一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，該面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，當(dāng)水庫的上下游、干支流發(fā)生突發(fā)性水污染事件后，進(jìn)行污染事件的調(diào)度條件判別，通過指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度，確定調(diào)度方式。本發(fā)明適用于水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度，適用于汛期、枯季冰封期和枯季非冰封期等時段以及不同水文條件的水庫調(diào)度，為迅速制定水污染突發(fā)事件后的水利應(yīng)急調(diào)控措施提供決策依據(jù)。
【專利說明】一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程的水庫調(diào)度領(lǐng)域，尤其涉及一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法。

【背景技術(shù)】
[0002]水庫調(diào)度方式復(fù)雜，根據(jù)調(diào)度目標(biāo)可分為防洪調(diào)度、發(fā)電調(diào)度、供水調(diào)度、水生態(tài)調(diào)度等，針對水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方式?jīng)]有，往往通過行政管理部門的指令進(jìn)行調(diào)度，缺乏合理性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，旨在解決目前沒有針對水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方式，往往通過行政管理部門的指令進(jìn)行調(diào)度，缺乏合理性的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，當(dāng)水庫的上下游、干支流發(fā)生突發(fā)性水污染事件后，進(jìn)行污染事件的調(diào)度條件判別，通過指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度，確定調(diào)度方式。
[0005]進(jìn)一步，所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法的具體步驟為:
[0006]步驟一、進(jìn)行調(diào)度條件判別，包括:
[0007]污染物特性，根據(jù)污染物的名稱或類型，通過污染物知識庫，判明污染物物理特征，如顏色、比重、溫度及溶解性、揮發(fā)性等；化學(xué)特性如毒性、酸堿度等；以及常規(guī)應(yīng)對措施，如酸堿中和、稀釋、吸附、筑堤隔離等，分析出污染物對供水、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、生態(tài)環(huán)境以及水利工程本身的危害，為制定合理的調(diào)度方式和調(diào)度目標(biāo)提供前提；
[0008]污染事件發(fā)生位置:主要分為上游、下游、庫區(qū)，利用預(yù)先繪制的應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，即包含河道、水利工程、保護(hù)目標(biāo)等對象的概化圖，根據(jù)污染事件發(fā)生或入河位置上游、下游、庫區(qū)等，判別主要參與調(diào)度的工程以及這些工程采取的措施，例如:污染事件發(fā)生在水庫下游，則水庫可采取加大泄流或減小泄流甚至停止下泄措施；
[0009]污染事件發(fā)生時間:針對北方河流，根據(jù)污染事件發(fā)生時間，迅速識別該事件位于枯季冰封期、枯季非冰封期或者汛期；
[0010]污染事件水文條件:在判別污染事件發(fā)生的時期的基礎(chǔ)上，根據(jù)實時水雨情信息，利用Pm頻率曲線或者經(jīng)驗頻率計算公式P = m/(n+l)，判別該時期的水文條件，豐水期、平水期、枯水期；
[0011]步驟二、進(jìn)行指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度等調(diào)度方式確定與調(diào)度模擬，根據(jù)前期信息和實時水文信息，并利用調(diào)度方案庫，通過不同的調(diào)度方式組合進(jìn)行模擬調(diào)度，包含:1)指令調(diào)度，模擬水庫在給定下泄指令的條件下進(jìn)行調(diào)度；2)目標(biāo)調(diào)度，根據(jù)下游保護(hù)目標(biāo)或關(guān)鍵斷面的目標(biāo)流量或水質(zhì)要求，進(jìn)行水庫調(diào)度和河道水質(zhì)水量模擬，來滿足調(diào)度目標(biāo)；3)規(guī)則調(diào)度，按照水庫原有的調(diào)度規(guī)則或者應(yīng)急調(diào)度規(guī)則進(jìn)行調(diào)度；
