恭喜长江水利委员会水文局陈桂亚获国家专利权
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龙图腾网恭喜长江水利委员会水文局申请的专利应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119067375B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411120624.7,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法是由陈桂亚;徐长江;欧阳硕;王含;邵骏;范可旭;张晓皓;陈思恺;陈玺;徐伟峰;朱迪设计研发完成,并于2024-08-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法在说明书摘要公布了:应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法,其包括如下步骤:步骤1,建立流域供水保障及水资源管控指标集合CIS;步骤2,建立流域整体水情系列库WRSL;步骤3,识别流域干旱典型缺水年型;步骤4,推求典型缺水年型不同频率的整体枯水设计组成过程;步骤5,分析计算流域缺水量及其时空分布;步骤6,确定流域水库群抗旱水源贮备量及分配。该方法在保障防洪安全的前提下,有效应对新形势下极端枯水事件日益频发的供水不足问题,为新阶段水旱灾害防御提供技术支撑。
本发明授权应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法在权利要求书中公布了:1.应对不同枯水量级及组成的水库群抗旱水源贮备设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,建立流域供水保障及水资源管控指标集合CIS;步骤2,建立流域整体水情系列库WRSL;步骤3,识别流域干旱典型缺水年型;步骤4,推求典型缺水年型不同频率的整体枯水设计组成过程;步骤5,分析计算流域缺水量及其时空分布;步骤6,确定流域水库群抗旱水源贮备量及分配;步骤1包括如下子步骤:1.1根据研究对象及目标,针对研究区域取水用户分布,考虑天然水系拓扑结构、水工程布局及水资源管理要求,确定分析计算抗旱水源贮备库容的控制断面CC,建立控制断面集合CCS:CCS{CC1,...,CCi,...,CCN};其中,CCi为第i个抗旱水源贮备库容的控制断面,i为1至N,N为控制断面总个数;1.2对于具有供水保障任务的控制断面,以其规定的供水对象用水保障需求,作为供水保障阈值WST,对于具有水资源管理目标的控制断面,以批复生态流量保障目标值和最小下泄流量值中的外包络值为水资源管控阈值WRMT,建立上述控制断面的供水保障及水资源管控阈值集CTS: 其中,Qst为第t时段的供水保障安全取水流量,Qct为第t时段的水资源管控安全下泄流量,T为总时段数,若时段步长为日,则T为历史序列的总天数;若时段步长为旬,则T为历史序列的总旬数;若时段步长为月,则T为历史序列的总月数;1.3对于控制断面的供水保障阈值WST和水资源管控阈值WRMT为水位或者水量值时,通过水位流量关系和水量相应时长换算为流量值;在此基础上,考虑WST和WRMT存在年内时程分配变化情况,根据流域控制断面分布和阈值指标要求,选取合适历时作为时段步长,建立WST和WRMT的年内时程分配过程,形成控制指标集合CIS: 步骤2包括如下步骤:2.1以控制断面CC的长序列流量、水位观测资料,组成水情历史数据集HHDS,以长系列不同历时流量、水位的均值、变差系数CV、偏态系数CS和不同频率设计值,组成水情成果数据集HRDS;2.2综合控制断面CC的水情历史数据集HHDS和水情成果数据集HRDS,构建流域整体水情系列库WRSL: 其中,FL为径流观测资料,Qot为历时t的流量观测值,Qrt为历时t的区间流量值,WL为水位观测资料,Zot为历时t的水位观测值;为第s个上游断面历时t的流量值,S为控制断面上游断面数量;RFL为径流设计成果集,Qa为流量系列的均值,QCV为流量系列的变差系数,QCS为流量系列的偏态系数,Qsp为流量系列频率p的设计值;RWL为水位设计成果集,Za为水位系列的均值,ZCV为水位系列的变差系数,ZCS为水位系列的偏态系数,Zsp为水位系列频率p的设计值;步骤3包括如下子步骤:3.1根据流域水系拓扑结构,从上游逐级分析控制断面长系列缺水情势,分析计算各控制断面来流量序列IF、下泄流量序列DF、区间缺水流量序列ISF和累积缺水流量序列CSF,进而构建缺水信息集WSIS: 