跨流域水库群联合调度规则研究ReservoirOpera.
辽宁西部水库群联合调度规则研究
辽宁西部水库群联合调度规则研究齐云飞【摘要】针对辽宁省西部“白石-锦凌-青山”水库群工程特点，提出了基于各水库控制线的三库联合调、供水规则，并建立了三库联合调度模型。
采用粒子群算法对水库调度控制线进行优化求解，得到了满足各项供水保证率的三库联合调度规则。
%For “Baishi-Jinling-Qingshan” -reservoir engineering characteristics in western Liaoning Province , based on each reservoir control line,three reservoir joint controlune,water rules is proposed,and three joint scheduling model library is the established.Particle swarm optimization reservoir operation control line solved the water supply have been met to ensure the rate of three reservoirs joint scheduling rules.【期刊名称】《吉林水利》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P45-49)【关键词】水库群;供水调度规则;粒子群算法【作者】齐云飞【作者单位】辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳 110006【正文语种】中文【中图分类】TV697.1+11 研究背景辽宁省西部地区位于内蒙古高原东南端坡地段的丘陵地带，属于半干旱半湿润易旱气候类型，自然灾害多，特别是降水不稳定，导致干旱频繁发生，成为制约地方经济发展的主要因素[1]。
辽宁省西部主要河流有大凌河、小凌河和六股河，河川径流量相对较少，且具有较强调蓄能力的水库少。
大凌河流域地表水资源开发利用率已超过60%，大、小凌河地下水超采严重，河口海水入侵严重[2]。
跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度研究
跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度研究我国水资源在分布方面不均，和社会经济的发展不相符合，水资源供需要求很难满足，只是采用本区域的水资源开采挖掘很难对本地区的水资源短缺问题合理及诶绝，现阶段跨区域调水工程逐渐成为水资源分配以及对缺水区域供需矛盾进行缓解的主要方式。
并且当前对于跨流域水库群联合调度模型的优化以及求解方式的研究有了很大的进步。
但是，随着跨区域调水需求不断在增大，水库群拓扑结构也呈现出一定的复杂性，调度规则和求解方式的适用性有了一定的问题存在。
同时，对于跨流域水库群引水方式的研究也很少，在对引水规则的制定中需要按照不同的水库群拓扑结构，在此基础上对规则实现不断完善，从而将引水的效率不断提升。
另外，由于跨流域水库群的调度规模不断在增加，这样就将调度问题的复杂程度加大，这对于计算效率以及求解精度要求也是越来越高。
随着现阶段计算机技术的快速发展以及多核并行计算平台日益多元化，在对其计算效率以及求解精度要求提升方面采用多核并行计算成为主要的方式之一。
标签：跨流域引水期间；水库引水；供水；联合调度1、跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度现状随着当前社会经济的发展，人们的用水需求不断在增加，相对于一些水资源比较匮乏的区域，其主要就是采用农业以及生态环境水量和对地下水超采方式来满足用水需求。
为了能够对这些区域用水需求矛盾进行合理的解决，就需要采用跨流域工程，从而将人们的用水需求合理的解决，并且将农业用水和生态环境用水需求进行环节，实现对地下水超采的压缩。
在采用跨流域引水之后，由于水库所承载的任务以及其他客观条件都有很大的變化，采用传统的调度原则和调度图很难适应新的形式。
水库调度不但需要和供水规则相适应，还将引水规则有效增加；水路调度图不但拥有多个目标的供水控制线组成，还将引水控制线当中的引水调度图增加，也就是对引水和供水联合调度图进行合理的绘制。
所以，加强对跨流域引水当中水库有效调动方式的研究就非常有意义。
水库联合调度优化算法研究
水库联合调度优化算法研究在现代水资源管理中，水库调度优化算法对于保障水资源的合理利用和保护有着至关重要的作用。
随着科技水平不断提升，各种优化算法层出不穷，但是如何在实际生产中运用科技，发挥其最大潜力，仍然是一个难题。
近年来，水库联合调度优化算法得到了越来越多人的关注。
水库联合调度是指多个水库之间通过某种方式协调调度，达到更加合理的水资源利用目的的过程。
在此过程中，如果运用优化算法，可以更加科学的进行调度，充分利用水资源，同时实现供水、防洪等多种目标。
那么，什么是水库联合调度优化算法？其作用又有哪些？水库联合调度优化算法是指以数学和计算机理论为基础，通过对多个水库之间的节水量、供水量、蓄水量等进行优化计算，并且尽可能达到各种调度目标的过程。
相较于传统规则调度方案，水库联合调度优化算法在实际调度中可发挥以下优点：1. 提高资源利用率。
水库联合调度优化算法可以在最小限度内消耗最少的水资源，提高水资源利用率。
2. 提高供水合理性。
联合调度算法在寻求合理供水方案时，会考虑多个水库的存储水量、季节变化、水源引来等因素，确保各地供水质量稳定。
3. 提高灌溉效益。
对于耕地灌溉，水库联合调度的灌溉方案可以基于不同土壤类型、作物类型、地形地貌、降雨情况、温度湿度等条件制定，提高了灌溉效益。
4. 提高防洪能力。
在面对洪灾时，联合调度算法可以及时实现水库泄洪，减轻洪灾危害。
同时泄洪的方案也是移植于历史水文数据的，保证了缺乏数据时的可行性。
在当今形势下，随着水资源枯竭、气候变化等问题，水库联合调度优化算法不仅有着广泛的应用前景，也面临着一些挑战。
首先是算法的可靠性问题。
调度算法是由复杂的数学模型而来，算法的繁琐和复杂导致了许多算法出乎人们的意料。
因此，在设计算法的时候，必须严格检验过程和数据，以保证算法的可靠性。
其次是算法的灵活性问题。
如何根据不同的地理环境，制定不同的联合调度方案，达到针对性调度，加大灵活性，是这类算法亟待解决的问题。
沭水东调工程跨流域水库群联合供水研究
沭水东调工程跨流域水库群联合供水研究彭慧;李光吉;李维硕;王华;郑姝卉【摘要】在分析日照市沭水东调工程特点的基础上,以城市供水量最大、水库弃水量最小为目标建立了多目标跨流域水库群联合供水调度模型.同时,将遗传算法嵌套于长系列变动时历法中,对工程涉及的沭河流域青峰岭、小仕阳、峤山水库以及傅疃河流域日照水库进行联合供水调算,探讨沭河流域各水库的可调限制库容和日照水库需水动态限制库容等调水指标.结果表明,水库群联合供水较各水库单独供水可增加利用沭河水量939万m3,反映了水库群联合调度有助于充分挖掘沐河流域各水库的供水潜力,对解决日照市区供水缺口十分有利.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2013(011)006【总页数】5页(P25-29)【关键词】跨流域水库群;联合供水调度;调出区水库可调限制库容;调入区水库需调水动态限制库容;大系统分析协调原理;遗传算法【作者】彭慧;李光吉;李维硕;王华;郑姝卉【作者单位】山东省水利勘测设计院,济南250013;山东省水利勘测设计院,济南250013;山东省水利勘测设计院,济南250013;山东省水利勘测设计院,济南250013;山东省水利勘测设计院,济南250013【正文语种】中文【中图分类】TV697.12日照市水资源与生产力要素的空间分布不协调问题越来越突出：西北部沭河流域莒县水资源丰富、开发条件好而利用率相对不高，东南部傅疃河流域市区企业密集，经济发达，城市供水能力却严重不足。
这构成了市域范围内跨流域调水、丰歉互济的自然条件，为此日照市提出了沭水东调工程。
