(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110310075.X (22)申请日 2021.03.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113065980 A (43)申请公布日 2021.07.02 (73)专利权人 水利部海河水利委员会水资源保 护科学研究所 地址 300170 天津市河东区龙潭路15号 (72)发明人 王立明　缪萍萍　白云鹏　张浩　 高金强　石维　崔秀平　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 李林合 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01)G06F 30/27(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (56)对比文件 CN 110851977 A,2020.02.28 CN 109658287 A,2019.04.19 US 2016201458 A1,2016.07.14 US 20191876 37 A1,2019.0 6.20 CN 105160443 A,2015.12.16 CN 105297827 A,2016.02.0 3 CN 107798471 A,2018.0 3.13 CN 109685 685 A,2019.04.26 CN 106327065 A,2017.01.1 1 CN 10879751 1 A,2018.1 1.13 审查员 张忠钊 (54)发明名称 一种面向河流生态需水的多水源优化配置 方法 (57)摘要 本发明公开了一种面向河流生态需水的多 水源优化配置方法， 包括对进行区域划分后的各 分区采用遗传算法进行水资源供需平衡计算， 得 到各分区配置水量； 计算河流节 点之间的渗透损 失量； 采用动态规划算法对水库进行优化调节计 算， 得到水库出库径流量； 演算各控制断面生态 水量和河流渗漏量； 构建多目标优化模型， 并进 行求解； 生成不同分区水资源配置方案及水库调 度方案。 本发 明通过区域间水资源的合理配置和 水利工程优化调度， 生成不同情景下的水资源配 置方案及水库调度方案， 减少河流补水沿线下渗 水量， 保障下游断面的生态需水， 从而提高河流 补水效率， 减少引外调水水量及补水成本， 进而 能够产生明显的生态效益和经济效益。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 113065980 B 2022.07.12 CN 113065980 B 1.一种面向河流 生态需水的多水源 优化配置方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 考虑水系特征， 并结合行政分区进行区域划分， 对各分区采用遗传算法进行水资源 供需平衡 计算， 得到各分区配置水量； S2、 根据水资源供需平衡后的河道 径流量计算河流节点之间的渗透损失量； S3、 根据水库入库径流量、 水库约束条件和集中生态补水方案集， 采用动态规划算法对 水库进行优化调节计算， 得到水库出库径流 量； S4、 根据水库出库径流量和渗透损失量演算至下一个河流节点， 直至出口断面， 得到各 控制断面 生态水量和河流 渗漏量； S5、 构建包括河道外供水系统缺水率最小化目标函数、 河流输水损失量最小化目标函 数及河流生态效益最大化 目标函数 的多目标优化模型， 根据各分区配置水量、 各控制断面 生态水量和河流 渗漏量对多目标优化模型进行求 解； 所述多目标优化模型 具体包括： 多目标函数和约束条件； 其中， 所述多目标函数包括河道外供水系统缺水率最小化目标函数， 河流输水损失量最小化 目标函数， 河流输水损失水量 最小化目标函数和河道年 生态效益 最小化目标函数； 所述约束条件包括可供水量约束， 需水量约束， 供水能力约束， 水库库容约束， 水库下 游河道最小生态需水约束， 河道生态需水量约束， 地下 水允许开采约束和变量非负约束； S6、 根据求 解得到的各目标函数值 生成不同分区水资源配置方案及水库调度方案 。 2.根据权利要求1所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 步骤S1具体包括以下分步骤： S11、 考虑水系特 征， 并结合行政分区进行区域划分； S12、 获取 各分区供 水量和需求 量； S13、 采用遗传算法根据 各分区供水量和需求量随机生成初始方案， 对初始方案进行交 叉、 变异操作， 得到优化后的各分区供 水系数和各分区回归水系数； S14、 根据 各分区供水系数和各分区回归水系数， 按照水源供水次序进行水资源供需平 衡计算， 得到各分区配置水量。 3.根据权利要求2所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 步骤S11具体包括： 考虑水系特 征， 按流域水资源分区与区域行政分区相结合的方法进行区域划分； 对各个分区中对当地水资源量进行调节的水库和对过境河流上的水库进行复合； 对地表水资源进行分类， 将当地地表水资源分为当地水库可调节的水资源和不可调节 的水资源， 将客水分为过境河流上 水库可调节的水资源和不可调节的水资源。 4.根据权利要求1所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 步骤S2具体为： 根据水资源供需平衡后的河道径流量， 通过渗漏量与流量、 月份之间的关系， 计算河流 节点之间的渗透损失量。 5.根据权利要求1所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 步骤S3具体包括以下分步骤： S31、 根据河流 生态需水量 生成初始集中生态补水 方案集；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113065980 B 2S32、 采用遗传算法对初始集中生态补水方案集进行交叉、 变异操作， 得到优化后的集 中生态补水 方案集； S33、 根据水库入库径流量、 水库约束条件、 下游河流生态需水量、 河道外生态需水量和 集中生态补水 方案集， 采用动态规划算法对水库进行优化调节计算， 得到水库出库径流 量。 6.根据权利要求1所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 多目标函数表示 为： 其中， minf1为河道外供水系统缺水率最小化目标函数， minf2为河流输水损失量最小化 目标函数， minf3为河流输水损失水量最小化目标函 数， minf4为河道年生态效益最小化目标 函数， αjk为第j个供水 分区第k用水部门 的权重系数， Djkt为第j个供水 分区第k用水部门时段 t的需水量， Qijkt为第i个供水水源给第j个供水分区第k用水部门第t时段的供水量， Wq为第q 水库集中补水量或外调水补水量， ηp为第p河段损失率， It,l为第l个生态控制断面时段t的 生态需水满足程度， Ql,年为第l个生态控制断面年径流量， Ql,基本为第l个生态控制断面年基 本生态需水量。 7.根据权利要求1所述的面向河流生态需水的多水源优化配置方法， 其特征在于， 所述 约束条件表示 为： VDm,t≤Vm,t≤VXm,t q下 泄m,t≥QEm,t 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113065980 B 3