CN116048142A - 一种供水调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种供水调度方法，所述供水调度方法适用于水库的供水调度，所述水库包括生态泄流装置和供水闸门，所述生态泄流装置和供水闸门都设置有自动控制***，所述水库在每日时刻初根据预报的供水流量需求和生态流量设计值，结合当前库水位和预报的逐小时来流量，得到每日时刻末的库水位，并在调度运行时，根据逐小时的运行结果，对来流进行修正，以实现来流与供水需求的科学合理调度。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种供水调度方法。
背景技术
水库可以对天然来流进行再分配，通过修建水库，可以利用水库的调蓄性能，实现对水资源的高效合理利用，对于水库承担的功能而言，可以分为防洪功能、供水功能、灌溉功能、发电功能等，同时考虑水库承担的生态作用，水库还一般修建有生态流量装置，实现对下游河道的生态流量补给，保证下游河道的生态需求。
对于供水功能的水库而言，其需要科学合理的调度模式，从而保证水库与供水的合理利用，一般根据调度运行要求，水库和供水采用日调度，根据日调度计划进行合理调度，目前供水调度缺乏合理的运行模式，造成水资源的浪费，也无法保证水库的调度运行需要。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供一种供水调度方法，实现对水库供水的合理科学调度。
本发明提供一种供水调度方法，所述供水调度方法适用于水库的供水调度，所述水库包括生态泄流装置和供水闸门，所述生态泄流装置为生态闸门，所述生态闸门的闸门开度可调，所述生态闸门设置有自动控制***，所述自动控制***可以根据水库的库水位进行生态闸门开度的调整，以保证生态闸门的泄流量为Qs，其中Qs为水库的生态流量设计值；所述供水闸门上设置有闸门开度监测装置和自动控制装置，所述水库设置有库水位监测装置，所述供水闸门与供水***连接，所述供水***允许供水流量出现波动，所述水库设置有径流预报***，用于预报水库逐小时的来流量，所述供水***设置有供水预报***，用于预报日供水需求流量Qx，其特征在于：所述供水调度方法适用于水库无降雨的情况，其包括如下步骤：
S1：在每日时段初根据供水预报***预报得到日供水需求流量Qx和日供水水量Wx，根据径流预报***预报得到水库逐小时的来流量Qi以及日来水量Wr，根据水库的生态流量设计值Qs计算水库的日生态水量Ws，根据日供水量Wx、日来水量Wr以及日生态水量Ws，计算水库的日存库水量Wc，获取当前时刻的库水位H1，并根据水位库容曲线计算水库当前的库容V1，根据当前库容V1结合日存库水量Wc，计算水库每日结束时刻的库容V2，继而根据水位库容曲线计算得到水库每日结束时刻的库水位H2；
S2：从每日时刻初进行日供水调度，按照日供水需求流量Qx，结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于日供水需求流量Qx，运行1小时后，获取当前时刻的库水位Hi；
S3：根据当前库水位Hi以及上一小时前的库水位H1，结合水库的水量平衡计算上一小时的实际来流量Qk，根据上一小时的实际来流量Qk以及径流预报***预报得到的上一小时的来流量Qik，计算偏差系数K，所述偏差系数K=Qk/Qik，对所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量进行修正，所述修正为对步骤S1中的所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量乘以偏差系数K，得到预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip；
S4：根据步骤S3中获取的库水位Hi以及预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip，以每日结束时刻的库水位H2为控制条件，结合生态流量设计值Qs，进行水库的水量平衡计算，计算水库逐小时平均供水流量Qxi；
S5：按照步骤S4中获取的水库逐小时平均供水流量Qxi，结合当前库水位Hi利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxi，进行第二小时的调度，并在第二小时结束后，获取当前时刻的库水位Hii；