该工程涉及调出区及调入区4个水库，由于不同流域来水的丰枯过程和各水库调节性能均有不同，因此本文拟对沭水东调工程相关的水库群联合供水优化进行研究，以确定供给日照市区的最大城市供水能力，增加有效供水量。
1 沭水东调工程概况日照市沭水东调工程是连通境内沭河、傅疃河两大水系的水资源优化配置工程，工程线路全长88.02km。
区间水优先的水库群引供水调度规则研究
区间水优先的水库群引供水调度规则研究
张可;孙艳;王晓鹏;李昱
【期刊名称】《水利水电技术（中英文）》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】【目的】随着跨流域调水工程不断地发展与完善,没有调节能力的闸坝逐渐与水库共同参与到调度中来,对需要考虑多流域丰枯特性和多水库调节能力的调度规则制订提出了更大的挑战。
【方法】为此,提出在调水中相对于水库优先利用区间水的原则,以此构建系统总弃水量最小的调度模型,利用改进的遗传算法求解得到调度规则。
并且,以石湖-龙湾-碧流河水库与黑鱼汀闸坝联合的引洋入连引调水工程作为研究实例进行对比。
【结果】结果显示,相比于常规调度,优先利用区间水的调度规则方案规避了系统深度破坏,满足95%保证率的城市供水需求,多年平均引水量增加了0.79亿m^(3),系统年均弃水量减少了2.1亿m^(3)。
【结论】该研究方法较好地提高了区间水的利用率及系统的用水效率,可为有闸坝参与的跨流域调水系统的调度提供科学参考和技术支撑。
【总页数】10页(P124-133)
【作者】张可;孙艳;王晓鹏;李昱
【作者单位】大连理工大学水利工程学院;辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.9
【相关文献】
1.三座店水库与二道河子水库供水调度规则研究
2.基于供水次序和供水区间约束的水库群实时联合调度
3.并联供水水库联合调度规则最优性条件研究Ⅱ:算法开发与实例研究
4.大伙房水库供水调度规则制定研究
5.大规模跨流域水库群供水优化调度规则
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基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究
第４４卷第１０期人民珠江 ２０２３年１０月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２３ １０ ００７基金项目：国家自然科学基金（５１６０９０２５）；三峡后续工作科研项目（ＳＸＨＸＧＺ ２０２１ １）；中国长江三峡集团有限公司科研项目（０７０４２０３）；石柱县科研项目（２０２２００１３）收稿日期：２０２３－０４－１７作者简介：赵思琪（１９９８—），女，硕士研究生，主要从事水文水资源方面的研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：２１１９３１４３４８＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：徐炜（１９８５—），男，博士，教授，主要从事水文水资源方面的研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｗｅｉ１９８５０７１１＠１６３．ｃｏｍ赵思琪，徐炜，陈思，等．基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究［Ｊ］．人民珠江，２０２３，４４（１０）：６２－７０．基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究赵思琪，徐 炜 ，陈 思，王苏凡，杨 溢（重庆交通大学河海学院水利水运工程教育部重点实验室，重庆 ４０００７４）摘要：为利用径流信息挖掘跨流域水库群的调度潜力，并保留简单直观性，提出一种改进型水库调度图。
以重庆市巴南区下涧口、丰岩和南彭水库群为例，采用ＰＯＡ算法以模拟－优化的方式构建跨流域水库群的引水和供水联合调度模型。
设置现状调度、常规调度图优化调度、改进调度图优化调度３种情景，评估水库群引、供水性能，并分析径流信息不确定性对调度性能的影响。
结果表明：①在长系列调度中改进调度图表现最优，相比现状可使水库群年均供水量增加６．８７％，弃水量减少８７．５８％；②在枯水年，该方法可在现状基础上减少４８６．３×１０４ｍ３缺水，增加４７７．６×１０４ｍ３发电用水；③考虑径流信息不确定性时，改进调度图的供水量较理想情况降低３．３７％，但仍比常规优化多５．９６％。
研究结果有助于科学决策提升供水效果。
水库和泵站群的多目标联合调度研究
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2017, 6(2), 125-137 Published Online April 2017 in Hans. /journal/jwrr https:///10.12677/jwrr.2017.62016文章引用: 马旭, 白涛, 秦涛, 畅建霞. 水库和泵站群的多目标联合调度研究[J]. 水资源研究, 2017, 6(2): 125-137.Multi-Objectives Joint Operation of Reservoirs and Pumping StationsXu Ma 1, Tao Bai 1, Tao Qin 2, Jianxia Chang 11Key Laboratory of Northwest Water Resources and Environment Ecology, Xi’an University of Technology, Xi’an Shaanxi 2Hanjiang-to-Weihe River Basins Water Diversion Project Construction Co. Ltd., Xi’an ShaanxiReceived: Mar. 23rd , 2017; accepted: Apr. 11th , 2017; published: Apr. 14th, 2017AbstractTo verify the rationality of the design value in the design report and improve the water use efficiency, the feasibility of the preliminary operation mode, the Huangjinxia and Sanhekou reservoirs and pumping stations of the water diversion project from the Han to the Wei River were selected as the targets in this paper. Multi-objective joint operation model with the largest amount of water transfer and the maximum power generation is established and solved by NSGA-II. To highlight the advantages of optimizing the model, conventional operation model was established as a comparison model. Moreover, reasonability of design value is certified and feasibility of the initial operation rule is revealed by model analysis and calculation. Results showed that the multi-objective joint operation improved the runoff utilization effi-ciency and increased the amount of water and power