科技成果——大型跨流域调水水库多目标调度技术

水库多目标生态调度

水库多目标生态调度
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2023-12-08
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• 水库多目标生态调度概述 • 水库多目标生态调度的理论基础 • 水库多目标生态调度的关键技术 • 水库多目标生态调度实践案例 • 水库多目标生态调度的挑战与展望 • 结论与建议
01
水库多目标生态调度概述
定义与背景
定义
水库多目标生态调度是一种综合考虑生态、环境和人类社会需求的水资源管理方法。
缺乏科学决策支持
目前，针对水库多目标生态调度，还没有形成一套完整的科学决策支持体系，无法满足不同利益相关方的需求。
03
社会经济因素制约
水库多目标生态调度需要考虑社会经济因素的影响，如农业灌溉、工业
用水、发电等，这些因素可能会对生态保护和供水产生制约作用。
未来发展趋势与展望
01
02
03
04
发展智能调度系统
发展趋势
随着全球气候变化和人类活动的影响不断增强，水库多目标生态调度将面临更多的挑战和机遇。未来，将有更多的学者和研究机构关注这一领域，探索更加科学、合理、可行的多目标生态调度方案。
02
水库多目标生态调度的理论基础
水库生态调度原理
水库生态调度是以维护生态系统健康和持续发展为目标，根据水库周边环境和生态系统需求，合理调整水库运行方式的过程。
生态调度应考虑水量、水质、水生生物多样性、周边生态环境等因素，通过优化水库运行方案，最大程度地满足生态系统需求。
生态调度需要考虑不同生态系统的差异性和相互关系，以实现整体生态系统的平衡和稳定。
水库多目标优化理论
水库多目标优化理论是研究如何将多个相互冲突的目标函数进行优化，以实现整体最优解的理论。

跨流域调水工程的关键技术

跨流域调水工程的关键技术近10年我国长距离综合性大型调水工程发展迅速。

通过工程手段优化了局部地区水资源配置，缓解了我国区域水资源时空分布不均缺水问题，部分置换了地下水超采并有条件地解决了城市和工业发展长期挤占生态或农业用水的问题。

工程总体布局是通过建设条件调查和方案比选在水资源供需平衡分析与合理配置的基础上确定的，在输水规模和调水线路选择上综合考虑了调入调出区水资源现状与发展要求；而且，工程设计与审查更加注重生态环境保护、土地占用和移民等问题。

总之，我国大型调水工程建设在處理复杂技术难题和实施效果方面均已达到世界先进水平。

标签：调水工程；水资源配置；关键技术引言我国是总体缺水和水资源分布很不平衡的国家。

近20年水质性与工程性缺水问题日益严重，区域经济发展被迫以大量超采地下水、或以污染环境为代价。

水资源的配置与开发利用已成为我国经济社会和环境协调发展的重要因素。

目前宏观政策是以节能减排，保持水源环境的可持续性为发展建设基本前提，解决水资源或水质性短缺问题主要是采取跨流域调水等工程措施为基本手段。

一、工程总体布局和规模论证工程立项首先要明确的就是工程建设的必要性任务。

近期立项工程均系统地分析了调入区水资源开发利用现状、用水结构和节水水平；分析调入区国民经济和社会发展对水资源的需求；分析水资源短缺对国民经济发展的制约作用以及生态环境状况与水资源的关系；并在流域规划成果和用水发展趋势的基础上，考虑现有的技术经济条件，确定调水的可能性、必要性和迫切性。

（1）水资源的供需分析、配置与预测设计单位在接受项目任务时要以大水利建设的角度考虑问题，要对工程目标地区经济社会、资源利用和环境保护等方面进行深入调查研究；经外业勘查建设条件，对调入区在节水、治污并合理利用当地水资源基础上，分析需调水量，而对调出区应考虑生态与环境用水基础上，分析可调水量。

在项目审查过程中，要求设计单位出具供水工程供水量来源组成，调入区不同行业及部门用水指标及数量；需水量预测应遵循从紧的原则，制定可行的节水方案，并对预测进行合理性分析；特别强调的是经济社会发展指标的预测依据，应在地区国民经济和社会发展指标及远景规划的基础上进行。

跨流域多水源多目标多工程联合调水仿真模型——南水北调东线工程

跨流域多水源多目标多工程联合调水仿真模型——南水北调
东线工程
刘建林;马斌;解建仓;赵勇
【期刊名称】《水土保持学报》
【年(卷),期】2003(17)1
【摘要】南水北调东线工程是我国水资源优化配置的一项战略性基础工程。