S6：重复进行步骤S3-S5，直至运行至每日结束时刻前一小时，并获取该小时的平均供水流量Qxii，在每日结束时刻前一小时按照平均供水流量Qxii结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxii。
作为优选，所述S1中的每日时段初为每日水库调度计划制定的时刻，所述时段初为每日的零时或上午八时。
作为优选，所述供水闸门均设置有开度-水位-流量曲线，根据任一开度和水位，可以计算得到供水闸门的流量值或根据任一水位和流量值，计算得到供水闸门的开度值。
作为优选，所述水库的水量平衡计算为计算水库的某一时段的来水量以及出水量，其中出水量包括供水水量和生态水量，计算在某一时段的水库存库水量，利用时段初的库容加上在该时段的水库存库水量，得到时段末的库容，其中库容和水位之间的转换利用水位库容曲线。
本发明的工作原理如下：
本发明适用于供水水库，其中水库采用日调度模式，即每日制定调度计划，并按计划完成调度，每日滚动进行计划制定，水库设置生态流量泄放装置，其保持恒定流量泄放，即保证生态闸门的泄放流量等于生态流量设计值，其保证方法是通过生态闸门开度的调整，从而保证生态流量的恒定值泄放，从而避免生态流量泄放不足或过量，造成水资源的不合理利用。
对于供水***设置有供水预报***，用于预报日供水需求流量Qx，其中供水预报***可以根据用户供水需求等因素确定，所述供水***设置有调蓄装置，从而可以保证供水水库的供水流量出现波动时，不影响供水保证率，对于水库设置有径流预报***，所述径流预报***可以预测逐小时的水库来流过程，对于水库，在无降雨时，其来流过程相对平稳，因此，在每日时刻初根据供水预报***和径流预报***进行一次预报即可，其中供水预报***得到的是每日供水需求流量Qx，为日平均值，而径流预报***为每日每小时的来流量，对于流量值，乘以一日的时段数，即可得一日的水量值。
在调度中，在每日的时刻初制定调度计划，尤其是根据每日供水需求流量Qx、生态流量设计值以及预报径流值和日初的库水位值，制定每日时刻末的库水位，并形成调度计划，报水库管理部门或上级调度部门批准后，形成日调度计划，在日调度中，以保证批准的每日时刻末库水位为调度目标进行调度。
进行逐小时滚动调度，依据每小时的时段初制定的供水水量值调整供水闸门进行调度，调度一小时后，根据库水位变化，计算其实际来流量，并根据该小时的实际来流量和预报来流量进行偏差系数计算，根据偏差系数，对本日未发生时段的径流预报值进行偏差修正，其中每次修正都采用上一小时的实际值和预报值的偏差作为修正依据，修正时，实际值通过水库的水量平衡计算得到，预报值为一日进行一次的径流预报***预报得到，即步骤S1中的径流预报***预报得到的上一小时的来流量Qik，根据修正后的本日未发生时段的径流预报值结合当前库水位、本日时刻末库水位以及生态流量设计值，进行供水水量的修正，其中供水水量为本日未发生时段的供水流量平均值，采用该调度方式滚动进行至本日调度结束即可。
在非降雨时段，其径流过程相对较为平稳，因此采用在每一小时调度结束后，计算上一小时的实际来流量，并与预报***的来流量进行对比，进行偏差系数的修正，通过滚动修正，可以根据实际值对径流预报值进行修正调整，保证径流预报精度，本发明根据日调度计划制定，实时滚动调整，可以保证供水调度的科学性，从而实现供水水库的科学合理调度。
本发明的优点在于：
本发明提供一种供水调度方法，所述供水调度方法适用于水库的供水调度，所述水库包括生态泄流装置和供水闸门，所述生态泄流装置和供水闸门都设置有自动控制***，所述水库在每日时刻初根据预报的供水流量需求和生态流量设计值，结合当前库水位和预报的逐小时来流量，得到每日时刻末的库水位，并在调度运行时，根据逐小时的运行结果，对来流进行修正，以实现来流与供水需求的科学合理调度。
具体实施方式：
以下对本发明限定的内容，进行具体的解释说明。
本发明提供一种供水调度方法，所述供水调度方法适用于水库的供水调度，所述水库包括生态泄流装置和供水闸门，所述生态泄流装置为生态闸门，所述生态闸门的闸门开度可调，所述生态闸门设置有自动控制***，所述自动控制***可以根据水库的库水位进行生态闸门开度的调整，以保证生态闸门的泄流量为Qs，其中Qs为水库的生态流量设计值；所述供水闸门上设置有闸门开度监测装置和自动控制装置，所述水库设置有库水位监测装置，所述供水闸门与供水***连接，所述供水***允许供水流量出现波动，所述水库设置有径流预报***，用于预报水库逐小时的来流量，所述供水***设置有供水预报***，用于预报日供水需求流量Qx，其特征在于：所述供水调度方法适用于水库无降雨的情况，其包括如下步骤：