generation. Achievements obtained multi-objective equilibrium solution of reservoirs with different typical years, which provided a technical support for the operation of reservoirs and pumping stations, and provided the theoretical basis for reservoirs mul-ti-objective operation.KeywordsReservoirs, Multi-Objective Operation, Equal Flow Discharge, NSGA-II, Typical Year水库和泵站群的多目标联合调度研究马 旭1，白 涛1，秦 涛2，畅建霞11西安理工大学，西北旱区生态水利工程国家重点实验室，陕西 西安 2陕西省引汉济渭工程建设有限责任公司，陕西 西安收稿日期：2017年3月23日；录用日期：2017年4月11日；发布日期：2017年4月14日作者简介：马旭(1994-)，女，陕西咸阳人，在读硕士，主要从事水资源系统工程方向。
水库调度优化模型及应用研究
水库调度优化模型及应用研究一、引言水库调度是水资源管理的重要环节，其目的是在满足各种约束条件的前提下，实现水资源的高效利用和综合效益最大化。
随着社会经济的发展和水资源供需矛盾的日益突出，传统的水库调度方法已经难以满足实际需求，因此，研究和建立更加科学合理的水库调度优化模型具有重要的现实意义。
二、水库调度的基本概念和任务（一）水库调度的定义水库调度是指根据水库的来水、用水需求、水库特性以及其他相关因素，通过合理控制水库的蓄放水过程，以达到防洪、兴利、发电、灌溉、供水等目标的管理活动。
（二）水库调度的任务1、防洪调度确保水库在洪水期间能够有效地削减洪峰流量，保障下游地区的防洪安全。
2、兴利调度合理分配水资源，满足发电、灌溉、供水等兴利部门的用水需求，提高水资源的利用效率和经济效益。
3、生态调度考虑水库下游生态环境的需求，维持河流生态系统的稳定和健康。
三、水库调度优化模型的类型（一）确定性优化模型确定性优化模型基于确定性的来水和用水条件进行建模，常见的有线性规划模型、非线性规划模型和动态规划模型等。
1、线性规划模型通过建立线性目标函数和线性约束条件，求解最优调度方案。
但对于复杂的水库调度问题，可能存在线性化误差。
2、非线性规划模型能够处理目标函数和约束条件中的非线性关系，但计算复杂度较高。
3、动态规划模型将水库调度问题分解为多个阶段，通过递推求解最优决策序列，但可能存在“维数灾”问题。
（二）随机性优化模型考虑来水和用水的不确定性，采用随机变量来描述，如随机动态规划模型、蒙特卡罗模拟模型等。
1、随机动态规划模型在动态规划的基础上引入随机变量，能够更好地处理不确定性，但计算量较大。
2、蒙特卡罗模拟模型通过大量随机抽样来模拟水库调度过程，评估不同调度方案的效果，但结果的准确性依赖于抽样数量。
（三）智能优化算法模型如遗传算法、粒子群优化算法、蚁群算法等，具有较强的全局搜索能力和适应性。
1、遗传算法通过模拟生物进化过程中的遗传变异和自然选择来寻找最优解。
水库跨界流域管理体制
推进水资源统一管理
加强水资源统一规划、配置和调度， 实现水资源的优化配置和高效利用。
加强生态保护与修复
加强水库周边生态保护和修复工作， 提高生态系统的稳定性和可持续性。
推动科技创新与信息化
加强科技创新和信息化应用，提高水 库跨界流域管理的科学性和精准性。
创新点与亮点
跨界合作机制
建立跨界合作机制，促进不 同地区、不同部门之间的合 作与协调，实现跨界流域管 理的整体效益。
挑战应对策略
针对未来发展趋势，需要制定相应的挑战应对策略。包括加强水资源保护和生态 修复，推进水资源优化配置和高效利用，加强科技创新和智能化管理等方面。
加强国际合作与交流学习提升管理水平
国际合作
加强与其他国家和地区的交流与合作，共同应对全球性挑战。通过参加国际会议、开展联合研究等方式，分享管理经 验和技术成果，推动水库跨界流域管理的国际合作与发展。
水库跨界流域管理体制
汇报人：文小库 2023-12-17
目录
• 水库跨界流域管理概述 • 水库跨界流域管理体制现状 • 水库跨界流域管理体制的改革
与创新 • 水库跨界流域管理体制的实践
与探索
目录
• 水库跨界流域管理体制的保障 措施与政策建议
• 水库跨界流域管理体制的未来 展望与挑战应对
01
水库跨界流域管理概述
才。
02
建立人才激励机制
通过设立奖励机制、提供晋升机会等方式，激励跨界流域管理人才积极
投身工作。
03
加强队伍建设
加强跨界流域管理队伍的建设和管理，提高队伍的整体素质和工作效率
。
06
水库跨界流域管理体制的未来 展望与挑战应对
未来发展趋势预测与挑战应对策略制定
国家开放大学最新《水资源管理》常用名词术语
国家开放大学最新《水资源管理》常用名词术语上上基本调配线upper critical guide curve调度图上水电站按保证出力运行与加大出力运行区的分界线。
下下基本调配线lower critical guide curve调度图上水电站按保证出力运行与降低出力运行区的分界线。
下渗infiltration降水通过地表渗入土壤中或地面以下的过程。
下渗强度infiltration intensity降水通过地表进入土壤或地面以下的速率。
不不闭合流域non-encloshed basin地表水分水线和地下水分水线不重合的流域。
中中泓线middle line of channel沿河槽相邻各横断面表面最大流速点的连线。
事事故备用容量reserve capacity for accident为电力系统中发电机组发生事故时能保证正常供电而增设的装机容量。
产产流runoff yield；runoff or mation降雨或冰雪融水在流域中形成径流的过程。
代代表年respresentative水文特征值接近设计值，以其时空分布作为设计依据的年份。
保证供水线dependable water supply level调度图上水电站按保证出力运行与加大出力运行区的分界线。
保证水位highest safety stage保证堤防及其附属建筑物在汛期安全运用的上限洪水位。
保证电能firm energy以水电站保证出力乘以相应的计算历时得出的电能量。
入入库洪水flood into reservoir通过水库周边汇入水库及由库面降雨所形成的洪水。
共共用库容common reservoir capacity正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积。
兴兴利库容beneficial reservoir capacity正常蓄水位至死水位之间的水库容积。
兴利水位beneficial water level水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。
《基于决策树的水库群防洪联合调度规则提取研究》范文
《基于决策树的水库群防洪联合调度规则提取研究》篇一一、引言水库群防洪联合调度作为水利工程中的重要一环，对于确保防洪安全、提高水资源利用效率具有至关重要的作用。
然而，由于水库群系统复杂、影响因素众多，如何制定科学合理的调度规则成为了一个亟待解决的问题。
近年来，决策树作为一种有效的机器学习方法，已经在多个领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于决策树的水库群防洪联合调度规则提取研究，以期为水库群的调度决策提供科学依据。
二、决策树理论基础决策树是一种监督学习算法，通过将数据集划分为若干个子集，并根据特征属性进行决策分类。
其基本思想是通过训练数据集构建一棵决策树模型，将样本特征映射到相应的类别。
在决策树中，每个内部节点表示一个特征属性，每个分支代表某个特征属性下的取值，每个叶子节点表示一个类别。
通过决策树的构建，可以实现分类和预测功能。
三、水库群防洪联合调度问题描述水库群防洪联合调度是一个复杂的决策问题，涉及多个水库的入库流量、出库流量、库容、预报信息等多个因素。
