[发明专利]一种城区水系智能水质水量调度方法

说明书

本发明公开了一种城区水系智能水质水量调度系统。为了克服原有技术水质水量调度大多采取行政命令形式，未能实现指挥控制中心一键式调度控制，且调度方式缺乏灵活性，不能准确贴合长期防汛需求，会造成资源的浪费等问题。本发明采用包括监控体系、信息中心和软件平台；调度系统使用方法包括以下步骤：S1.数据监测；S2.模型计算；S3.确定调度方案；S4.指挥中心决策；S5.方案实施。建立智能化水质水量调度平台，控制中心一键式智能调度，调度系统化，提高了水质水量调度效率，操作直观简单，计算拟定的方案更加符合长期防汛目标，调度方案更加灵活、合理，能有效防止水资源的浪费。

技术领域

本发明涉及一种水资源调度领域，尤其涉及一种城区水系智能水质水量调度方法。

背景技术

现有城市防洪及引清水质水量调度多采用固定式指标分段控制，如上海市在天气预报24hr内有暴雨或发出防汛防台蓝色预警时，要求控制内河水位在面平均控制最高水位25cm以下；在天气预报24hr内有特大暴雨或发出防汛防台红色预警时，要求尽力控制或预降内河水位在面平均控制最低水位以下。当防汛防台预警信号解除后，如内河面平均水位高于引清调水最高控制水位，则各水闸继续排水；如面平均水位低于引清调水最低控制水位时，立即恢复引清调水方案中引水水闸的引水，必要时对闸外水域水量充裕、水质和水动力相对较好的排水口改排为引，加大补水力度。调度方式明显缺乏灵活性，不能准确贴合长期防汛需求，可能会造成资源的浪费。

对于水质水量调度模型，学术界已有多种成果，例如建立流域分布式水动力、水质耦合模型，通过调水要求设定多水源调度遗传算法模型的目标函数，筛选最佳调水方案。例如，一种在中国专利文献上公开的“平原城市河网防洪、排涝、活水联合优化调度方法及系统”，其公告号“CN 109872063A”，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。调度模型多用于多年情况下河流、湖泊长期水质、水量调度，用于河道长期供水、水质、泥沙状况提升，还没有具体应用到城市范围内人口密集区汛期防洪与水质突发污染事件的处理当中；此外，现有水质水量调度大多采取行政命令形式，还未建立智能化调度平台，泵站、水闸等调水设施少有自动化控制系统，未能实现指挥控制中心一键式调度控制。

发明内容

本发明主要解决原有技术水质水量调度大多采取行政命令形式，未能实现指挥控制中心一键式调度控制，且调度方式明显缺乏灵活性，不能准确贴合长期防汛需求，可能会造成资源的浪费的问题；提供一种城区水系智能水质水量调度方法，建立智能水质水量调度平台，实现控制中心一键式调度；调度方式灵活，贴合长期防汛需求，避免资源浪费。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明所述的方法使用水质水量调度系统，系统包括现场执行调度方案的下位机构、监测下位机构的监测体系、处理监测数据来拟定调度方案的信息中心和确定调度方案的指挥中心；所述的下位机构(4)包括河道和水库的自然对象以及水闸和泵站的执行对象；调度方法包括以下步骤：

S1：监测体系监测下位机构的降雨量、河道水位、流量、水质、水闸开度、水泵运行状况的数据；

S2：信息中心根据监测到的数据，用以防汛风险、经济效益和环境安全为目标的水质、水量耦合模型计算；

S3：采用粒子群算法求解，求解出多个近似解，得到多个拟定方案；

S4：指挥中心根据目标的最优的收益智能筛选确定最终调度方案，一键智能调度，发送执行命令；

S5：下位机构自动执行调度方案。