以系统分析的思想为基础,对跨流域多水源多目标多工程调水所涉及的水资源问题分析研究,建立南水北调东线工程联合调水仿真模型,提出了调度模型的计算过程以及调算的水文系列和计算时段。

建立仿真模型的目的是为南水北调工程决策提供方便实用的科学分析工具和仿真平台,为工程的决策提供技术支持。

【总页数】5页(P75-79)
【关键词】南水北调;东线工程;联合调水;仿真模型
【作者】刘建林;马斌;解建仓;赵勇
【作者单位】西安理工大学水文水资源所
【正文语种】中文
【中图分类】TV213
【相关文献】
1.典型跨流域调水工程的管理运行模式分析及启示——以南水北调东线工程为例[J], 刘悦忆;郑航;刘洪涛;朱吉生
2.跨流域调水工程管理体制的变迁及其启示——兼议南水北调工程管理体制 [J], 杨云彦;凌日平
3.连续强雨与中、东线南水北调——宏伟的跨流域调水工程 [J], 章淹
4.跨流域调水工程建筑与环境规划研究——以南水北调东线一期工程为例 [J], 吴钢;徐立荣
5.跨流域调水工程水源区生态补偿分摊DEA模型 [J], 谭佳音;蒋大奎
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科技成果——珠江流域水资源多目标调度技术

科技成果——珠江流域水资源多目标调度技术研究背景珠江是我国径流量第二大河，域内有我国三大经济区之一的珠江三角洲及港澳地区，流域水系呈坡面—库群—河道—河网—河口多地貌形态。

伴随剧烈变化环境影响，珠江流域水资源存在水沙水生态失衡、多源水资源风险加剧、咸潮威胁特大城市群供水安全等三个瓶颈问题，迫切需要通过全流域水资源多目标综合调度加以解决。

水资源多目标优化配置与调度是国内外研究的热点与难点。

尽管当前国内外已有大量的水资源优化配置和调度成果，但变化环境下大流域水资源多目标调度理论与技术的成功案例尚不多见，尤其是珠江全流域围绕解决水资源瓶颈问题的多目标协同调度研究尚属空白。

本项目开展以解决流域水资源瓶颈问题为重点的多目标协同调度研究，保障珠江流域社会、经济、生态协调发展的水安全，提升我国丰水流域水资源调度研究的整体水平，具有重要战略意义。

拟解决的关键问题关键科学问题：（1）坡面—库群—河道—河网—河口全域水文过程与分区水资源多目标协同机理；（2）海陆交互作用下密集闸泵群感潮河网系统水沙盐传输机理及咸潮上溯中长期演化规律；（3）多源突发污染及库群调度不确定性水资源风险传递与应急响应关系；关键技术问题：（1）珠江岩溶石漠化无控区间水文模拟及大流域集合预报技术；（2）复杂河网系统闸泵集群分区分级协同优化及流域多目标综合调度技术；（3）水资源预报-配置-调度大数据同化、多模块集成与多目标自适应智能决策技术。

研究内容（1）构建流域破面—库群—河道—河网—河口多地貌形态来水需水集合滚动预报技术；（2）解析分区水资源多目标功能需求、互馈博弈关系与协同机制；（3）构建水、沙、盐、水质模型及咸潮中长期预报模型；（4）研发流域多目标综合调度下河网区闸泵集群分区分级调度、咸潮调度、航运生态调度、水电联合调度、防洪调度与水资源风险应急调控以及特大城市群供水安全调控技术体系；（5）研究水资源大数据同化与多模块集成技术，形成珠江流域多目标智能化协同调度平台并应用示范；研究进展（1）资料收集、整理及分析已收集流域资料，主要包括：水利工程群基础数据（基本信息、特征参数、特性曲线、典型洪水等）、水文与水资源数据（水文观测站基础资料、气象数据、多目标控制需求、供用耗排等）、地形地貌（高精度DEM数据、水下地形断面数据、水系区划等）、社会经济数据、规划报告等，并整理分析数据的一致性、合理性以及完整性。

科技成果——复杂江河湖水资源多目标联合调度技术

科技成果——复杂江河湖水资源多目标联合调度技术
技术开发单位
南京水利科学研究院
成果简介
复杂江河湖水网水利工程众多，工程调度与区域内的水位、水量及水质指标间具有复杂的非线性关系，调度需求、制约因素众多，联合调度优化求解过程复杂、约束条件多。

针对复杂江河湖水资源调度特征，该技术采用流域水量-水质模型与联合调度决策模型联合求解的模式，通过拟定满足流域、区域多目标的调度策略集，由流域水量-水质数学模型进行不同调度策略集的水量-水质数值模拟，模拟结果形成不同的多目标联合调度方案，作为联合调度决策模型的输入条件，经模型比选评价后推荐较优的调度策略。