在防洪调度过程中，需要根据实时监测的数据和信息，制定合理的调度方案，以达到防洪安全、水资源利用等目标。
然而，由于影响因素众多，传统的调度方法往往难以满足实际需求。
因此，需要一种科学的方法来提取调度规则，为调度决策提供依据。
四、基于决策树的水库群防洪联合调度规则提取针对水库群防洪联合调度问题，本文提出了一种基于决策树的调度规则提取方法。
具体步骤如下：1. 数据准备：收集历史水库群防洪调度数据，包括入库流量、出库流量、库容、预报信息等。
2. 数据预处理：对数据进行清洗、整理和标准化处理，以便于后续的决策树构建。
3. 决策树构建：采用决策树算法对预处理后的数据集进行训练，构建决策树模型。
在构建过程中，需要选择合适的特征属性作为节点，以最大化信息增益或基尼不纯度降低为目标。
4. 规则提取：根据决策树模型，提取出各个叶子节点的规则。
每个叶子节点对应一种调度方案，包括水库的入库流量、出库流量等。
一种双向跨流域供水水库群联合调度方法[发明专利]
![一种双向跨流域供水水库群联合调度方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6cfc9f11aef8941ea66e05e7.png)
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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水库群联合优化调度方案研究
水库群联合优化调度方案研究摘要：本研究基于水库群聚合虚拟法、利用逐步优化算法,制定了聚合虚拟水库的联合供水调度方案,并采用分水比例法确定了各成员水库共同供水任务的分配比例。
结果表明:该方案可满足各类型的用水需求,利用该优化调度模型可制定科学合理的水库联合供水优化调度方案,将优化计算结果与实际调度结果进行对比分析，优化调度模型在提高补水量的发电效率、缓解电量损失方面具有优势，可为枯水期水量统一调度方案的制定提供借鉴。
从而为该地区的水资源配置提供参考。
关键词：水库群;联合供水;优化调度前言：20世纪60年代以来，国内外诸多学者对水库优化调度理论和方法进行了研究，但主要是针对单个水库或单个目标开展工作。
进入21世纪以来，随着大批水库电站的建成和投入使用，中国已形成了一批巨型水库群，如黄河上游、长江上游、第二松花江、三峡梯级和清江梯级水库群等，中国水电工程已经进入了由建设到管理运行的关键转型期，国家能源发展战略规划对中国的水电发展提出了新的要求，因此开展水库群联合调度是顺应“节能发电”与“洪水资源化”的时代需求，具有重大的理论价值和现实意义。
近年来，随着水文气象预报精度的提高、系统决策科学理论的日益完善和计算机软硬件技术的快速发展，为水库群联合优化调度创造了条件。
由于入库径流的随机性，决策过程的动态性、实时性和数学模型、优化技术的局限性，使得水库调度决策问题呈现出非结构化的特点，水库群联合调度决策是一个非常复杂的过程。
从不同的角度分类，水库调度决策可分为很多不同类型。
按水库的功能目标可分为防洪调度、兴利调度和综合利用调度;按水库数量可分为单库调度、梯级水库调度和水库群联合调度;按调度周期可分为短期调度和中长期调度;按调度方式可分为常规调度和优化调度。
本文重点综述近年来国内外库群联合优化调度方法研究应用进展，并探讨今后库群联合调度的发展趋势。
一、水库群联合调度原则和目标函数1.1 联合调度的基本原则对以防洪为主的水库群，应采用补偿方式调度，一般以梯级水库的上游水库或距防洪保护区较远的并联水库先行补偿，使控制洪水比重较大、对洪水的调节能力较高、距下游防洪保护区较近的水库最后控制泄量;对以灌溉及供水为主的水库群，以总弃水量最小拟定各个水库的蓄放水次序，梯级水库上游水库应先蓄水后供水，库群中如有调节能力高、汛期结束较早的水库应先蓄水，在供水期按总供水要求进行补偿调节;对于以发电为主的水库群，在满足系统正常供电要求的前提下，以总发电量最大拟定各个水库的蓄放水次序，梯级水库上游水库一般应先蓄水后供水;对并联水库则需采用一些方法(如判别式法、库容效率指数法)，根据各库具体情况判别来确定最佳的蓄放水次序。
水库群生态价值联合调度研究综述
第20卷 第10期 中 国 水 运 Vol.20 No.10 2020年 10月 China Water Transport October 2020收稿日期：2020-05-09作者简介：杨 婷（1991-），女，昆明理工大学，硕士生。
通讯作者：张代青（1974-），男，昆明理工大学，博士，讲师，主要从事水资源系统规划与管理研究。
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51469009）；云南省教育厅科学研究基金项目（2020J0056）。
水库群生态价值联合调度研究综述杨 婷，张代青，祖文翔（昆明理工大学 电力工程学院，云南 昆明 650500）摘 要：传统水库调度以获得发电、供水、航运和防洪等综合效益最大为目标；现行水库生态调度要求在获得最大综合经济效益的同时兼顾河流生态环境需水；水库群生态价值联合调度探讨多目标、多约束的多水库河流生态系统服务价值最优调控方式，并兼顾解决河流生态系统的水库工程安全、社会经济效益和生态系统健康等问题。
本文在总结水库生态调度和水库生态价值调度的基础上，提出满足河流生态系统服务价值最大的水库群生态价值联合调度，可为河流管理部门合理开发和高效利用水（能）资源及维持河流生态系统永续健康等提供方法参考和技术支持。
关键词：生态服务价值；水库群联合调度；模型建立；模型求解中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）10-0114-02引言目前我国已修建不同规模水库8.5万余座，并通过实施水库调度解决因水资源分配不均匀引起的生态不健康问题。
传统水库调度的有效实施使水库在维护水资源的社会经济价值方面发挥着重要作用，同时引发一系列生态环境问题。
为了解决水库调度对生态系统健康的负面影响，有学者提出水库生态调度，如梅亚东等[1]、徐杨等[2]。
此外，张代青博士提出水库生态价值调度，同时兼顾社会经济价值和生态服务价值。
但更多的是单库生态价值调度，而对于多库的水库生态价值联合调度问题，尚需进一步探讨。
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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水资源调度与跨流域管理
水资源调度与跨流域管理水资源是人类生存和发展所必需的重要物质基础，然而在全球范围内，水资源的供需矛盾日益突出。
为了合理利用和保护水资源，各国纷纷采取了水资源调度与跨流域管理措施。
本文将就水资源调度和跨流域管理的概念、目标和方法进行探讨，并就国内外相关案例建议适用的措施。
水资源调度，即根据实际需求合理配置水资源，并通过技术手段将水从丰富的地区运输到缺水的地区。
其目标是最大程度地满足不同地区的用水需求，提高水资源利用效率，减轻水资源紧张压力。
水资源调度涉及到全球、国家乃至区域层面的合作和协调，因此需要制定相应的政策和法规来引导和管理。
在水资源调度中，跨流域管理起着重要的作用。
跨流域管理是指统筹协调多个流域之间的水资源利用和管理，以解决跨流域水资源分配不公平和冲突问题。
跨流域管理需要跨区域、跨部门的合作，形成一套有效的沟通机制和管理体系。
例如，澳大利亚的莫瑞河流域管理机构就是一个成功的案例，该机构通过建立流域管理委员会，协调各方利益，实现了水资源的合理调度和管理。
在国内，中国也面临着严重的水资源短缺问题，为了解决这一难题，中国政府实施了一系列的水资源调度和跨流域管理措施。
例如，南水北调工程就是一个典型的跨流域调水项目。
该工程通过修建输水渠道，将丰富的长江水资源引入北方缺水地区，以解决北方缺水问题。
此外，中国政府还加强了跨流域水资源法规和机构建设，形成了一整套的跨流域管理体系。
在全球范围内，联合国也正在推进水资源调度和跨流域管理合作。
联合国于1997年发起的“流域与跨边界水资源管理规划”项目就是为了加强全球流域管理合作。
