水库供水调节计算优化模型研究与应用

作     者：赵亚威 张宇 刘朝阳 

作者机构：水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹) 黄河勘测规划设计研究院有限公司 

出 版 物：《中国农村水利水电》 (China Rural Water and Hydropower)

年 卷 期：2024年

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划重点专项(2023YFC3206703) 黄河勘测规划设计研究院有限公司自立科研项目(2023KY004) 

主　　题：径流调节计算 供水调节计算 线性规划模型 线性化方法 Cplex 

摘      要：水库供水调节计算是实现河流水资源时空合理分配的重要技术手段。常规水库供水调节计算方法流程清晰、操作简单，但计算所得供水量并非最优值。针对常规水库供水调节计算方法难以充分发挥水库供水效益的问题，以调节计算期内水库总供水量最大为目标，以各供水对象供水保证率和最大破坏深度为约束条件，构建水库供水调节计算优化模型；基于等价变换原理，将模型中供水对象供水保证率非线性约束条件进行线性化处理，采用Cplex线性求解器对模型进行求解。张峰水库供水工程实例分析结果表明：优化模型计算所得张峰水库多年平均供水量较常规方法增加948万m3，增加比例为7.5%，供水效益明显增加；水库多年平均水位较常规方法降低6m，水库蓄泄变化次数更多，充分发挥了张峰水库多年调节作用；供水对象的最大破坏月份数量大于常规方法，但仍满足各供水对象的设计供水保证率要求，说明优化模型是通过增加最大破坏月份数量的方式，来到达减小最大破坏深度的目的；水库多年平均出库流量较常规方法减小0.2m3/s，但可保证长系列所有月份均满足河道内生态流量要求；1997—2002年、2008—2010年两个沁河流域典型的连续枯水时段缺水量及缺水过程与常规方法结果相似，符合实际情况，验证了模型的合理性；优化模型可根据实际需要修改优化目标和约束条件，能够精准控制各供水对象的供水保证率和最大破坏深度，且具备可移植性，使用更加灵活。