该调度承担了降低防洪压力、提高水资源供给保障率、降低水污染改善水环境等多项任务。

技术特点
经应急管理部通信信息中心信息技术实验室检测，基于该技术开发的太湖流域水资源联合调度决策系统，42项功能性测试用例的测试结果均为功能实现，7项易用性指标通过，49项测试用例的测试结果均满足测试需求。

适用范围
适用于指导和规范复杂江河湖水资源多目标联合调度工作。

美国两项跨流域调水工程和技术特点

美国两项跨流域调水工程和技术特点摘要：文中扼要介绍了美国科罗拉多－大汤姆逊河调水工程及萨克拉门托河－圣华金河调水工程的工程情况及主要技术特点，供我国南水北调中线工程参考借鉴。

关键词：跨流域调水反调节多目标综合利用图1 调水工程布置图科罗拉多河――大汤姆逊河调水工程 (美国内政部肯务局)1 引言1980年10月参加“长江三峡水利枢纽项目”技术考察组，赴美国考察河流开发与大型水利水电建设[1]。

考察的两项跨流域调水工程，条件不同，规模悬殊，而所用的设计原则和重大技术措施是相仿的。

这篇短文参考资料10份，其中6份是工程技术小册子[2，4－8]，3份是最近在电脑网检索的[3，9，10]。

2 科罗拉多（Colorado）河―大汤姆逊（Big Thompson）河调水工程[1，2，3]2.1 经过概况美国科罗拉多州东部干旱少水，年雨量200～500 mm，平均330 mm；而落基（Rocky）山以西科罗拉多河水量丰沛，为高峻的分水岭所阻而不能东流。

早在1870年，东部大汤姆逊河、圣弗仑（St.Vrain）溪等处即进行开发，规模较小。

1935年，垦务局提出了打通落基山进行跨流域调水的可行性报告；1937年对用水及分摊费用的偿还签订了合同；1938年开工；1959年竣工。

设计调水规模为每年3.8亿m3；调出地区比调入地区高800多m，同时还利用落差发电。

2.2 水源建设调出地区在科罗拉多河上修建了格兰比（Granby）水库和影山（Shadow Mt.）水库，在两条支流上修建了青山（Green Mt.）水库、柳溪（WillowCr.）水库。

并修建了两座泵站――格兰比泵站，将流量17 m3/s扬高55.7 m，功率1.34万kW；柳溪泵站，功率0.75万kW，将流量11.3 m3/s扬高53.4 m；青山水库安装2.16万kW可逆机组，水头62 m，年发电78×106 kW・h。

4座水源水库联结成群，总库容8.92亿m3，为年调出水量的2.35倍。

基于多目标决策技术的水库优化调度[1]

1 2 约束条件
水量平衡方程 : Vi = V i- 1 + ( Qi - qi ) 库容约束 : Vm in ! Vi ! Vm ax 下泄流量约束 : qm in ! qi ! qm ax 电站出力约束 : Nm in ! N i ! N m ax t ( 2) ( 3) ( 4) ( 5)
对于较复杂的多目标问题 , 可用数值法求解。通过不断摄动权重值用以生成全部或有代表性的非劣解 , 从而供决策者选出均衡解。
2 多目标决策技术
在多目标问题中 , 决策的目的在于使决策者获得最满意的方案 , 或取得最大效应。为此 , 在决策过程中 , 必须考虑两个基本问题 : ∀ 问题的结构或决策态势 , 即问题的客观事实 ; # 决策规则或偏好结构 , 即人的主观作用。多目标优化问题的解是非劣解 , 一般没有唯一的最优解。多目标问题的最终决策 , 就是从非劣解集中选出最佳的均衡解 , 从而最大限度地满足各个目标的要求 [ 4 ] 。本文采用多目标决策技术中的权重法 , 其基本思想是根据决策需要或态势 , 将向量优化问题赋予各个目标函数一定的权重 , 构成一个目标的标量优化问题 , 再通过改变各个目标的权重值 , 从而生成多目标优化问题的非劣解集 [ 5- 6 ] 。其过程见图 1。多目标优化问题 : m in { f ( x ) = ( f 1 ( x ), %, f n ( x ) ) }
非负约束 : 以上各变量均非负。其中 Vi - 1、Vi 为水库第 i - 1 、i 时段末蓄水量 ( 104 m 3 ); Vm in 、 Vm ax为水库最小、最大蓄水量 ( 104 m 3 ) ; Q i 为 i 时段平均入库流量 ( m 3 /s ); qi 为 i 时段平均下泄流量 ( m 3 /s ); qm in 、 qm ax为水库最小、最大下泄流量 ( m 3 / s); N i 为 i 时段平均出力 ( 104 k W ); Nm in、 N m ax为电站允许的最小、最大出力 ( 104 k W )。图 1 多目标决策过程

