[发明专利]一种基于目标水位、流量的水资源计算调度方法

权利要求书

1.一种基于目标水位、流量的水资源计算调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:将目标水位、流量和当前工程的基础数据进行录入；所述基础数据包含管道的长度、高程、桩号、流量模数、糙率、截面积、水力半径、管径、最大流速、最小流速、运行状态、各连接井、溢流构筑物的高程、溢流水位，无压隧洞净空范围以及各分水口的流量中的一种或多种数据；

S2:将管道的运行状态和根数按照上游到下游进行排列组合，汇总出所有的初步方案集；

S3:对所有的方案集进行恒定流的验证，如果达不到目标，则立刻停止该方案的恒定的验证，开始下一个方案的验证，恒定流验证过程中，需根据不同的工况类型，进行不同类别的验证；所述验证包含有压管道恒定流计算、明渠恒定均匀流计算、明渠水面线计算和设备的水头损失计算；具体为通过方案集分析模型，水利计算模型，排序模型，预测出多个满足要求的方案详情，以及预测的水位，并将方案集合实时的工况数据对比；

其他工况上进行继续计算时计算过程中过滤不合格的方案，过滤规则如下：各连接井、溢流构筑物不得出现溢流、各无压隧洞净空应满足规范要求、管道内不得出现负压、管道内的流速不得低于允许最小流速，不得大于允许最大流速；若满足上述规则，则记录下该所述方案的开闭管道，以及对应的水位；

对于输水系统安全的多个指标采用综合评分法进行多指标正交试验，计算公式为：

式中表示第i号试验的综合评分；α_k为转化系数，即将第k项指标转化为综合评分的系数；若w_k表示第k项试验指标的权值，则当α_k＝c_kw_k时，称为直接加权法，其中c_k为第k项指标的缩减或扩大系数，它的选取使各项试验指标具有相同的数量级；当α_k＝c_kw_k/r_k时，称为基本法，其中r_k为第k项试验指标的极差；α_k反映了第k项试验指标的重要程度和其他一些因素的影响；α_k的正负反映了α_k的性质，如果α_k为正，表示指标越大越好，α_k为负，则表示指标越小越好；反之，若α_k为负，表示指标越大越好，为正则α_k表示指标越小越好；通过极差法对多因素进行主次排序，最终选出最优组合。

2.根据权利要求1所述的一种基于目标水位、流量的水资源计算调度方法，其特征在于：所述有压管道恒定流计算的方法为：

在已知上游水位或上一个节点压力时，根据能量方程，求出管线上各截面的动水压强：

式中：取上游截面为截面，H₁为截面处的总水头；为截面间的流速水头；z_i为截面形心点距基准面的位置高度即位置水头；h_wi为截面间的水头损失，包括沿程水头损失h_fi和局部水头损失h_ji，通过下式计算：

h_wi＝h_fi+h_ji；

其中沿程水头损失h_Fi通过达西-魏斯巴赫公式计算，而局部水头损失h_ji根据经验取局部水头损失系数计算，或定义比阻S₀进行沿程水头损失的简化计算：

h_f＝S₀Q²l；

其中比阻S₀的计算公式为：

式中，K为流量模数；n为管道糙率；A为管道截面积；R为管道水力半径；d为管径；

通过动水压强的计算，分析出有压管道在通水过程中的压力状态，从而通过对比压力状态确认有压管道的方案是否可行。