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不到满足时,由五库供水;(3)五库蓄水及供水均按照先下游水库后上游水库的顺序执行。目前灌区
各水库均未制定调度图。
3.2 方案设置与求解
3.2.1 来、需水资料 以林家村水文站 1987年 6月—2017年 5月共 30个水利年月径流为来水,数据
摘录自黄河流域水文年鉴。灌区主要种植作物为小麦和玉米,根据陕西省农业用水定额标准、灌区年
报、涉及县区水资源公报等资料,采用定额法计算得到各分区灌溉需水量。Ⅰ—Ⅵ分区需水量比例为
0.003∶0.110∶0.176∶0.639∶0.045∶0.027,各分区多年平均需水量年内过程相似,7月和 12月需水量
较大。
3.2.2 不同蓄 供 水 次 序 方 案 设 置 对 于 宝 鸡 峡 灌 区,保 持 现 状 调 度 规 则 (1)不 变,重 点 考 虑 规 则
(2)—(3),即蓄供水次序和调度图的联合优化。下游 5座水库理论上存在 5! × 5 ! = 14400 种蓄供水次
序,虽可将自定义的蓄供水次序矩阵输入模型,但轮次试算耗时较长。研究依据现状调度规则 [19] 及已
有研究经验 [10,12] ,重点从水库上下游位置、水库兴利库容大小和水库水面蒸发量大小 3个角度考虑,
设置 A、B、C三类共 5种不同蓄供水次序方案,具体设置及说明见表 1。
表 1 宝鸡峡灌区供水水库群蓄供水次序方案设置及说明
类别 排序依据 序号 蓄供水次序 具体说明
蓄水次序:上游水库优先( Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ) 渠道输水损失最小。但下游水库蓄水在较
A1
供水次序:上游水库优先( Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ) 枯年份才会用到,发挥作用较小。
水库上下 蓄水次序:上游水库优先( Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ) 能充分利用下游水库水量。当下游水库水
A A2
游位置 供水次序:下游水库优先( Ⅵ—Ⅴ—Ⅳ—Ⅲ—Ⅱ) 量不足时,可由上游水库补充。
蓄水次序:下游水库优先( Ⅵ—Ⅴ—Ⅳ—Ⅲ—Ⅱ)
A3 现状调度规则中水库群蓄供水次序。
供水次序:下游水库优先( Ⅵ—Ⅴ—Ⅳ—Ⅲ—Ⅱ)
水库兴利 蓄水次序:较大库容水库优先( Ⅱ—Ⅴ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅵ)
B B 可更好发挥库容较大水库的调蓄作用。
库容大小 供水次序:较小库容水库优先( Ⅵ—Ⅳ—Ⅲ—Ⅴ—Ⅱ)
库面蒸发 蓄水次序:较小蒸发能力水库优先( Ⅲ—Ⅵ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅱ)
C C 可最大程度减少蒸发损失。
量大小 供水次序:较大蒸发能力水库优先( Ⅱ—Ⅴ—Ⅳ—Ⅵ—Ⅲ)
注:按水库上下游位置编号:林家村水库记为水库 Ⅰ,王家崖水库、信邑沟水库、大北沟水库、泔河水库、泔河二库分别记为水库
Ⅱ—Ⅵ;水库Ⅰ供水优先于下游水库Ⅱ—Ⅵ。
3.2.3 多目标联合优化调度模型 本文建立的多目标联合优化调度模型考虑了 2.2.2节中的 3个目标,
其中,式( 1)中供水分区数 N= 6个,调度期 M= 360个月,式(2)中根据 《水利水电工程计算规范》
( SL104—2015),宝鸡峡灌区供水最大允许破坏深度 Wd取 40%。约束条件为水库水量平衡、水库蓄
水量上下限、调度期始末水库水位、分区供水量上限、蓄水量和供水量非负等约束。对于给定的蓄供
水次序,以水库调度图各条限制线控制点为决策变量,上游龙头水库Ⅰ的调度图包含限制农业灌溉供
水线和限制调水线,其余水库仅包含限制农业灌溉供水线。供水调度涉及的渠道输水损失量计算参照
文献[20]的渗漏损失公式,如图 3所示,各段总干渠的渠道水利用系数分别为 0.896、0.748、0.906、
0.917,东、西干渠的渠道水利用系数分别为 0.883、0.887。
按照表 1所述 5种方案的蓄供水次序矩阵构建水库群蓄供水模拟模型。优化求解采用 Geatpy 遗
①
传算法框架中的 NSGA - Ⅱ - DE算法,它将 NSGA - Ⅱ子代种群生成方法替换为差分进化算法中的变异
算子 DE?rand?1?bin [21] ,丰富了子代种群的多样性,增强了全局搜索能力。种群大小为 500,迭代次数
为 300,同时采用 “拆分子种群+ 并行计算” 的方式提升优化效率。针对获得的非劣解集,采用 SEA
BODE法进行多属性决策,它是一种基于 k阶 p级有效概念的备选方案逐次淘汰法 [22 - 23] ,与传统方法
相比,无需标准化决策矩阵和主观赋权计算,降低了决策过程的主观影响。关于不同非劣解评价,由
① http:??geatpy.com?
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