大型跨流域调水工程中调蓄工程的兴利调度研究

大型跨流域调水工程中调蓄工程的兴利调度研究摘要：本文针对大型跨流域调水工程中调蓄工程的兴利调度问题展开研究。

通过对调蓄工程的兴利调度进行分析和优化，可以实现水资源的合理调配和利用，提高水资源利用效率，同时解决跨流域调水工程中的水资源供需矛盾问题。

本文主要从调蓄工程的兴利调度方法、调度模型和调度策略等方面进行研究，并提出了相应的解决方案。

研究结果表明，在大型跨流域调水工程中，合理的调蓄工程兴利调度可以有效提高水资源的利用效率，保障水资源的可持续利用。

关键词：大型跨流域调水工程、调蓄工程、兴利调度、水资源利用效率、可持续利用引言：大型跨流域调水工程是解决不同流域之间水资源分布不均衡、供需矛盾问题的重要手段之一。

调蓄工程作为大型跨流域调水工程的核心组成部分，具有重要的水文调节和水资源调配功能。

调蓄工程的兴利调度是保障大型跨流域调水工程正常运行和实现水资源可持续利用的关键环节。

因此，对调蓄工程的兴利调度问题进行深入研究，对于提高水资源利用效率、解决水资源供需矛盾具有重要意义。

一、调蓄工程的兴利调度方法（一）历史经验法历史经验法是一种简单直观的调度方法，通过分析历史水文资料和调度经验，制定相应的调度方案。

该方法具有操作简单、易于实施等优点，但缺乏科学性和灵活性，无法适应复杂多变的水文情况和调度要求。

（二）模型方法模型方法是一种基于数学模型和优化算法的调度方法。

通过建立调蓄工程的数学模型，运用优化算法求解最优调度方案。

模型方法可以充分考虑多种约束条件和调度目标，提高调度的科学性和准确性，但需要大量的数据和计算资源支持。

二、调蓄工程的兴利调度模型（一）水文模型水文模型是调蓄工程兴利调度的基础，用于模拟流域的水文过程，以预测流域的径流量和水位变化。

物理模型是一种常用的水文模型，它基于流域的水文特征和水文过程方程，通过模拟降雨-径流过程来估计流域的径流量。

物理模型考虑了地形、土壤类型、植被覆盖等因素对水文过程的影响，可以提供较为准确的水文模拟结果。

科技成果——流域水工程联合智能调度平台关键技术

科技成果——流域水工程联合智能调度平台关键技术技术简介该成果采用分布式面向服务的组件设计思想，深度融合水工程联合调度业务，依托适应大规模计算和智慧决策的开放平台技术及流域多组合调控计算敏捷搭建技术，以“单点双向”方法描述流域拓扑结构、深度学习算法构建水库入库流量预测模型，结合水库调度规则库，实现了业务端多专业协同模拟计算、决策端多场景可视化对比分析的流域调度业务应用双端多场景协同平台。

可实现预报调度演进一体化模拟。

适用于流域水工程多目标联合优化调度。

技术特点1、适应大规模计算和智慧决策的开放平台技术框架。

平台总体采用分布式面向服务的组件模型设计思想，将各类应用功能划分为不同服务模块，通过服务管理实现模块间数据交互、事件发布、应用调用等功能，同时利用不同管理区的数据中心与实时数据总线实现各类数据源共享，在此基础上形成信息互动、综合联动智能决策的应用使能平台；2、流域多组合调控计算敏捷搭建技术。

将组件化、组态化、流程化技术与水工程联合调度业务深度融合，以组件化深层次解耦和隔离非关键要素，以组态化实现计算任务的积木式按需动态搭建，以流程化引擎驱动节点、流向与流程的智能衔接关联，支撑不同需求下流域多组合调控计算的敏捷搭建；3、流域水工程调度拓扑结构自适应构建技术。

以“单点双向”方法描述流域拓扑结构，提出其自适应构建技术，任意创建流域内复杂串并联混合拓扑结构；构建不同类别拓扑节点与径流预报、河道演进、水库调度等不同计算任务的自适应组态框架，形成“拓扑自创建、模型自识别、数据自衔接”的预报调度演进一体化嵌套模拟；4、深度学习智能算法。

