(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111605874.6 (22)申请日 2021.12.25 (71)申请人 南昌工程学院 地址 330200 江西省南昌市高新区天祥大 道289号 (72)发明人 王永文　康传雄　李二辉　白桦　 (74)专利代理 机构 南昌大牛知识产权代理事务 所(普通合伙) 36135 代理人 刘俊文 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种水库动态汛限水位制定方法 (57)摘要 本发明公开了一种水库动态汛限水位制定 方法。 该方法首先运用聚类分析对 水库汛期进行 分期， 然后把水库原设计汛限水位作为动态控制 的极限下限值， 按分期设计洪水确定的汛限水位 作为动态控制的建议下限值， 考虑预泄确定的汛 限水位作为动态控制的极限上限值， 考虑预泄和 洪水预报不确定性确定的汛 限水位作为动态控 制的建议上限值， 最后确定汛限水位动态控制范 围。 在确定动态汛限水位和预泄值时， 通过引入 整数变量把水库现有防洪调度规则表达为约束 条件建立预 泄优化模型。 本发明提供的水库动态 汛限水位制定方法提高了汛期水位动态控制的 科学性和可操作性， 可应用于水库防洪的精细化 管理， 提高水库的发电和综合利用效益。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114239992 A 2022.03.25 CN 114239992 A 1.一种水库动态汛限水位制定方法， 其特 征在于， 具体包括如下步骤： 步骤S1： 重新划分汛期分期为前汛期、 前 过渡期、 主 汛期、 后过渡期和后汛期； 步骤S2： 水库原分期对应的各设计汛限水位作为相对应的汛期动态控制的极限下限值Zx0， 步骤S3： 按分期设计洪水确定的汛限水位作为动态控制的建议下限值Zs0； 步骤S4： 考虑预泄确定的汛限水位作为动态控制的极限上限值Zx1； 步骤S5： 考虑预泄和洪水预报不 确定性确定的汛限水位作为动态控制的建议上限值Zs1； 步骤S6： 确定各分期汛限水位动态控制范围。 2.根据权利要求1所述的一种水库动态汛限水位制定方法， 其特征在于， 所述步骤S1中 重新划分汛期分期具体步骤为： 以旬为单位， 基于旬最大日流量、 旬平均日流量、 旬最大日雨量和旬雨量， 运用K ‑means 聚类方法重新划分汛期分期。 3.根据权利要求1所述的一种水库动态汛限水位制定方法， 其特征在于， 所述步骤S2中 将水库原分期对应的各设计汛限水位作为相对应的汛期动态控制的极限下限值Zx0具体步 骤为： 当重新划分的汛期分期与 水库原汛期分期时间段完全重合， 原汛期分期对应的汛限水 位作为汛期动态 控制的极限下限值Zx0， 当重新划分的汛期分期与水库汛期分期时间段不完 全重合， 前汛期和 后汛期选取原汛限水位较大值， 前过渡期、 主汛期和 后过渡期 选取原汛限 水位较小值。 4.根据根据权利要求1所述的一种水库动态汛限水位制定方法， 其特征在于， 所述步骤 S3中按分期设计洪水确定的汛限水位作为动态控制的建议下限值Zs0具体步骤为： S31： 对每 个汛期分期的设计洪水假定不同起调的水位， 水位 值不小于Zx0； S32： 以步骤S31的起调水位， 依据水量平衡方程和蓄泄方程进行洪水调 节计算， 逐 时段 试算， 公式如下 其中 是时段平均入库流量， 是时段平均出库流量， Δt是洪水过程时段时间， ΔV是 水库时段蓄水变化 量； q＝f(V)是蓄泄方程， 反应泄流 量q与蓄水量V之间的关系； S33： 重复上述步骤， 选取满足防洪要求的最高起调水位作为该分期汛限水位的建议下 限值Zs0。 5.根据权利要求1所述的一种水库动态汛限水位制定方法， 其特征在于， 所述步骤S4中 考虑预泄确定的汛限水位作为动态控制的极限上限值Zx1具体步骤为： 步骤S41： 建立预泄优化模型， 使预泄流量最小， 避免不必要的预泄流量， 以q0表示预泄 流量， 目标函数如下： min q0； 步骤S42： 构建约束条件， 约束条件 包括蓄水量限制、 水量平衡和泄流 量限制； ①蓄水量限制 Vmin≤vt≤Vmax 其中vt是水库在时段t初的蓄水量， Vmin和Vmax分别是水库蓄水的下限和上限， Vmin取调洪权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114239992 A 2的初始库容 值V0， Vmax取水库按现有调洪规则得到的最高库水位相应库容； ②水量平衡 (Qt‑qt)·Δt＝vt+1‑vt vt和vt+1分别是水库在时段t初末的蓄水量， Qt是时段入库流量， qt是时段出库流量， Δt 是时段时间长； ③泄流量限制 水库调洪规则表示 为 qt＝qi Vi≤vt≤Vi+1 其中qi是第i级控泄流量， Vi是第i级控泄蓄水量， Vi+1是第i+1级控泄蓄水量， 对上式引 入0‑1变量 δ， 可等 价转化为： 步骤S43： 试算不同起调水位， 起调水位从大到小依次取值， 采用Gurobi解算器求解预 泄优化模型， 当求得预泄值q0不超过安全泄量， 对应 的起调水位作为汛限水位动态控制的 极限上限值Zx1。 6.根据根据权利要求1所述的一种水库动态汛限水位制定方法， 其特征在于， 所述步骤 S5中考虑预泄和 洪水预报不确定性确定的汛限水位作为动态控制的建议上限值Zs1具体步 骤为： 步骤S51： 建立预泄优化模型， 使预泄流量最小， 避免不必要的预泄流量， 以q0表示预泄 流量， 目标函数如下： min q0； 步骤S52： 构建约束条件， 约束条件 包括蓄水量限制、 水量平衡和泄流 量限制； ①蓄水量限制 Vmin≤vt≤Vmax 其中vt是水库在时段t初的蓄水量， Vmin和Vmax分别是水库蓄水的下限和上限， Vmin取调洪 的初始库容 值V0， Vmax取水库按现有调洪规则得到的最高库水位相应库容； ②水量平衡 (Q′t‑qt)·Δt＝vt+1‑vt vt和vt+1分别是水库在时段t初末的蓄水量， Q ′t是时段入库流量， 其中Q ′t为原设计洪水 的时段入库流量Qt运用蒙特‑卡罗随机模拟法得到的新的一组时段入库流量， qt是时段出库 流量， Δt是洪水 过程时段时间长； ③泄流量限制 水库调洪规则表示 为 qt＝qi Vi≤vt≤Vi+1权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114239992 A 3