其中,Qit为历时t的来流量,Qdt为历时t的下泄流量,Qist为历时t的区间缺水流量,Qcst为历时t的累积缺水流量;为第s个上游断面历时t的下泄流量,为第s个上游断面历时t的累积缺水流量,S为控制断面上游断面数量;3.2根据控制断面累积缺水流量Qcst序列,逐年计算累积缺水量Wsy,并进行降序排列{MaxWsy,…,MinWsy};在此基础上,结合流域分区组成特点,以干支流节点或重要保障节点分区的控制断面最大累积缺水量年度作为该分区典型缺水年型CCi-TSTy;其中,Ty为第y年的总时段数;步骤4包括如下子步骤:4.1将各控制断面不同典型年y的年均流量Qoy与其相应的设计流量相比,推求出典型年y的流量倍比系数MCQy-p,建立各典型年枯水放大倍比矩阵MCS={MCQ1-p,MCQy-p,MCQY-p},Y为典型年的总年数;4.2以流域总出口断面TOS的设计枯水流量TOS-Qsp为控制,按典型年y同倍比系数TOS-MCQy-p进行放大,推求其他控制断面流量过程,形成典型年y频率p的整体枯水设计组成过程集DDPSyp: 其中,DDPi为断面i典型年y频率p的设计流量过程序列,为第i个断面第t时段流量观测值,第i个断面典型年y频率p第t时段的流量;第i个断面第t时段的区间流量,为第i个断面的第s个上游断面第t时段的流量;步骤5具体包括:针对不同典型年各频率整体枯水设计组成过程,重复步骤3.1分析计算流域不同典型年各频率缺水时空分布,从上游逐级分析控制断面长系列缺水情势,分析计算各控制断面来流量序列TST-IF、下泄流量序列TST-DF、区间缺水流量序列TST-ISF和累积缺水流量序列TST-CSF,进而构建不同典型年各频率缺水信息矩阵YPWSM: 其中,y_p_Qit为典型年y频率p第t时段的来流量,y_p_Qdt为典型年y频率p第t时段的下泄流量,y_p_Qist为典型年y频率p第t时段的区间缺水流量,y_p_Qcst为典型年y频率p第t时段的累积缺水流量;为第s个上游断面典型年y频率p第t时段的下泄流量,为第s个上游断面典型年y频率p第t时段的累积缺水流量,S为控制断面上游断面数量;步骤6包括如下子步骤:6.1以水库为节点划分K个子分区SP,明确分区内控制断面SPCS和分区以上梯级水库群SPCR;根据梯级水库群设计成果,提取各水库的正常蓄水位NWL、死水位DWL、汛限水位FLL、可利用库容RS、分区库容系数集PCC及水位库容曲线SCC,建立流域梯级水库群水位库容信息集CR-LCIS: 其中,NWLj为第j个水库的正常蓄水位,DWLj为第j个水库的死水位,FLLj为第j个水库的汛限水位,RSj为第j个水库的可利用库容,PCCj为第j个水库的分区库容系数集,SCCj为第j个水库的水位库容曲线;PCck为第j个水库在分区k中的库容系数,RSb为分区k上游第b个水库的可利用库容,B为分区k上游的水库数量;zj为第j个水库的水位,wj为第j个水库水位zj的相应库容;fzj,wj为水位zj与库容wj曲线函数,正函数f用库容求水位,f-1用水位计算库容,R为梯级水库群水库数量;6.2利用分区内控制断面SPCS的区间缺水流量序列TST-ISF,求和得各子分区不同典型年各频率的分区累积缺水时程序列PCWS,组成区间不同典型年各频率缺水时程集SP_WSS: 其中,y_p_Qscsk_t为第k个区间典型年y频率p第t时段的区间累积缺水流量,K为总区间个数;为第k个区间中第m个断面典型年y频率p第t时段的区间缺水流量,M为第k个区间的控制断面数量;6.3针对不同典型的各频率缺水过程,从最下游分区开始,将该分区累积缺水作为分区以上梯级水库群SPCR需要预留的分区抗旱水源贮备库容PDCk,采用该分区上游水库的库容系数PCck作为分配系数,将分区累积缺水时程分配给各水库,作为水库在该分区所需承担的子抗旱水源贮备库容序列SDCS;在此基础上,累积求和每个水库所有需承担的子抗旱水源贮备库容序列,获得各水库的抗旱水源贮备库容预留时程DSSC;以汛限水位为调度期末时段水位值,从调度期末时段逆序累加至调度期初时段,获得各水库的抗旱水源贮备库容相应水位序列SP-DSSL,在此基础上,组成应对不同典型各频率的流域梯级水库群抗旱水源贮备库容库DRCL;
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