开发了一种基于深度学习的水库入库流量预测模型，首次将DBN（深度置信网络）与LSTM（长短期记忆网络）相融合应用于入库流量的预测，基于人工智能算法提高对水库入库流量预测的准确性。

知识产权情况发明专利1项，软件著作权3项应用情况2019年，该成果在长江流域水工程联合调度示范系统中应用，建设长江流域水工程联合调度示范系统，具备流域模拟预报、防洪形势分析、工程推荐、长江流域水工程联合调度、洪水风险评估、应急避险、决策对比分析等防洪核心业务，实现了预报调度一体化、模型方法通用化、业务决策协同化、系统搭建配置化。

基于多目标决策技术的水库优化调度

Ｍｕｔ —ｏｊｃｉｅＤｃｓｎ—ｍａｉｇｌ — ｂｅｔｅｉｏ — ｋｎｉｖｉ
ＷＵｎｇＰｅ
（ｈｎｉｅｔｆｔｒＳｉＣｎｅｖｔｎ＆ＥｏｇａＥｖｏｍｅｔｏｓｕｔｎＴｉａ３０２ＣｉａＳａｘＣｎｒｏｅ／ｏｏｓｒａｏｅＷａｌｉｃｌｉｌｎｉｎｎｎｔｃｏ，ａｙｎ０００，ｈｎ）ｏｃｒＣｒｉｕ
第ｌ第１６卷Ｏ期
２１００年１０月
水利科技与经济
ＷａｅｎｅｖｎｙＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙａｄＥｃｎｍｙｔｒＣｏｓｒａｃｃｅｃｎｃｎｌｇｎｏｏ
Ｖ０＿６Ｎｏ０ｌ１．１Ｏｃ．，ｔ２０１０
Ａｂｓｒｃ：Ｍｏｅｅｅｏｒａｅｍｕｈｍｏｅｆｎｔｏ．Ｔａｔｏｌｏｅａｉｎｗｉｈｔｅｏｌｎｏｌｔａｔｄｒｒｓｒｉｓｈｖｃｒｕｃｉｎｓｒｄｉｎａｐｒｔｏｔｈｎｙｏｅｇａｕｖｉ
化调度。
１数学模型
多年调节水库调度的目的是将丰水年多余水量蓄在水库中，以补充枯水年水量不足。因此，多年调节水库运行调度的好坏不仅影响当年，还将影响以后若干年。水库调度的关键是如何科学、合理地控制年末水位以及得到相应的当年最优发电策略。当年最优发电策略以及年末水位，主要影响水库当年发电量以及来年发电蓄能。当年发电量与年末蓄能（来年发电蓄能）构成了多年调节水库贮存的总能量，本

科技成果——流域水库群防洪联合调度系统

科技成果——流域水库群防洪联合调度系统技术开发单位武汉大学对应需求洪水预报调度系统成果简介针对流域水库群防洪联合调度问题，集成了“多站点水文预报-防洪风险评价-水库群联合调度”成套技术和系统解决方案：研究受上游水利工程调蓄后的水文预报，耦合水文预报误差、洪水地区组成及干支流洪水遭遇规律的风险分析，基于聚合分解策略的水库群联合防洪实时优化调度等关键技术，形成了流域水库群防洪联合调度系统软件。

在时变水文预报方案、水库群两阶段防洪风险分析模型构建、水库群汛期运行水位动态控制、水库群联合优化调度的高维度求解等方面具有显著特色。

主要性能指标可显著提高流域的防洪标准、减少滞洪区的分洪量、保障大中城市的防洪安全，洪灾损失可减少约10%；通过优化调度方式减少汛期弃水，提高流域洪水资源利用效率约5%。

