[发明专利]一种外调水和当地水的联合对冲方法

说明书

本发明公开了一种外调水和当地水的联合对冲方法，其包括以下步骤：(1)确定受水区的外调水和当地水的供水规则；(2)根据政策规定确定外调水的年内应供水量；(3)确定对冲程度的上限；(4)选择对冲规则的形式；(5)智能优化算法获得最优解。本发明方法将对冲规则应用于研究减小外调水受水区的供水水库常存在年内弃水多的问题，有效丰富减小外调水受水区的供水水库常存在的年内弃水多的问题的研究，为后续研究提供有效参考。

技术领域

本发明属于多水源联合调度技术领域，具体涉及一种外调水和当地水的联合对冲方法。

背景技术

水资源调度是指为了满足人类社会与自然环境对水量水质及水能的需求，采用工程措施或非工程措施，提高水资源利用效率和效益，对不同时间和空间范围的水资源进行调配的过程，目前，国内外水资源调度模型技术主要应用于水库调度领域。常见的水库调度规则有标准调度规则(SOP)，即当供水期尽可能多的满足需水，即在不大于水库供水能力条件下，水库按照现阶段需求供水，完全不考虑未来需水情况。在干旱期，这种调度规则容易造成较大的缺水损失。

Bower将经济学中的“对冲”理论应用于解决干旱期水库调度的问题，提出水库调度的对冲规则，即在干旱期，当水库蓄水量少时，即使当前阶段水库可供水量可以完全满足需水，仍进行限制供水以存蓄部分水量供未来使用。其核心是以当前阶段出现的较小缺水损失为代价，来减小未来的不可接受的缺水的损失和风险。许多研究都指出，对冲规则在干旱期能显著减小未来的不可接受的缺水的损失和风险,因而在水库干旱期调度中得到广泛应用。SOP和对冲规则见附图1。

然而，水库调度的对冲规则存在固有缺点，通常当前阶段水库可供水量(死水位以上蓄水量和当前阶段来水量)低于一定值时，认为未来的不可接受的缺水的损失和风险较大，为了减小未来不可接受缺水损失和风险而进行对冲操作。虽然在干旱时期能减小未来的不可接受的缺水的损失和风险，但在偏干旱时期可能出现前期来水少，后期来水较多的情形，限制少供部分水量有可能得不到使用甚至以弃水的形式浪费了，从而增大总缺水损失。为了解决当地水资源短缺问题，许多城市或地区修建了外调水工程，外调水和当地水共同满足当地的用水需求，一定程度上减轻了当地的水资源短缺问题。然而，外调水水源区来水和当地水来水具有不确定性，在外调水水源区来水和当地水都遭遇干旱期时，如何减小未来的不可接受的缺水的损失和风险？照搬水库调度的对冲规则显然不合理，因此，这个问题仍有待研究。同时，外调水受水区的供水水库常存在年内弃水多的问题，如何减小弃水和充分利用当地水资源仍有待进一步研究。

发明内容

针对现有对冲规则的固有缺点，本发明提出了一种外调水和当地水供水的联合对冲方法，其目的在于，考虑到外调水水源区和当地水来水的不确定性，采用智能优化算法获得能最大程度减小外调水水源区和受水区都遭遇干旱时期时的不可接受的缺水的损失和风险又能减小外调水受水区水库的年内弃水量的对冲方案。

针对现有对冲规则的固有缺点，本发明提出了一种外调水和当地水供水的联合对冲方法，其目的在于，考虑到外调水水源区和当地水来水的不确定性，减小外调水水源区和受水区都遭遇干旱时期时受水区的不可接受的缺水的损失和风险，首先确定外调水受水区的外调水和当地水的供水规则问题；在供水规则确定的基础上，根据政策规定确定外调水的年内应供水量；然后根据外调水供水系统的过水能力上限和规定要求的下限确定外调水供水的上限值和下限值，用于确定对冲程度的上限；然后选择对冲的形式，最后根据选择的对冲形式采用智能优化算法获得能最大程度减小外调水水源区和受水区都遭遇干旱时期时的不可接受的缺水的损失和风险又能减小外调水受水区水库的年内弃水量的对冲方案。