[发明专利]一种基于多目标分析的水库连通性分析方法

摘要

本发明公开了一种基于多目标分析的水库连通性分析方法，该方法包括以下步骤：步骤1，明确需要论证的连通工程中涉及的水库及其基本情况；步骤2，根据水库分布情况及水库供水任务等设计相应的连通方案；步骤3，应用多目标决策方法，建立了水库多目标联合调度模型；步骤4，采用多目标遗传算法ε‑NSGAII优化得到各方案下水库调度的多目标权衡解集(Pareto解集)；步骤5，利用可视化分析比较各方案的多目标解集，评价各方案多目标解集的优劣，进而给出水库连通的可行性分析结果。本发明充分考虑了流域水文补偿作用和水库间库容补偿作用，对连通工程的可行性分析更具说服力，有利于指导管理决策人员在水库连通问题上做出合理的决策。

主权项

一种基于多目标分析的水库连通性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，明确需要论证的连通工程中涉及的水库，掌握其分布情况、工程运行情况及供水任务；第二步，根据水库分布情况及水库供水任务设计相应方案；2.1)各个水库之间没有共同的供水任务，设定不连通方案和管道连通方案；2.2)各个水库之间有共同的供水任务，设定不连通方案、联合调度方案和管道连通方案；第三步，针对相应方案，考虑水库运用过程中涉及的主要目标之间利益协调，建立相同的水库多目标联合调度模型；所述的水库多目标联合调度模型包括目标函数和约束条件；所述的目标函数具体为：1)供水保证率最大$\begin{array}{cc}Maximize& WSR=\frac{T^{\′}}{T+1}\end{array}---\left(1\right)$式中，WSR代表供水保证率；T是总的调度时段；T’是满足用水需求的调度时段；2)弃水量最小$\begin{array}{cc}Minimize& SP=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{J}{\Σ}}{\mathrm{SP}}_i^j\end{array}---\left(2\right)$式中，SP指的代表多年平均弃水量；N为总的调度年份；J为连通水库的个数；为第i时段j水库的弃水量；3)供水量最大$\begin{array}{cc}Maximize& WS=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{J}{\Σ}}{\mathrm{WS}}_i^j\end{array}---\left(3\right)$式中，WS代表多年平均引水量；为第i时段j水库供水量；所述的约束条件具体为：1)水量平衡约束S_i+1＝S_i+I_i+DW_i‑WS_i‑SP_i‑E_i    (4)式中，S_i，S_i+1代表i时段水库初库容和末库容；I_i，DW_i，WS_i，SP_i以及E_i分别代表i时段水库入流，引水量(当水库有引水时，该项才存在，否则该项为0)，水库供水量，弃水量以及蒸发渗漏损失量；2)水库库容约束S_min≤S_i≤S_max      (5)式中，S_min和S_max分别代表水库死库容和最大库容，汛期水库最大库容为汛限水位对应的水库库容，非汛期水库最大库容为正常蓄水位对应库容；第四步，由建立的水库多目标联合调度模型，采用多目标遗传算法ε‑NSGAII优化得到各方案的多目标权衡Pareto解集；第五步，利用可视化分析比较各方案的多目标权衡Pareto解集，评价各方案多目标权衡解集的优劣，给出水库连通性分析结果。