适用范围适用于流域水库群防洪联合调度。

技术特点发明了基于连续性的水库入库流量观测技术，攻克了大型水库入库流量反演中固有的流量锯齿状波动甚至出现负值的难题。

发明了面向水库水位目标的入库流量预报方法，无缝集成了流域水文模拟和水库调洪演算，提高了水库水位和入库流量的预报精度10%以上。

创建了同时考虑预见期和余留期的两阶段防洪风险率计算方法，解决了防洪风险识别难题。

发明了库群防洪库容动态最优分配技术，在不降低防洪标准的前提下，实现了库群兴利效益最大化。

典型案例案例1：本系统已在包括三峡、清江梯级水库群在内的我国20余个重大水利水电工程中得到成功应用转化。

近3年，三峡梯级水库群共增发电量151.1亿千瓦时，新增发电收入39.29亿元；清江梯级水库群共增发电量6.95亿千瓦时，新增发电收入2.64亿元。

将清江水布垭、隔河岩“5+5”防洪库容预留方案改进为“7+3方案。

案例2：丹江口水库调度决策自动化系统，为汉江流域大洪水的科学预报和调度决策提供了技术支撑，防洪效益达46.3亿元；2012-2014年增加发电效益2.3亿元。

推广应用情况已在三峡、清江等20余个梯级水库群应用推广。

科技成果——长江上游梯级水库群多目标联合调度技术

科技成果——长江上游梯级水库群多目标联合调度技术技术开发单位长江勘测规划设计研究有限责任公司等研究背景长江横跨我国西部、中部和东部，沟通内陆和沿海，幅员辽阔，是我国经济社会发达地区之一。

目前，我国水利水电工程已从大规模建设阶段进入到综合运行管理的转型关键期，对流域水利支撑能力提出了新的更高的要求。

长江上游流域梯级水库群联合调度问题因素众多、情况复杂，水利水电工程运用外部条件逐渐发生变化，正朝着多尺度、多层次、多目标方向发展，其优化运行从单一时空尺度、单目标最优转变为可变时空尺度下防洪、供水、生态、发电及航运综合效益最优，同时面临来自水文气象、调度模式、供需矛盾、电网拓扑结构等诸多方面的影响和风险。

因此，本项目围绕长江上游水电绿色发展重大战略需求，突破水库群防洪、发电、供水、生态、应急等综合调度的理论障碍，攻克共性支撑技术瓶颈，形成自主知识产权和核心技术，确立水库群多目标调度的理论基础、技术架构与标准体系，引领国际先进水平，全面提升我国防洪减灾及水资源安全保障能力。

拟解决的关键问题（1）多阻断大流域非一致性水文预测预报技术难题；（2）梯级水库群防洪、供水、生态、发电四大基本调度的协同耦合问题；（3）梯级水库群联合蓄放水调度及应急调度两大焦点问题；（4）梯级水库群多目标调度模型集成及应用平台开发问题。

研究内容（一）水库群多区域协同防洪调度研究与建模分析了长江流域重点防洪区域防洪能力现状和相应防洪控制站的行洪控制指标，在现行规程规范的基础上，研究提出了水库群防洪库容分配原则、分配方案和水库群汛期运行水位动态控制域计算方法，构建了面向多区域协同的水库群防洪调度模型的拓扑结构和功能模块。

（二）水库群跨区发电调度协同优化技术开展了梯级电站多模式日前发电计划编制研究，提出了发电计划编制理论和方法，以清江梯级为试点进行了应用，实现了发电计划编制与厂内经济运行无缝嵌套耦合，并继续推广到上游水库群。

（三）多目标模型集成框架开展了发电、防洪、供水、生态、航运等目标的特性分析，并提出了不同目标间的合理组合方式，在此基础上，结合区域、河道、站点、水库等调度要素的约束要求，建立了长江上游水库群全周期调度模型框架。

科技成果——大型跨流域调水水库多目标调度技术

科技成果——大型跨流域调水水库多目标调度技术对应需求
长距离调水工程智慧调度技术、流域水资源预测调度关键技术
成果简介
该成果基于径流预报的跨流域调水水库供水调度动态控制方法，通过满足防洪与供水约束的中长期发电调度方式，结合大型跨流域调水水库多目标协同优化调度方法，形成水资源安全高效利用解决方案，可为跨区域水能资源高效利用和区域电网安全稳定运行提供支撑。

适用于跨区域、多对象、多用户的复杂供水调度。

技术特点
该成果是水库供水调度动态控制、多维时间尺度嵌套发电调度和水库多目标协同优化等技术的组合，可根据工程实际情况单独或组合采用。

1、提出基于径流预报的水库供水调度方案或动态供水调度图1套。

2、提出了响应跨流域调水要求的长-中-短期嵌套发电调度方案。

3、构建了兼顾规划调度任务与实际运行环境的水库综合利用的系统解决方案。

技术水平
实用新型专利1项，软件著作权1项，长江水利委员会科学技术奖一等奖1项。

应用情况
该成果在丹江口水库应用，有效协调了跨区域、多对象、多用户的复杂用水需求，工程运行安全平稳，水质稳定达标，有力保障了汉江中下游、鄂北地区和北京、天津、河北、河南四省市的用水需求。

已在南水北调中线、丹江口、潘口、亭子口等重点工程的运行管理中应用，形成了水资源安全高效利用的系统解决方案，提升了大型跨流域调水水库规划、设计、科研及运行管理水平。

