申请/专利权人：武汉科技大学;南水北调中线干线工程建设管理局;长江水利委员会长江科学院

申请日：2021-01-13

公开（公告）日：2022-08-30

公开（公告）号：CN112733367B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/08;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.08.30#授权;2021.05.21#实质审查的生效;2021.04.30#公开

摘要：本发明公开了一种基于七日气象预报的调水工程冰期输水调度方法，首先建立调水工程冰期输水调度模拟模型；以冰期输水水位、流量满足各断面流速小于最大安全输水流速为原则建立冰期输水各节制闸目标输水流量状态库；从工程沿线气象站获取气象预报信息；在当前输水流量运行状态下基于输水模型模拟预测未来七日的冰情发展情况；依据模拟得到的封冻范围内的各闸门冰期目标流量，确定调水工程各闸门新的输水流量目标；将新的输水流量输入模拟模型，进行闸门群联合调度模拟与指挥调度，实现全线输水流量状态由初始状态转换至目标流量状态；重复上述步骤，实现调水工程冰期运行调度与管理。本发明提高了渠系冬季运行的灵活性、安全性和输水流量效益。

主权项：1.一种基于七日气象预报的调水工程冰期输水调度方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：基于调水工程设计方案，建立可靠的调水工程冰期输水模拟模型；步骤S1中的数学模型用于模拟非恒定流水位流量、水温、流冰量、冰盖厚度、闸门开度的时空变化与分布情况，其具体包括输入模块、非恒定流模拟模块、水温冰情模拟模块、闸门调度模块和输出模块，所述输入模块用于输入工程设计或验收的基本设计参数；所述非恒定流模块用于模拟明渠非恒定流和浮动冰盖下的非恒定流变化过程，采用圣维南方程组进行模拟；所述水温冰情模拟模块包括水温模拟方程、冰花浓度模拟方程和冰盖厚度模拟方程，其中所述水温冰情模拟模块仅用于模拟平封冰盖的封冻形式，要求输水流速低于工程确定的最大安全输水流速umax；以流冰量满足水面被覆盖断面80％以上时，判定渠道断面封冻形成初始冰盖和节制闸过水不过冰为原则进行封冻设置；所述闸门调度模块采用增量式PI控制器，由控制断面处的实时水位波动，通过反馈环节产生渠池上游端节制闸的闸门流量调节时段增量，促使控制目标的实现与稳定，然后再通过过闸流量公式求得闸门开度调整增量；所述输出模块用于输出水位、流量、水温、冰盖厚度、过闸流量、闸门开度的时间、空间分布过程；S2：以调水工程冰期输水防冰害为目的，以冰期输水水位、流量满足各断面流速小于最大安全输水流速umax为原则，结合所有分水口闸和节制闸的布置与设计流量，建立冰期输水各节制闸目标输水流量状态库；S3：从工程沿线选定的各县级以上气象站，获取七日气象预报信息；S4：在调水工程当前输水流量运行状态下，基于步骤S1中建立的输水模型模拟预测调水工程未来七日的冰情发展情况；S5：依据模拟得到的封冻范围内的各闸门冰期目标流量，确定调水工程各闸门新的输水流量目标，并将封冻范围内最早封冻时刻，确定为工程各节制闸输水流量由现状转变为新的输水目标流量的时间限制；S6：将新的输水流量状态输入模拟模型，进行闸门群联合调度模拟与指挥调度，实现全线输水流量状态由初始状态转换至目标流量状态；S7：每天早上八点进行一次未来连续七日的冰情滚动预报，重复S3、S4、S5和S6，实现调水工程冰期运行调度与管理。

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