，包括下述步骤：

S1、建立基于EasyDHM的珠江流域分布式水文模型；

S2、建立骨干水库群抑咸调度模型，骨干水库群抑咸调度模型包括两个方面：一个是模型的表达形式，一个是模型的求解方法，模型的表达形式包括目标函数和约束条件；

S3、通过流域水文气象部门发布的实时水雨情信息，利用基于EasyDHM的珠江流域分布式水文模型计算出流域关键节点的流量过程，输入到水库群抑咸调度模型中，通过模型得到下游关键断面的流量控制过程；

S4、利用闸泵群释淡补水压咸调度模型确定放水水闸、释淡补水压咸时机和放水压咸流量。

优选的，步骤S1中，所述EasyDHM的珠江流域分布式水文模型实现步骤如下：

S21、基础数据准备：

选取DEM数字高程数据；设定最小水道集水面积阈值，生成河网水系栅格图层；首先把该土地利用类型数据转化为网格尺寸为1km×1km栅格数据格式，然后将土地类型转化为EasyDHM产流模型中相应的土地利用分类，最后根据EasyDHM产流模型的土地利用参数推求方法求各项产流参数；

S22、空间单元划分：

采用参数分区拓扑式率定方法，在基于DEM提取的数字流域基础上确定出每个水文站和水库的控制范围，进而划分出各个参数分区和水库分区；

S23、参数率定：

采用Nash效率系数来衡量模型模拟精度的好坏，其方程表达如下：

其中：R2是用于衡量模型模拟实际时间序列上径流量能力的纳什效率系数，纳什效率系数R2的变化范围是负无穷到1，若为1，则表示模拟的和实测的水文过程线达到完美拟合，R2小于0则表示平均实测径流量会是模拟径流量的一个较好预测。

优选的，所述的骨干水库群抑咸调度模型的调度目标包括抑咸调度效果、梯级电站发电经济效益、区域经济发展和生态环境，其目标函数描述为：