多目标水利工程调度方法研究

多目标水利工程调度方法研究标题: 多目标水利工程调度方法研究引言:水利工程调度是指在一定时间范围内，对水资源进行合理的分配和利用，以满足社会、经济和生态环境的需求。

传统的水利工程调度方法往往只考虑单一目标，如最大化灌溉效益或最大化发电收益。

然而，随着社会和经济的发展，多个目标同时需要被优化，因此研究多目标水利工程调度方法显得尤为重要。

本文将介绍一些常见的多目标水利工程调度方法，并讨论其优劣及应用前景。

方法一: 多目标优化算法多目标优化算法是一种常用的多目标水利工程调度方法。

该方法通过将多个目标转化为数学模型，并采用优化算法进行求解。

其中，常见的多目标优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。

这些算法能够搜索到一组在多个目标下都相对优化的解，从而为决策者提供多种选择。

然而，由于这些算法的计算复杂度较高，需要大量的计算资源和时间，并且容易陷入局部最优解。

方法二: 适应性权衡方法适应性权衡方法是另一种常见的多目标水利工程调度方法。

该方法通过将多个目标进行加权得到单目标函数，并采用传统的单目标优化算法进行求解。

在此过程中，决策者需要根据实际情况对不同目标进行适当的权衡。

与多目标优化算法相比，适应性权衡方法计算简单快速，且易于理解和应用。

然而，由于不同目标之间的关联性未能完全考虑，其结果往往难以满足多目标的复杂需求。

方法三: 协同优化方法协同优化方法是一种新兴的多目标水利工程调度方法。

该方法通过考虑多目标之间的关联性，寻求统一的解决方案。

在协同优化方法中，各目标之间的关联性被视为一种约束条件，通过引入约束处理技术，可以实现优化解的全局最优性。

目前，协同优化方法在多目标水利工程调度中的应用仍处于起步阶段，但其具有较强的理论基础和良好的应用前景。

结论:多目标水利工程调度是一个复杂而重要的问题，需要综合考虑多个目标和约束条件。

本文介绍了三种常见的多目标水利工程调度方法，分别是多目标优化算法、适应性权衡方法和协同优化方法。

科技成果——基于目标导向的水库群综合调度决策系统

科技成果——基于目标导向的水库群综合调度决策系统
技术开发单位
长江勘测规划设计研究有限责任公司、流域枢纽运行管理中心
成果简介
基于目标导向的水库群综合调度决策系统是在充分调研、收集现有水库调度数据信息和专业模型的基础上，考虑防汛抗旱、水量调度、发电运行、水环境等方面的业务需求，研发的适用于水库群综合调度管理的成套技术和产品。

该调度决策系统包括水库群综合调度引擎、调度决策软件和专业数据服务，可为调度决策提供及时、多角度、全方位的信息支撑，提高调度决策管理的科学性、有效性和时效性。

技术特点
1、能将调度研究成果和调度人员经验逻辑化、数字化，并能通过机器学习充分吸收、转化、继承，实现运行经验与实践的统一。

2、通过引入调度主题的观念，从专业的角度将决策目标和重点信息进行动态展示，并支持交互式分析对比，在调度决策中形成完整有序的价值信息链。

3、通过搭建灵活可靠的网络化数据服务接口，避免系统建设相互独立、重复建设的问题，实现对已有系统、采集设备、电子资料等数据源的继承、应用和扩展。

适用范围适用于我国单个或梯级水库的综合调度方案的决策和制定，包括调度成果和经验的数字化、调度成果的主题式交互、多源数据兼容集成。

大规模跨流域水库群供水优化调度规则

大规模跨流域水库群供水优化调度规则
万芳;周进;原文林
【期刊名称】《水科学进展》
【年(卷),期】2016(27)3
【摘要】针对大规模跨流域供水水库群联合调度中调水、引水、供水三者之间的复杂性、动态性和不确定性的特点,在二层规划模型的基础上,应用博弈论原理,建立跨流域水库群供水调度规则的三层规划模型,提出调水规则、引水规则和供水规则相结合的跨流域水库群优化调度规则,从深层次揭示跨流域供水水库群之间的主从递阶层次的独立性及相互关联性;并应用基于免疫进化的粒子群算法对模型进行分层优化求解。

