[发明专利]一种反推水库入库流量过程的优化修正方法

说明书

本发明公开了一种反推水库入库流量过程的优化修正方法，本发明提供的方法允许在一定范围内修正观测水位值，以修正后的入库流量过程变幅最小为目标，建立优化修正模型，然后调用开源混合整数线性规划解算器Cbc进行求解，输出修正后的入库流量过程。本发明提供的优化修正模型物理意义明确，修正后的入库流量过程平滑，又能接近真实的天然入流情况，具有很好的实际应用价值。

技术领域

本发明属于水库调度和水文测验领域，具体涉及一种反推水库入库流量过程的优化修正方法。

背景技术

水库入库流量是水库资料整编的一部分，对评估和提高水库运行效益有重要意义。对于没有入库流量观测的水库，根据水量平衡方程反推入库流量过程是常用的做法，即根据水库水位观测计算水库蓄水量变化，加上出库流量得到入库流量。该方法在实际运用中推算的入库流量过程常呈现“锯齿形”，甚至出现负值。即便计入蒸发和渗漏等水量损失，也不能改善上述问题。出现上述问题的根本原因是：受观测设备的精度、动库容、闸门启闭、风浪等因素的影响，观测的水位值不能准确反应水库的实际蓄水量。对于大中型水库，即便是0.01m的水位差，其对应的库容也是巨大的，因此导致直接反推的入库流量过程不合理。

发明内容

本发明针对直接反推入库流量过程不合理这一实际问题，基于观测水位值不能准确反应水库实际蓄水量这一客观原因，提供一种反推水库入库流量过程的优化修正方法，具体采用以下的技术方案：

一种反推水库入库流量过程的优化修正方法，其特征在于，包括以下步骤：将水库水位监测值和出库流量监测值输入优化修正模型，调用混合整数线性规划解算器Cbc求解后输出修正后的入库流量过程；

所述优化修正模型的目标函数为其中，和分别表示修正后的相邻时段入库流量的增加量或减少量，在最小目标下，二者至少一个为0；

所述优化修正模型的约束条件包括：相邻时段的流量与变幅关系、允许的水位修正范围、水量平衡关系、水位-库容关系和非负约束；

所述相邻时段的流量与变幅关系具体为其中，Q_t′是修正后的时段平均入库流量；

所述允许的水位修正范围具体为-△z≤Z_t′-Z_t≤△z，其中，Z_t和Z_t′分别是修正前后的时刻水位，△z表示允许的修正范围，为0.01m～0.02m；

所述水量平衡关系具体为V_t′₊₁＝V_t′+(Q_t′-q_t)·△t-△w_t，其中，V_t′表示修正后的水位Z_t′对应的库容值，q_t表示时段平均出库流量，△t表示时段时间长，△w_t表示时段水量损失；

所述水位-库容关系具体为V_t′＝f_ZV(Z_t′)，其中f_ZV表示水库的水位-库容曲线，以离散的水位-库容值表示，采用分段线性建模为混合整数线性规划模型；

所述非负约束具体为上述各变量均取非负值。

其中，△w_t表示时段水量损失(实际中可忽略不计)。

本发明的有益效果为：本发明提供的优化修正模型物理意义明确，修正后的入库流量过程平滑，又能接近真实的天然入流情况，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1所示为入库流量优化修正方法的步骤图；

图2所示为优化修正前后的72个时段的三峡水库入库流量数据图。

具体实施方式