该项目通过促进各国之间有关水资源管理的政策和经验的交流与分享，提高各国对跨流域管理的重视和行动。
总之，水资源调度和跨流域管理是解决全球水资源短缺问题的重要手段。
各国应加强合作，制定相应的政策和法规，建立跨流域管理机构，以实现水资源的合理分配和管理。
只有通过共同努力，才能保证人类的可持续发展。
优化引调水规则的跨流域水库联合调度研究
㊀收稿日期：２０１９－１１－１６㊀基金项目：山西省水利科学技术计划项目（２０１７ＤＳＷ０２）㊀作者简介：秦仪婷（１９９５ ），女，江苏苏州人，硕士研究生，研究方向为水资源规划与管理㊀通信作者：杨侃（１９６５ ），男，江苏苏州人，教授，博士生导师，研究方向为水库调度㊁水电站经济运行㊀Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｋｙａｎｇ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎʌ水资源ɔ优化引调水规则的跨流域水库联合调度研究秦仪婷１，杨㊀侃１，何㊀琦１，俞㊀悦１，吴㊀云２，常㊀露３（１．河海大学水文水资源学院，江苏南京２１００９８；２．山西水利职业技术学院，山西运城０４４００４；３．无锡市水资源管理处，江苏无锡２１４０００）摘㊀要：为解决跨流域水库群最优供水调度问题，以忻定盆地－阳泉跨流域供水系统为例，结合该地区的水库群及供水区特点，优化引调水规则和供水规则，设置引水控制线和减少引水控制线将受水水库库容分为３个区间，设置调水控制线将水源水库库容划分为２个区间，以此建立跨流域水库联合调度模型进行合理调度㊂结合实例对优化后的引调水规则和优化模型的可行性进行检验，结果表明：优化后的引调水规则和调度模型减少了弃水量，提高了忻定盆地－阳泉跨流域水库群联合调度的引水效率㊂关键词：跨流域调水；水库联合调度；引水规则；忻定盆地－阳泉中图分类号：ＴＶ２１３．９㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２１．０１．０１３㊀引用格式：秦仪婷，杨侃，何琦，等．优化引调水规则的跨流域水库联合调度研究［Ｊ］．人民黄河，２０２１，４３（１）：６７－７１．ＳｔｕｄｙｏｎＪｏｉｎｔＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒ⁃ＢａｓｉｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒｓｂｙＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇＲｕｌｅｓｏｆＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＴｒａｎｓｆｅｒＱＩＮＹｉｔｉｎｇ１，ＹＡＮＧＫａｎ１，ＨＥＱｉ１，ＹＵＹｕｅ１，ＷＵＹｕｎ２，ＣＨＡＮＧＬｕ３（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙａｎｄＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｘｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，Ｙｕｎｃｈｅｎｇ０４４００４，Ｃｈｉｎａ；３．ＷｕｘｉＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＭａｎａｇｅｍｅｎｔＤｉｖｉｓｉｏｎ，Ｗｕｘｉ２１４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｓｓｕｅｏｆｏｐｔｉｍａｌｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｏｐｅｒａｔｉｏｎｆｏｒｉｎｔｅｒ⁃ｂａｓｉｎｒｅｓｅｒｖｏｉｒｇｒｏｕｐ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｔｏｏｋＸｉｎｄｉｎｇｂａｓｉｎ⁃Ｙａｎ⁃ｇｑｕａｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｇｒｏｕｐａｎｄｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙａｒｅａｉｎｔｈｉｓａｒｅａａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｈｅｗａｔｅｒｄｉｖｅｒ⁃ｓｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｒｕｌｅｓａｎｄｓｅｔｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｅａｎｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｅ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｒｅｓ⁃ｅｒｖｏｉｒｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｓｅｃｔｉｏｎｓ，ａｍｏｄｅｌｏｆｉｎｔｅｒｂａ⁃ｓｉｎｒｅｓｅｒｖｏｉｒｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｒｅａｓｏｎａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗａｔｅｒｄｉｖｅｒ⁃ｓｉｏｎｒｕｌｅｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒｕｌｅｓａｎｄｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅａ⁃ｂａｎｄｏｎｅｄｗａｔｅｒａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｇｕａｒａｎｔｅｅｒａｔｅｏｆＸｉｎｄｉｎｇｂａｓｉｎ⁃Ｙａｎｇｑｕａｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒ⁃ｂａｓｉｎｗａｔｅｒｔｒａｎｓｆｅｒ；ｊｏｉｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ；ｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒｕｌｅｓ；Ｘｉｎｄｉｎｇｂａｓｉｎ⁃Ｙａｎｇｑｕａｎ㊀㊀当城市发展到一定规模，城市附近的水源不能满足其发展需要时，就会面临缺水问题，同时单一水源供给将会在遭遇重大污染事件时带来供水不足问题，因此跨流域调水工程建设对于区域水资源合理配置和高效利用十分重要㊂跨流域调水工程通常涉及多个水库㊁多个用户，受很多因素制约，在调度过程中既要充分利用外调水满足当地需求，也要考虑引水的经济性，减少不必要的引水，避免浪费［１］，因此需要综合考虑水库的运行特点，制定合理的引调水规则㊂目前，国内专家学者对跨流域水库群引调水作了大量研究，例如：胡尧文等［２］在分析跨流域调水工程的引水原则时添加了并行调节和聚合分解法；彭勇等［３］提出了一种新型引水规则和在这种规则下受水水库引水量的确定方法；赵勇等［４］将系统仿真理论运用到南水北调东线工程中，并引入数理统计方法进行水量调配仿真试验分析；闫春程等［５］建立了以受水水库引水量最小为目标的引水优化调度模型，并应用于大伙房跨流域调水工程㊂笔者根据忻定盆地－阳泉跨流域供水区的水库群特点，提出了水库群引调水新规则，建立跨流域水库联合调度模型，采用粒子群算法对模型进行求解，得到跨流域水库群最优供水调度过程线，并结合忻定盆地－阳泉跨流域供水区对优化后的引调水规则和优化模型的可行性进行检验，以期为制定忻定盆地－阳泉地区的跨流域引调水方案提供参考㊂１㊀跨流域水库群最优供水调度模型构建与求解１．１㊀模型构建跨流域水库群最优供水调度模型是一个多水源㊁㊃７６㊃第４３卷第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀人㊀民㊀黄㊀河㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．