以滦河下游跨流域水库群为对象进行研究,计算结果表明:1减少了水量损失,提高了水资源的利用率;2提高了供水区唐山、天津的供水保证率,降低了缺水破坏深度。

【总页数】10页(P448-457)
【关键词】跨流域调水;调度规则;三层规划;免疫进化的粒子群算法
【作者】万芳;周进;原文林
【作者单位】华北水利水电大学水利学院;华北水利水电大学资源与环境学院;郑州大学水利与环境学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.4
【相关文献】
1.跨流域水库群联合调度规则研究 [J], 刘娜;李昱;丁伟;徐博;张弛;
2.跨流域水库群最优调供水过程耦合研究 [J], 郭旭宁;雷晓辉;李云玲;郦建强
3.长江上游水库群多目标优化调度模型及应用研究Ⅱ：水库群调度规则及蓄放次序[J], 黄草;王忠静;鲁军;丁毅
4.跨流域供水水库群调水启动标准研究 [J], 曾祥;胡铁松;郭旭宁;李新杰
5.跨流域供水水库群联合调度规则研究 [J], 郭旭宁;胡铁松;吕一兵;张涛
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一种双向跨流域供水水库群联合调度方法[发明专利]

专利名称：一种双向跨流域供水水库群联合调度方法
专利类型：发明专利
发明人：马军,王槟,郭东浦,张彦东,王强,丁晓阳,刘翠杰,张永胜,徐忠民,臧永顺,李晓军,樊祥船,蒋攀,邹浩,王建中,
洪文彬,秦守田,房公强,麻长信,谢成海
申请号：CN201811213146.9
申请日：20181017
公开号：CN109409721A
公开日：
20190301
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种双向跨流域供水水库群联合调度方法，属于水库群联合调度技术领域。

建立了双向跨流域供水水库群的聚合水库调度模型，确定双向跨流域调水策略，确定聚合水库供水调度图，确定聚合水库调水量和供水量分配方法，确定出完整的双向跨流域供水水库群内所有成员水库的调水及供水过程。

本发明实现了跨流域水库群系统双向调度的技术突破，为水库调度决策部门进行双向跨流域供水水库群的调度运行管理提供参考，最大限度的发挥库群间的水文补偿和库容补偿作用，提高水资源利用率，实现流域间的互利共赢。

申请人：中水东北勘测设计研究有限责任公司
地址：130000 吉林省长春市工农大路888号
国籍：CN
代理机构：吉林长春新纪元专利代理有限责任公司
代理人：魏征骥
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科技成果——汉江流域及南水北调中线工程水量调度保障技术

科技成果——汉江流域及南水北调中线工程水量调度保障技术对应需求长距离调水工程智慧调度技术成果简介该成果以水库及流域各河段水量平衡、流域水量分配方案等为约束条件，开展干支流控制性水利工程调度及分河段水资源调度配置工作，实现水库群-引调水工程-区域水量联合调度，可适应水资源管理对时间和空间的分布特点，信息化程度高。

适用于流域水资源调度配置、控制性水库群调节计算、调水工程水量调度。

技术特点该成果在水利工程调度的基础上，实现流域分河段、分区域水资源调度配置目标及水库群-引调水工程-区域水量联合调度；集成了用水总量控制指标和水量分配方案等约束，满足水资源管理需求；以该成果为依托，形成完整的水量调度管理系统，信息化程度高。

1、保障范围：指导汉江流域陕西、湖北、河南、四川、重庆、甘肃6省（市）用水及南水北调中线一期工程向受水区北京、天津、河北、河南4省（市）调水。

2、涵盖工程数量：汉江干支流9座控制性水库，5个引调水工程，27个控制断面。

3、调水总量：自2014年底工程运行以来，截至2019年10月31日，支撑南水北调中线一期工程调水254.48亿立方米，生态补水23.39亿立方米。

技术水平软件著作权2项应用情况该成果在汉江年度水量调度计划编制工作中得到应用。

根据汉江来水预报，陕西、湖北、河南、重庆等省（市）用水计划建议、工程调度计划建议等开展计算，明确年度各省（市）供水计划、控制性工程水量调度计划等。

该成果在南水北调中线一期工程年度水量调度编制中得到应用。

开展丹江口水库可调水量计算，统筹考虑可调水量及受水区北京、天津、河北、河南省（市）年度用水计划建议，合理制定中线一期工程年度水量调度计划。

自2014年开始推广应用以来，至今已形成成果报告20余套，包括南水北调中线一期工程水量调度方案、南水北调中线工程生态补水管理暂行办法、汉江干流梯级及跨流域调水工程联合调度方案、汉江流域水资源调度配置模型等，从2014年开始每年编制汉江年度水量调度计划、南水北调中线一期工程年度可调水量分析预测报告及年度水量调度计划等，供水范围涉及北京、天津、河北、河南4省（市），受益人口超过5800万人。