[发明专利]平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，该方法包括以下步骤：S1，根据实时河网水位及24小时天气预报判断是否超出警戒水位；S2，根据判断的结果自动选取调度目标及对应调度方案库；S3，根据前述判断结果判别内涝级别或缺水水平并选取对应约束条件；S4，利用水量‑水质模型对调度方案库进行基于不同约束条件的求解，并获得最优调度方案。本发明可以实时监控城市河网水位，并结合24小时天气预报测算河网水位变幅，在此基础上实现针对不同内涝级别和不同干旱水平的区别调度，同时，可以实现城市河网水资源优化调度和水环境改善的要求，提高城市水安全水平和决策效率。

技术领域

本发明涉及一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，属于城市河网水环境安全领域。

背景技术

目前，拥有发达水系的长三角和珠三角等地区城市已基本形成较成熟的防洪系统。然而，防洪系统中的部分涉水工程，如闸、泵等截断了河湖的自然连通，极易造成区域的水体滞留和水质恶化。城市河网水环境恶化问题随着城市化进程日趋严峻。因此，部分城市进入基于城市防洪排涝的水质提升计划，联合优化调度等技术支撑需求应运而生。

联合优化调度理论最先用于水库群在水量调控和发电规则等方面，算法包括二进制状态动态程序算法、实数编码多种遗传算法和多目标蚁群算法等。联合优化调度还被用于地面水、地下水以及客水等多种水资源在区域中的联合优化调度问题。

城市河网水环境改善涉及多目标、多层次调度，约束条件呈现非线性特点，十分复杂。常规调度方法无法满足城市河网基于各种目标和约束条件需求进行的水资源调度和水环境改善。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统，可以实时监控城市河网水位，并结合24小时天气预报测算河网水位变幅，在此基础上实现针对不同内涝级别和不同干旱水平的区别调度，同时，可以实现城市河网水资源优化调度和水环境改善的要求，提高城市水安全水平和决策效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法，包括以下步骤：

(1)调研古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程，构建河网水量-水质模型；

(2)在古城区内水网、防洪工程、水源工程和配水工程中设置若干个遥测站点，在站点布设传感器，监测实时水位；

(3)遥测站点通过数据传输通道如有线或无线将以上将收集到得数据传输至中心控制站点，天气预报系统将未来24h动态天气预报数据通过数据传输通道如有线或无线传输至中心控制站点；水情智能测报系统中的遥测站点如水位计、传感器、RTU模块等智能测度实时水位数据，遥测站点通过数据传输通道如有线或无线将以上收集到得数据传输至中心控制站点(如数据接收装置和电子计算机)，天气预报系统将未来24h动态天气预报数据通过数据传输通道如有线或无线传输至中心控制站点；

(4)中心控制站点7根据实时水位数据和未来24h天气预报数据联合演算24h城市河网水位变幅，并对逐个特征点水位与设定的最高警戒水位和最低警戒水位进行比对识别，判别河网未来24h水位状态，并将判别结果信息通过通信系统(如有线通信系统、无线通信系统、调度通信系统和通信电源系统)传输至智能调度系统；

(5)智能调度系统的信息接收单元接收河网未来24h水位状态信息，存入信息存储单元；

(6)信息处理系统根据河网水位数据选择目标函数和调度方案库，信息处理单元根据河网水位判别内涝级别或缺水水平，选择对应约束条件，信息处理单元利用水量-水质模型及选定的目标函数和约束条件基于选定的调度方案库得到对应水位的调度方案优选，命令输出单元接收来自信息处理单元所提供的最优调度方案对河网各个闸门、泵站调度处发布调度命令。