１㊀㊀２０２１年１月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＹＥＬＬＯＷ㊀ＲＩＶＥＲ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｊａｎ．，２０２１㊀㊀多目标㊁多用户的水资源联合调度模型［６］，为了尽可能满足各用水单元的需水量，需要提高各用水单元的供水保证率和引水效率㊂１．１．１㊀目标函数构建以受水水库群弃水总量最小和充分满足各用水单元的供水保证率作为优化模型的子目标函数，分别赋予不同的权重系数，表达式为ｍｉｎＦ（ｘ，ｙ）＝α１ðＩｉ＝１ðＴｔ＝１Ｓｉ，ｔ＋α２ðＩｉ＝１ðＪｊ＝１ｍｉｎ０，Ｐｉ，ｊ－Ｐｊ{}（１）式中：Ｆ（ｘ，ｙ）为综合目标函数；Ｓｉ，ｔ为ｔ时段第ｉ个受水水库的弃水量；Ｐｉ，ｊ为第ｉ个水库对第ｊ个用水单元的供水保证率；Ｐｊ为第ｊ个用水单元的设计供水保证率；α１㊁α２为权重系数，通过试算确定；Ｉ㊁Ｊ㊁Ｔ分别为受水水库㊁用水单元和时段个数㊂１．１．２㊀约束条件（１）水量平衡约束：Ｖｉ，ｔ＋１＝Ｖｉ，ｔ＋Ｗｒｉ，ｔ＋Ｗｄｉ，ｔ－Ｓｉ，ｔ－ðＪｊ＝１Ｇｉ，ｊ，ｔ－Ｗｌｉ，ｔ（２）式中：Ｖｉ，ｔ＋１㊁Ｖｉ，ｔ分别为ｔ＋１时段㊁ｔ时段第ｉ个水库的蓄水量；Ｗｒｉ，ｔ㊁Ｗｄｉ，ｔ㊁Ｗｌｉ，ｔ分别为ｔ时段第ｉ个水库的入库水量㊁调水量及漏损蒸发水量；Ｇｉ，ｊ，ｔ为ｔ时段第ｉ个水库第ｊ个用水单元的供水量㊂（２）输水能力约束：Ｗｄｉ，ｔɤＷｍａｘｉ，ｔ（３）式中：Ｗｍａｘｉ，ｔ为输水管道的最大输水能力㊂（３）水库库容约束㊂水库群最优供水调度模型的调水量应在水库调蓄能力范围之内，即水库库容始终保持在最大库容和最小库容之间：Ｖｍｉｎｉ，ｔɤＶｄｉ，ｔɤＶｍａｘｉ，ｔ（４）式中：Ｖｍｉｎｉ，ｔ㊁Ｖｍａｘｉ，ｔ分别为水库最小库容和最大库容；Ｖｄｉ，ｔ为水库库容㊂（４）用水户优先级约束㊂在研究区内存在多个用水单元的情况下，需要根据用水单元的重要程度设立不同的等级，对用水单元的供水限制线进行排序㊂根据供水目标的优先级和设计供水保证率高低，供水限制线将兴利库容分成若干调度区，等级越高的用水单元供水限制线越低，以保证不同类型用水单元的用水需求都能得到满足㊂１．２㊀优化引调水规则与供水规则在跨流域调水工程中，水库群的加入使得水量调蓄更易控制，其运行直接影响供水的经济效益㊂在跨流域供水水库联合调度决策中，需要解决的问题是 是否需要调水㊁调多少水和如何分水 ［７］，即涉及确定引调水规则的问题，包括什么时候调水㊁调多少水㊂在跨流域调水工程中，向其他水库调水同时向用水单元供水的水库称为水源水库，接纳外调来水同时向用水单元供水的水库称为受水水库，受水水库的引水控制线和水源水库的调水控制线共同决定 什么时候调水，调多少水 ［８－９］㊂跨流域引调水系统调度示意见图１㊂受水水库的引水控制线和减少引水控制线（处于这条控制线之下需要减少引水）将库容分为３个区间，当Ｖｉ，ｔ处于最大库容与引水控制线之间时，说明受水水库处于缺水状态，如果水源水库水量充足，则需要按照输水管道的最大输水能力向受水水库输水；当Ｖｉ，ｔ处于引水控制线与减少引水控制线之间时，受水水库需要减少水源水库的调水量，满引（即按照输水管道的最大输水能力向受水水库输水）会造成弃水，导致引水效率下降，因此需要建立受水水库的缺水量与引水量的动态关系㊂水源水库的调水控制线将水库的库容划分为２个区间，当Ｖｉ，ｔ处于最大库容与调水控制线之间时，说明水源水库水量充足，受水水库需水时，水源水库按照输水管道的最大输水能力从水源水库调水；当Ｖｉ，ｔ处于调水控制线与死库容之间时，水源水库处于严重缺水状态，不能向受水水库调水［１０－１１］㊂图１㊀跨流域引调水系统调度示意在ｔ时段内，引水规则表达式为Ｗｄｉ，ｔ（Ｖ１，ｔ－Ｖｉ，ｔ）＝Ｖ（Ｖｄ１，ｔɤＶ１，ｔɤＶｍａｘ１，ｔ，Ｖｍｉｎｉ，ｔɤＶｉ，ｔɤＶＤｉ，ｔ）αＶ（ＶＤ１，ｔɤＶ１，ｔɤＶｍａｘ１，ｔ，Ｖｍｉｎｉ，ｔɤＶｉ，ｔɤＶＲｉ，ｔ）０（其他）ìîíïïïï（５）㊃８６㊃其中Ｖｍｉｎｉ，ｔɤＶＤｉ，ｔɤＶＲｉ，ｔɤＶｍａｘｉ，ｔ（６）式中：Ｗｄｉ，ｔ为第ｉ个受水水库ｔ时段的引水量；Ｖ１，ｔ为水源水库在ｔ时段的蓄水量；Ｖｉ，ｔ为第ｉ个受水水库在ｔ时段的蓄水量；Ｖｍｉｎ１，ｔ㊁ＶＤ１，ｔ㊁Ｖｍａｘ１，ｔ分别为水源水库死库容㊁调水控制线㊁最大库容对应的蓄水量；Ｖｍｉｎｉ，ｔ㊁ＶＤｉ，ｔ㊁ＶＲｉ，ｔ㊁Ｖｍａｘｉ，ｔ分别为受水水库死库容㊁引水控制线㊁减少引水控制线㊁最大库容对应的蓄水量㊂ｔ时段内引水量表达式为Ｗｄ１，ｔ＝ðＩｉ＝１Ｗｄｉ，ｔ（Ｖ１，ｔ－Ｖｉ，ｔ）（７）式中：Ｗｄ１，ｔ为水源水库在ｔ时段的调水量㊂水库供水调度规则见图２（假设有３个供水单元）：用水单元１以下为区间一，用水单元１与用水单元２之间为区间二，用水单元２与用水单元３之间为区间三，在ｔ时段水库向用水单元的供水量Ｇｉ公式为Ｇｉ＝（β１ｙｉ，１，ｔ＋β２ｙｉ，２，ｔ＋β３ｙｉ，３，ｔ）Ｄｉ（８）式中：ｙｉ，１，ｔ㊁ｙｉ，２，ｔ㊁ｙｉ，３，ｔ的数值取决于ｔ时段内第ｉ个水库的调度线是否在供水调度图的区间内，若是则取１，若不是则取０；β１㊁β２㊁β３分别为不同供水区域的水库限制系数；Ｄｉ为ｔ时段用水单元的需水量㊂图２㊀水库供水调度规则１．３㊀模型求解算法跨流域水库群最优供水调度模型是由水库㊁引调水工程㊁用水单元组成的复杂模型，采用粒子群算法与多目标优化求解方法相结合的方式对水库群引水与调水过程进行优化，建立跨流域水库联合调度模型㊂粒子群算法是一种启发式算法［１２］，通过评价个体在不同时刻的适应度来确定个体的最佳位置，进而确定整体的最佳位置㊂粒子个体的速度更新计算公式为ｖｋｉ＝βｖｋ－１ｉ－αｒ（ｖｇ－ｖｋ－１ｉ）（９）式中：ｖｋｉ㊁ｖｋ－１ｉ分别为粒子ｉ迭代ｋ次和ｋ－１次后的速度；α㊁β为系数；ｒ为０ １之间的随机数；ｖｇ为最佳粒子个体的速度㊂求解步骤如下：①依据水库群来水资料与特征库容资料确定粒子群算法相关参数；②随机产生粒子群联合调度决策初始位置与速度；③根据粒子群确定的水库群长系列联合调水供水决策过程，对水库群进行模拟调度，种群按式（９）更新最优位置和最优速度；④判断是否达到终止条件，若不满足，返回步骤③；若满足，则输出跨流域水库群最优供水调度过程线，计算结束㊂２㊀实例应用２．１㊀跨流域调水工程基本情况根据山西省 大水网 概念体系，将忻定盆地－阳泉跨流域供水系统作为研究对象，对跨流域水库群最优供水调度模型进行求解及验证㊂忻定盆地－阳泉跨流域供水系统包括米家寨水库㊁双乳山水库㊁观上水库㊁大石门水库㊁坪上水库等５座水库，以及坪上引水工程㊁龙华口调水工程（在建）㊁娘子关提水工程㊁龙华口水电站等工程，其中：坪上引水工程位于定襄县境内滹沱河与清水河交汇处，水源地距定襄县城约４０ｋｍ㊁距忻府区约６０ｋｍ，引调坪上泉域的泉水向忻州市㊁原平市和定襄县供水，年最大供水能力为１．０亿ｍ３；龙华口水电站位于滹沱河支流龙华河上，设计库容０．３亿ｍ３，以发电为主；娘子关提水工程引调娘子关泉水至阳泉市城区，设计提水能力为３ｍ３／ｓ㊂各水库的特征库容和对应的供水任务见表１㊂表１㊀水库特征库容和对应的供水任务万ｍ３水库名称总库容兴利库容防洪限制水位对应库容多年平均来水量供水任务米家寨１１９９３９３３９９２５８９①②③双乳山１２８５３１３４０４４５６３②观上１５６０８９３５６０１１００①②③大石门１３１９４８５０１８０①②坪上３１１００１２６００９３００７３６００①②㊀注：①为农业用水，②为工业用水，③为生活用水忻定盆地－阳泉跨流域水库联合调度模型以水库群入库径流量作为输入资料，将一个水文年划分为１２个时段㊂将位于忻定盆地与阳泉之间调蓄能力较大的坪上水库作为主要水源水库，米家寨水库㊁双乳山水库㊁观上水库㊁大石门水库作为主要受水水库，其余小型水利工程作为节点，忻定盆地－阳泉跨流域水库群供水系统结构概化见图３㊂采用定额法，对忻定盆地－阳泉跨流域供水系统受水区２０２０年５０％来水频率下的需水量进行预测，结果见表２㊂㊃９６㊃图３㊀忻定盆地－阳泉跨流域水库群供水系统结构概化表２㊀２０２０年５０％来水频率下忻定盆地－阳泉地区各受水区需水量万ｍ３受水区生活农业工业生态总计忻州市２９３４９７１３５０９３１８１３４７４定襄县１０６６５９７３６２４１２５７７８８原平市２４０６８７３４１５３２２８３１２９５５阳泉市６１２８８９６４９５６２３５１４６９９总计７０１８３３３１６７６２１９６１４８９１６２．