S1：在每日时段初根据供水预报***预报得到日供水需求流量Qx和日供水水量Wx，根据径流预报***预报得到水库逐小时的来流量Qi以及日来水量Wr，根据水库的生态流量设计值Qs计算水库的日生态水量Ws，根据日供水量Wx、日来水量Wr以及日生态水量Ws，计算水库的日存库水量Wc，获取当前时刻的库水位H1，并根据水位库容曲线计算水库当前的库容V1，根据当前库容V1结合日存库水量Wc，计算水库每日结束时刻的库容V2，继而根据水位库容曲线计算得到水库每日结束时刻的库水位H2；
S2：从每日时刻初进行日供水调度，按照日供水需求流量Qx，结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于日供水需求流量Qx，运行1小时后，获取当前时刻的库水位Hi；
S3：根据当前库水位Hi以及上一小时前的库水位H1，结合水库的水量平衡计算上一小时的实际来流量Qk，根据上一小时的实际来流量Qk以及径流预报***预报得到的上一小时的来流量Qik，计算偏差系数K，所述偏差系数K=Qk/Qik，对所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量进行修正，所述修正为对步骤S1中的所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量乘以偏差系数K，得到预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip；
S4：根据步骤S3中获取的库水位Hi以及预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip，以每日结束时刻的库水位H2为控制条件，结合生态流量设计值Qs，进行水库的水量平衡计算，计算水库逐小时平均供水流量Qxi；
S5：按照步骤S4中获取的水库逐小时平均供水流量Qxi，结合当前库水位Hi利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxi，进行第二小时的调度，并在第二小时结束后，获取当前时刻的库水位Hii；
S6：重复进行步骤S3-S5，直至运行至每日结束时刻前一小时，并获取该小时的平均供水流量Qxii，在每日结束时刻前一小时按照平均供水流量Qxii结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxii。
对于生态闸门可以通过试验或水力学的方式，进行生态闸门开度-流量-水位关系曲线的确定，根据该曲线可以调整生态闸门在不同水位下的开度值，从而保证其生态流量的泄放始终等于生态流量设计值。
供水闸门可以通过试验或水力学的方式，进行供水闸门开度-流量-水位关系曲线的确定，供水闸门的自动控制***可以根据需要的流量值和当前的库水位，自动调用供水闸门开度-流量-水位关系曲线，并确定供水闸门的开度值。
作为优选，所述S1中的每日时段初为每日水库调度计划制定的时刻，所述时段初为每日的零时或上午八时。
作为优选，所述供水闸门均设置有开度-水位-流量曲线，根据任一开度和水位，可以计算得到供水闸门的流量值或根据任一水位和流量值，计算得到供水闸门的开度值。
作为优选，所述水库的水量平衡计算为计算水库的某一时段的来水量以及出水量，其中出水量包括供水水量和生态水量，计算在某一时段的水库存库水量，利用时段初的库容加上在该时段的水库存库水量，得到时段末的库容，其中库容和水位之间的转换利用水位库容曲线。
所述库水位的获取应当进行滤波，在时刻库水位获取时，采用多个相邻时段的库水位值取平均，以消除偶然测量的数据误差，上述滤波处理可以通过计算机软件实现。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (4)
1.一种供水调度方法，所述供水调度方法适用于水库的供水调度，所述水库包括生态泄流装置和供水闸门，所述生态泄流装置为生态闸门，所述生态闸门的闸门开度可调，所述生态闸门设置有自动控制***，所述自动控制***可以根据水库的库水位进行生态闸门开度的调整，以保证生态闸门的泄流量为Qs，其中Qs为水库的生态流量设计值；所述供水闸门上设置有闸门开度监测装置和自动控制装置，所述水库设置有库水位监测装置，所述供水闸门与供水***连接，所述供水***允许供水流量出现波动，所述水库设置有径流预报***，用于预报水库逐小时的来流量，所述供水***设置有供水预报***，用于预报日供水需求流量Qx，其特征在于：所述供水调度方法适用于水库无降雨的情况，其包括如下步骤：
