[发明专利]串联水库联合防凌补偿调度方法及其专用系统

说明书

本发明公开了一种串联水库联合防凌补偿调度方法及其专用系统,S1、采集串联水库及其下游河道涉及范围内的流量、输沙率、水位及断面数据、水库的特征参数和水库运行相关数据，以及流凌、封河、开河日期及冰厚、冰塞、冰坝的凌情特征数据；S2、分析计算河道凌情影响因素;S3、河道凌汛期各阶段防凌安全控制流量指标;S4、建立并存储下水库至防凌河道区间流量过程；S5、建立并存储凌汛期各阶段下水库控泄流量指标;S6、建立并储存串联水库联合防凌补偿调度模型；S7、拟定串联水库联合防凌调度方案；S8、串联水库联合防凌调度方案比选与推荐。本发明为应对河道凌汛的串联水库联合防凌补偿调度提供了一种有效途径。

技术领域

本发明涉及河流防凌减灾，尤其是涉及应对水库下游河道凌汛的串联水库联合防凌补偿调度方法及其专用系统。

背景技术

冬季气候寒冷地区，不少江河会出现流凌、结冰、封冻，形成凌汛。例如黄河上游宁蒙河段和下游河段由低纬度流向高纬度，凌汛期长达4～5个月，冬季封河自下而上，上游河段流凌易在封河处堵塞，形成冰塞灾害；春季开河自上而下，上游河段融化的冰、水拥向下游，形成冰凌洪水，极易在弯曲、狭窄河段卡冰结坝，造成凌汛灾害。凌汛受热力、动力、河道边界条件等多种因素影响，凌汛期时间长、各因素影响关系复杂，凌汛险情和灾害具有突发性强、难预报，天寒地冻难抢险，发生风险高、损失巨大等较为明显的特点，因此研究水库防凌调度技术、确保河道防凌安全对保障地方经济社会高质量发展、维持社会稳定等具有十分重要的意义。

通过水库控制凌汛期下泄流量，调控凌汛期河道流量是防凌的重要手段。由于凌汛发生在非汛期、持续时间长、水库综合利用要求高，使得水库需要同时考虑防凌和综合利用要求；同时水库与防凌河段区间、上下游串联水库区间一般都有天然来水和社会经济用水等因素，受气温变化影响，水库至防凌河段区间河道水流发生封冻、融化，有槽蓄水增量形成和释放过程，这些因素都直接影响水库防凌调度。文献检索表明，应对下游河道凌汛的水库防凌调度尤其是串联水库防凌补偿调度的研究十分罕见，李会安等人开展的黄河上游水库群防凌优化调度研究，主要考虑刘家峡水库防凌库容与梯级出力的关系，提出了优化刘家峡水库防凌库容方法和模拟优化模型，未研究水库以下河道凌汛控制流量和水库与河道区间流量过程影响，也未研究应对下游河道凌汛的防凌补偿调度内容。

以往的防凌调度，水库侧重出库流量，对防凌库容、特别是凌汛期不同阶段预留防凌库容研究不多；串联水库或梯级调度，多为优化梯级发电效益，基本没有串联水库联合防凌补偿调度的研究。目前，我国北方江河上梯级水库大量建设，社会经济发展对防凌安全要求高，如何考虑区间流量的复杂影响，应对水库下游河道防凌要求，科学合理的进行防凌补偿调度是水库防凌调度的关键，串联水库联合防凌补偿调度技术已成为本领域研究的重点和难点。

发明内容

本发明目的在于提供一种串联水库联合防凌补偿调度方法，本发明另一目的在于提供一种实现该防凌补偿调度方法的专用系统。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的串联水库联合防凌调度方法，按照以下步骤进行：

S1、采集串联水库及其下游河道涉及范围内的流量、输沙率、水位及断面数据、水库的特征参数和水库运行相关数据，以及流凌、封河、开河日期及冰厚、冰塞、冰坝的凌情特征数据；

S2、分析计算河道凌情影响因素：

从动力(主要指河道流量，影响河道流量的因素包括天然来水、水库蓄量及下泄流量、社会经济用水等)、热力(主要指气温、水温等，反应为流凌、封河、开河等凌情特征日期)和河道边界条件(主要指河道及主槽过流能力，平滩流量等)方面计算分析凌情影响因素；根据凌情特征日期和凌汛期河道流量计算分析河道槽蓄水增量；

S3、河道凌汛期各阶段防凌安全控制流量指标：