２㊀联合优化调度图及调度结果忻定盆地－阳泉跨流域水库群供水规则通过联合调度图表示（见图４），调度图由引调水控制线和水库供水任务相对应的限制供水线构成㊂在水库调度过程中，当水库蓄水量处于某限制供水线下方时，则向其对应的用水户实施限制供水，否则正常供水㊂一般来说，对供水质量要求越高的用水户限制供水线位置越低㊂从限制供水线的位置来看，其在枯水期的位置较高，在汛期的位置则偏低，原因主要是通过增加枯水期限制供水的机会，使尽量多的水留在水库内，防止供水不足的情况发生㊂坪上水库的天然入库径流量大，为忻州市城市㊁工业及定襄县农业供水，同时向双乳山水库㊁米家寨水库调水，为了增加向外调水的机会，其调水控制线整体偏低（见图４（ａ））㊂坪上水库在１０月到次年２月的来水量较少，应适当抬高调水控制线，减少调水外流，在其他时段可适当降低调水控制线，增加调水机会㊂双乳山水库㊁米家寨水库㊁观上水库向原平市㊁忻州市㊁定襄县等需水量较多的用水单元供水，因此需要设置较高的引水控制线和减少引水控制线（见图４（ｂ） （ｄ））㊂汛期７ ９月，双乳山水库㊁米家寨水库和观上水库可适当多蓄水，减少弃水㊂２．３㊀水库群径流量调节结果比较根据忻定盆地－阳泉地区的水库群及供水区特点，优化引调水规则和供水规则，建立跨流域水库群最优供水调度模型，并采用智能粒子群算法对模型进行求解和水库群径流量优化调节计算㊂为了对优化后的引调水规则和优化模型的可行性进行检验，将优化引调水规则与供水规则的跨流域水库群供水调度方案设为方案①，常规引调水规则与供水规则的跨流域水库群供水调度方案设为方案②，两者进行对比分析，结果见表３㊂可以看出，方案①总体优于方案②，在相同需水规模下，两种方案都能满足各用水地区的设计供水保证率，说明５座水库联合调度在常规引调水规则下和优化引调水规则下都能满足实际生产生活的需要㊂图４㊀忻定盆地－阳泉跨流域水库群引水与供水联合优化调度规则㊃０７㊃由表４可以看出：在一定的供水量条件下，方案①比方案②减少引水量１２１万ｍ３㊁减少弃水量９０万ｍ３，说明优化引调水规则后，引水效率有所提高㊂表３㊀水库群径流量优化调节计算结果方案水库名称调水量／万ｍ３供水量／万ｍ３农业工业生活弃水量／万ｍ３设计供水保证率／％①米家寨２３６９１２０８１３２７１０６６３０８９３．０２双乳山３６５９１８６６２０４９１６４７４７６９４．０３观上８９５４５６５０１４０３１１６９２．１８大石门６３３２３５２８８９３．５４坪上５８６２２９９０３２８３２６３８７６２９３．９８②米家寨２６９８１３７６１５１１１２１４３５１９５．０５双乳山３９６４２０２２２２２０１７８４５１５９５．６２观上９３６４７７５２４４２１１２２９５．３６大石门７４３８４１３３１０９５．０１坪上５９１４３０１６３３１２２６６１７６９９４．９８表４㊀方案①与方案②引调水量模拟结果对比万ｍ３方案水源水库入流量调水量供水量弃水量受水水库入流量引水量供水量弃水量①７３６００５３２７５１９５２９７９６８１９３２１１７６１１６１８９０８②７３６００５３３３４１９５３０７３６８１９３２１２９７１１６６１９９８①－②０－５９－１６００－１２１－４３－９０３㊀结㊀语（１）为了解决跨流域供水水库群联合调度问题，本文优化了引调水规则，通过设置受水水库的引水控制线和减少引水控制线，将水源水库的库容分为若干个区间来进行合理调度，采用粒子群算法对跨流域水库群最优供水调度模型进行求解，得到跨流域水库群最优供水调度过程线㊂最后结合忻定盆地－阳泉跨流域供水区的水库群特点，验证了优化引调水规则，可使水库群引水效率得到提高㊂（２）如何提高跨流域供水水库引水效率，改进引调水规则只是一个方面，在保证供水安全的前提下，如何利用降雨与径流的中长期预报信息，制定相应的引调水联合调度规则，以进一步有效利用引水水库的调水量，提高受水水库在丰水年的洪水资源利用率，有待进一步深入研究㊂参考文献：［１］㊀张弛，陈晓贤，李昱，等．跨流域引水受水水库最优调度决策的理论分析［Ｊ］．水科学进展，２０１８，２９（４）：４９２－５０４．［２］㊀胡尧文，郑雄伟，周芬，等．跨流域水库联合供水调度研究［Ｊ］．水电能源科学，２００６，２４（５）：２６－２９，９８．［３］㊀彭勇，彭安帮，周惠成，等．基于改进引水规则的跨流域供水水库联合优化调度研究［Ｊ］．系统工程理论与实践，２０１６，３６（５）：１３４６－１３５３．［４］㊀赵勇，谢建仓，马斌．基于系统仿真理论的南水北调东线水量调度［Ｊ］．水利学报，２００２，３３（１１）：３８－４３．［５］㊀闫春程，王国利．遗传算法在跨流域引水工程优化调度中的应用［Ｊ］．东北水利水电，２００６，２４（９）：３－５．［６］㊀周惠成，刘莎，程爱民，等．跨流域引水期间受水水库引水与供水联合调度研究［Ｊ］．水利学报，２０１３，４４（８）：８８３－８９１．［７］㊀邢端生．基于可持续发展的水资源配置方案评价研究［Ｄ］．郑州：郑州大学，２００５：１２－２３．［８］㊀郭旭宁，雷晓辉，李云玲，等．跨流域水库群最优调供水过程耦合研究［Ｊ］．水利学报，２０１６，４７（７）：９４９－９５８．［９］㊀郭旭宁，胡铁松，吕一兵，等．跨流域供水水库群联合调度规则研究［Ｊ］．水利学报，２０１２，４３（７）：７５７－７６６．［１０］㊀吴恒卿，黄强，徐炜，等．基于聚合模型的水库群引水与供水多目标优化调度［Ｊ］．农业工程学报，２０１６，３２（１）：１４０－１４６．［１１］㊀卢迪，周如瑞．耦合中期㊁长期径流预报的跨流域引水受水水库调度图研究［Ｊ］．水资源与水工程学报，２０１６，２７（６）：７－１２，１９．［１２］㊀杨斌斌，孙万光．基于并行粒子群算法的跨流域调水优化模型研究［Ｊ］．中国农村水利水电，２０１５（３）：１０－１３．ʌ责任编辑㊀张华兴ɔ㊃１７㊃。
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Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2015, 4, 216-227Published Online June 2015 in Hans. /journal/jwrr/10.12677/jwrr.2015.43026Reservoir Operating in Multi-Reservoir for Water Transfer SystemNa Liu, Yu Li, Wei Ding, Bo Xu, Chi ZhangInstitute of Water Resources & Flood Control, Dalian University of Technology, Dalian LiaoningEmail: nicolena1215@Received: Jun. 2nd, 2015; accepted: Jun. 22nd, 2015; published: Jun. 25th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractIn the inter-basin reservoirs joint scheduling, pilot scale to determine reservoir design reliability after each water user and allowed to happen damage depth of competition. Usually different damage depth of water is allowed to happen and is a constant value, when more or less the same in a continuous impact on reliability of water supply. In this paper, aiming at this problem, consider optimizing damage depth when scheduling rules to improve the