[发明专利]一种充分灌溉条件下直接补渠的单库-多站系统水资源优化配置方法

说明书

本发明公开了一种充分灌溉条件下直接补渠的单库—多站系统水资源优化配置方法，采用基于“补渠泵站群”子系统分解‑动态规划聚合的“单库—多站”大系统动态规划逐次逼近方法，可获得一定供水期内受水区最小缺水量、对应的水库供水期内各时段最优供水量、弃水量，以及各补渠泵站各时段补水量过程。本发明对平原水库灌区水资源优化配置具有重要理论意义和实际应用价值。

技术领域

本发明涉及充分灌溉条件下单个水库与多个补渠泵站联合运行调度的方法，属于灌区水资源优化配置技术领域。

背景技术

直接补渠的单水库-多泵站系统，由多个补水泵站直接向渠道供水，由单座水库和多座补渠泵站联合向受水区供水。虽然水源条件充分，但由于是由多个提水泵站对渠道进行补水，在系统实际运行时，如何在保证受水区供水充分的条件下，降低补渠泵站群系统运行能耗，节约工程运行成本，是不可忽视的重要问题。

发明内容

本发明针对充分灌溉条件下直接补渠的单水库-多泵站系统，考虑不同来水频率下的受水区缺水情况，首次考虑由多个提水泵站补充渠道缺水，建立充分灌溉条件下直接补渠的单库-多站系统联合优化调度数学模型。针对特定的年调节单库-多站联合运行调度系统，在已知水库供水划分的时段数、初始库容、死库容、兴利库容、防洪限制水位对应的库容、年可供水总量、各时段来水量过程、蒸发与渗漏量过程，补渠泵站数量、各补渠泵站年允许提水总量，以及各时段受水区需水量过程情况下，采用基于“补渠泵站群”子系统分解-动态规划聚合的“单库-多站”大系统动态规划逐次逼近方法，可获得一定供水期内受水区最小缺水量、对应的水库供水期内各时段最优供水量、弃水量，以及各补渠泵站各时段补水量过程。

本发明方案如下：

一种充分灌溉条件下直接补渠的单库-多站系统水资源优化配置方法，由多个补水泵站直接向渠道供水，由单座水库和多座补渠泵站联合向受水区供水，包括以下步骤：

一、模型构建，包括以下步骤1～步骤2：

1.以直接补渠的单库-多站系统年内各时段的水库供水量与受水区需水量之差的平方和最小为目标，建立如下目标函数：

式中：F为研究对象年内各时段的供需水量之差的最小平方和；Z为研究对象年内各时段供需水量之差的平方和；N为年内划分的时段数；i为时段编号(i＝1，2，......N)；G_i为水库第i时段的供水量(万m³)；M为补渠泵站数量(座)；k为补渠泵站编号(k＝1，2，…M)；YB_ki为第k座补渠泵站第i时段供水量(万m³)；YS_i为受水区第i时段的需水量(万m³)；目标函数采用平方和表达是为了加速减少系统供水量与受水区需水量之间的偏差。

2.设置约束条件

包括单座水库、M座补水泵站年可供水总量约束条件，无泵站直接补库的水库水量平衡约束，水库库容约束条件，以及补渠泵站群运行能耗最小约束条件。

二、模型求解