S1：在每日时段初根据供水预报***预报得到日供水需求流量Qx和日供水水量Wx，根据径流预报***预报得到水库逐小时的来流量Qi以及日来水量Wr，根据水库的生态流量设计值Qs计算水库的日生态水量Ws，根据日供水量Wx、日来水量Wr以及日生态水量Ws，计算水库的日存库水量Wc，获取当前时刻的库水位H1，并根据水位库容曲线计算水库当前的库容V1，根据当前库容V1结合日存库水量Wc，计算水库每日结束时刻的库容V2，继而根据水位库容曲线计算得到水库每日结束时刻的库水位H2；
S2：从每日时刻初进行日供水调度，按照日供水需求流量Qx，结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于日供水需求流量Qx，运行1小时后，获取当前时刻的库水位Hi；
S3：根据当前库水位Hi以及上一小时前的库水位H1，结合水库的水量平衡计算上一小时的实际来流量Qk，根据上一小时的实际来流量Qk以及径流预报***预报得到的上一小时的来流量Qik，计算偏差系数K，所述偏差系数K=Qk/Qik，对所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量进行修正，所述修正为对步骤S1中的所述径流预报***预报得到的当前时刻到每日结束时刻的来流量乘以偏差系数K，得到预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip；
S4：根据步骤S3中获取的库水位Hi以及预报的当前时刻到每日结束时刻的来流量Qip，以每日结束时刻的库水位H2为控制条件，结合生态流量设计值Qs，进行水库的水量平衡计算，计算水库逐小时平均供水流量Qxi；
S5：按照步骤S4中获取的水库逐小时平均供水流量Qxi，结合当前库水位Hi利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxi，进行第二小时的调度，并在第二小时结束后，获取当前时刻的库水位Hii；
S6：重复进行步骤S3-S5，直至运行至每日结束时刻前一小时，并获取该小时的平均供水流量Qxii，在每日结束时刻前一小时按照平均供水流量Qxii结合当前库水位利用所述供水闸门的自动控制装置调整所述供水闸门的开度，使供水闸门的过水流量等于供水流量Qxii。
2.如权利要求1所述的供水调度方法，其特征在于：所述S1中的每日时段初为每日水库调度计划制定的时刻，所述时段初为每日的零时或上午八时。
3.如权利要求1所述的供水调度方法，其特征在于：所述供水闸门均设置有开度-水位-流量曲线，根据任一开度和水位，可以计算得到供水闸门的流量值或根据任一水位和流量值，计算得到供水闸门的开度值。
4.如权利要求1所述的供水调度方法，其特征在于：所述水库的水量平衡计算为计算水库的某一时段的来水量以及出水量，其中出水量包括供水水量和生态水量，计算在某一时段的水库存库水量，利用时段初的库容加上在该时段的水库存库水量，得到时段末的库容，其中库容和水位之间的转换利用水位库容曲线。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117252406A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-19 | 长江水利委员会长江科学院 | 面向下游取用水需求的补水调度方法、设备及介质 |
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2023
- 2023-02-22 CN CN202310148397.8A patent/CN116048142A/zh active Pending
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| CN117252406A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-19 | 长江水利委员会长江科学院 | 面向下游取用水需求的补水调度方法、设备及介质 |
| CN117252406B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-02-02 | 长江水利委员会长江科学院 | 面向下游取用水需求的补水调度方法、设备及介质 |
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