[发明专利]一种充分灌溉条件下直接补库的单库-多站系统水资源优化配置方法

摘要

本发明公开了一种充分灌溉条件下直接补库的单库—多站系统水资源优化配置方法，建立充分灌溉条件下直接补库的单库—多站系统水资源优化配置数学模型，采用基于“补库泵站群”子系统分解‑动态规划聚合的“单库—多站”大系统一维动态规划方法，可获得一定供水期内受水区最小缺水量、对应的水库各时段最优供水量、弃水量，以及各补库泵站补水量过程。本发明对平原水库灌区水资源优化配置具有重要理论意义和实际应用价值。

主权项

1.一种充分灌溉条件下直接补库的单库‑多站系统水资源优化配置方法，由多个补水泵站向水库供水，由单库‑多站系统向受水区联合供水，其特征在于，包括以下步骤：一、模型构建，包括以下步骤1～步骤2：1.以直接补库的单库‑多站系统年内各时段的水库供水量与受水区需水量之差的平方和最小为目标，建立如下目标函数：式中：F为研究对象年内各时段的供需水量之差的最小平方和；Z为研究对象年内各时段的供需水量之差的平方和；N为年内划分的时段数；i为时段编号，i＝1，2，......N；Gi为水库第i时段的供水量，单位为：万m3；YSi为受水区第i时段的需水量，单位为：万m3；目标函数采用平方和表达是为了加速减少水库供水量与受水区需水量之间的偏差。2.设置约束条件包括单库‑多站系统年可供水总量约束条件，水库调度准则约束条件，水库库容约束条件，以及补库泵站群运行能耗最小约束条件。二、模型求解1.数据准备，具体包括：将1年划分为N个时段，并确定各时段长度；测定水库初始库容V0；确定年可供水总量SK、死库容Vmin、防洪限制水位对应的库容VP、以及兴利库容Vmin+Δ1；测量和计算水库各时段来水量LSi、蒸发与渗漏量EFi；确定各补库泵站年允许提水总量BZk，k＝1，2，…M，M为补库泵站总数；测定不同时段扬程Hki下运行的提水流量Qki及对应的水泵效率ηz，ki、电机效率ηmot，k、传动效率ηint，k；确定各时段受水区的作物需水量YSi，i＝1，2，…，N。2.采用一维动态规划方法对“单库‑多站”大系统模型求解，获得各时段水库最优供水量过程Gi，最优弃水量过程PSi，以及补库泵站群最优补水总量过程Yi。3.采用分解‑动态规划聚合法对“补库泵站群”子系统模型求解，获得各补库泵站各时段最优补水量过程YBki*。