reliability of water supply, in order to meet the requirements of water supply. Based on the H reservoir, Dahuofang reservoir and Biliuhe reservoir of inter-basin water transfer project as an example, in conventional scheduling rules and optimization after damage depth of water supply reservoir group of scheduling rules of joint scheduling, and carries on the comparative analysis of two kinds of scheduling schemes. Points out the advantages and disadvantages of two kinds of schemes for reservoir dispatching decision-making department provides a new thought of scheduling.KeywordsInter-Basin Water Transfer and Supply, Optimized Dispatching, Combined Dispatching Chart, Destroy Depth跨流域水库群联合调度规则研究刘娜，李昱，丁伟，徐博，张弛大连理工大学，水资源与防洪研究所，辽宁大连Email: nicolena1215@收稿日期：2015年6月2日；录用日期：2015年6月22日；发布日期：2015年6月25日作者简介：刘娜(1990-)女，甘肃定西人，硕士研究生，主要从事水资源规划及水库优化调度研究。
跨流域水库群联合调度规则研究摘要在跨流域水库群联合调度中，引水规模确定后水库各用水户的设计保证率和允许发生的破坏深度呈现竞争关系。
通常情况下不同用水户所允许发生的破坏深度是一个定值，在遭遇连续枯水年时会对供水保证率产生影响，本文针对这一问题，在制定调度规则时考虑优化破坏深度来提升供水保证率，以满足供水要求。
本文以H水库-大伙房水库-碧流河水库的跨流域调水工程为例，分别以常规调度规则和优化供水破坏深度后的调度规则进行水库群联合调度，并对两种调度方案进行对比分析，指出两种方案的优缺点，为水库调度决策部门提供了一个新的调度思路。
关键词跨流域引水与供水，优化调度，联合调度图，破坏深度1. 引言我国在跨流域水库群联合调度方面已开展了大量的理论研究与实践工作，一批学者相继对库群优化调度进行了研究：周惠成等[1]以受水水库弃水量最小作为目标，建立碧流河水库跨流域引水的调度模型，同时采用动态规划逐次逼近法优化求解；胡尧文等[2]研究浙江省跨流域调水工程中调水水库与受水水库联合调度时，运用聚合分解法以及并行运算制定引水规则；尹正杰、张建云等[3] [4]根据水库不同供水目标，设置不同的限制供水线和限制供水系数，而限制供水系数设定在用水户供水允许破坏的深度范围内，对于用水户的损失较小，是目前应用广泛的供水调度图；王银堂等[5]通过调水水库调度图确定引汉水量，运用多层次分解协调的逐步迭代寻优算法使得整个水库联调系统达到效益最优；郭旭宁等[6]针对观音阁、葠窝及汤河水库组成以供水为主的混联水库群构建虚拟聚合水库，优化联合调度图并制定各水库的供水方案；方淑秀等[7]以引滦工程为例，采用聚集解集技术降维指导水库调度，同时还采取分级管理制度进行水库的联合调度。
然而上述研究大都固定了用水户的破坏深度，没有考虑用水户不同的破坏深度对供水保证率的影响，本文针对以H水库、大伙房水库和碧流河水库三库联合调度为实例对象，分别以常规调度规则和优化供水破坏深度后的调度规则进行水库群联合调度，并对两种调度方案进行对比分析，指出两种方案的优缺点，为水库调度决策部门提供了一个新的调度思路。
2. 水库群联合调度模型建立与求解水库群跨流域引水与供水联合优化调度问题实质上是一个多水源、多用户的水资源优化配置和调度问题，其调度图可认为是各成员水库的引水与供水调度图的组合形式。
在求解水库联合调度图时将历史长系列模拟与优化技术相结合[8]，运用改进的遗传算法GA，对联合调度图中引水、供水调度规则进行优化，首先采用随机生成的方式产生初始种群，之后进行选择、交叉和变异等遗传操作，产生出新的较优种群，最后收敛到一个拥有最优适应度(目标函数)的解集，即迭代求出优化的水库引水与供水联合调度图。
2.1. 目标函数水库跨流域调水涉及调水水库和受水水库，调出区水库的主要目的是保证自身供水任务的同时向外调水以满足受水水库工业与生活用水的增加，受水区水库主要是尽可能满足供水需求。
因此，以所有水库的“弃水量”之和最小为目标建立水库群调度模型。
跨流域水库群联合调度规则研究,11min {}N Ti t i t SU SU ===∑∑ (1)式中：SU 为水库群总弃水量；SU i,t 为水库i 在t 时段的弃水量；N 为水库个数；T 为时段总数。
2.2. 约束条件① 水量平衡约束；② 水库水位约束：水库蓄水量应约束在库容上限和死库容之间，库容上限分别为汛限水位和正常蓄水位；③ 跨流域引水量受管道最大引水能力的约束；④ 各用水户受破坏深度和供水保证率的约束。
2.3. 供水规则供水调度图共有四条控制线，如图1所示，调度控制线将其分为三个分区，调度图中水库水位上限和死水位确定调度图的上下区间，农业供水限制线、工业与生活供水限制线确定水库是否限制供水。
在一定时段内：当水库水位位于农业限制供水线之上、水库最高蓄水位之下时，水库工业、农业供水均按需供水；当水库水位位于农业限制供水线之下、工业与生活限制供水线之上时，工业正常供水，农业供水按限制系数限制供水；当水库水位位于工业与生活供水限制线之下、死水位之上时，工业、农业供水均按各自的限制系数限制供水。
一般农业供水限制系数为0.7，工业生活供水限制系数为0.9，即其允许的破坏深度分别为0.3和0.1。
2.4. 引水规则水库引水涉及调水水库和受水水库，受水水库的引水决策是调水水库的调水调度图和受水水库的引水调度图的一个组合决策过程[9]。
如图2(a)是受水水库的引水调度图，图中共四条控制线，包括水库水位上限(汛限水位和正常蓄水位)、引水控制线1 (不引水线)、引水控制线2 (满引水线)和死水位，四条控制线将调度图划分为三个分区。
在一定时段内：当水库水位较高，即位于引水IV 区时，水库不引水；当水库水位位于引水V 区时，水位位于引水控制线1和引水控制线2之间，此时水库按一定的比例引水；当水库水位位于引水VI 区时，水库按照各时段规划的最大引水能力引水，称为满引。
如图2(b)是调水水库的调水调度图，图中共有三条控制线，包括水库水位上限(汛限水位和正常蓄水位)、调水控制线和死水位，三条控制线从上至下将调度图划分为可向外调水区和不可向外调水区。
在一定时段内：当水库水位位于水库水位上限以下调水控制线以上，即可向外调水区，此时水库可向外引水；当水库水位位于调水控制线以下死水位以上，即不可向外调水区，此时水库不可向外调水。
Figure 1. Water supply dispatching chart of joint optimal operation inmulti-reservoir water transfer system图1. 跨流域水库群联合调度–供水调度图跨流域水库群联合调度规则研究(a) 引水调度图(受水水库) (b) 调水调度图(调水水库)Figure 2. Water transferring chart of joint optimal operation in multi-reservoir water transfer system图2.跨流域水库群联合调度–引(调)水调度图3. 实例应用3.1. 工程背景与意义为解决辽宁省中部地区严重缺水问题，实现辽宁省各地区的水资源优化调控，位于H流域水量丰沛的H水库向大伙房水库跨流域调水，该工程于1994年8月在《H流域调水工程规划报告》中确定了大伙房水库从H 水库的引水流量为60 m3/s。