[0012]步驟三、確定調(diào)度方式，包括攔、泄、引、綜合措施，并初步給出水庫下泄流量或引排水流量；通過步驟二的試算和調(diào)度方式的判別標(biāo)準(zhǔn)，初步制定出水庫調(diào)度規(guī)則，并通過反復(fù)調(diào)算給出科學(xué)和可行的調(diào)度方式和相應(yīng)的調(diào)度方案。
[0013]進(jìn)一步，攔蓄、沖泄、引排和綜合調(diào)控等調(diào)度方式的判別條件如下:
[0014]I)攔蓄，當(dāng)污染物造成重大影響，需要控制影響范圍時；污染事件發(fā)生于水庫的上游，并且水庫不肩負(fù)重要供水任務(wù)時；水庫攔蓄后短期通過物理或化學(xué)方法處理的污染物；通過引水渠道或滯洪區(qū)把污水引走的情況；水庫下游河流出國境，但是水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)；
[0015]代表污染物為有毒有機(jī)物酚、苯、醇、醛、多環(huán)芳烴、芳香烴或有機(jī)農(nóng)藥、有毒無機(jī)物氰化物、氟化物、硫化物或重金屬以及放射性物質(zhì)；
[0016]2)沖泄，當(dāng)污染水體對水庫相聯(lián)系的供水、生態(tài)環(huán)境或社會經(jīng)濟(jì)造成重大影響或威脅，并且采取沖或排的策略不至于引起下游更大損失的；
[0017]水庫肩負(fù)著重要城市的供水任務(wù)，并且下泄污染水體不至于對水庫下游造成更大危害的；污染物對水庫本身造成重大破壞而影響水庫安全時；在洪水期水庫蓄水超過最高洪水位時；
[0018]代表物質(zhì)為:無毒無機(jī)物酸堿鹽類、無毒有機(jī)物碳水化合物、蛋白質(zhì)、油酯、氨基酸、木質(zhì)素；
[0019]3)弓丨排，當(dāng)水庫的上下游都不能接納污染物，即通過水庫的攔或沖都不能起到明顯的效果，并且在污染團(tuán)運(yùn)移的過程中有大的蓄滯洪區(qū)或引排水工程條件下，將污染物通過引出或排出的方式將污染物收集到蓄滯洪區(qū)區(qū)域，便于集中處理污染物；
[0020]對下游造成重大損失，其他調(diào)控措施都達(dá)不到很好效果，同時有通過引或排措施而接納污染物的水體或區(qū)域；污染團(tuán)中存在放射性或重金屬或有機(jī)農(nóng)藥，對下游生活、灌溉以及養(yǎng)殖造成持續(xù)性的危害時；
[0021]代表物質(zhì)為:有機(jī)農(nóng)藥、放射性物質(zhì)以及對下游造成重大的、持續(xù)性危害的高濃度污染物；
[0022]4)綜合調(diào)控，調(diào)是蓄和泄相結(jié)合，相機(jī)對水庫進(jìn)行攔和沖的調(diào)度，是水庫調(diào)度的核心；根據(jù)不同的污染源類型以及各種保護(hù)目標(biāo)的分布和特點(diǎn)，進(jìn)行多目標(biāo)、變時空尺度的水庫群聯(lián)合調(diào)度是進(jìn)行水污染應(yīng)急的核心和關(guān)鍵手段之一。
[0023]本發(fā)明適用于水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度，適用于汛期、枯季冰封期和枯季非冰封期等時段以及不同水文條件的水庫調(diào)度，為迅速制定水污染突發(fā)事件后的水利應(yīng)急調(diào)控措施提供決策依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法流程圖。

【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]圖1示出了本發(fā)明的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法的流程，如圖所示，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，當(dāng)水庫的上下游、干支流發(fā)生突發(fā)性水污染事件后，進(jìn)行污染事件的調(diào)度條件判別，通過指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度，確定調(diào)度方式。
[0027]進(jìn)一步，所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法的具體步驟為:
[0028]SlOl:進(jìn)行調(diào)度條件判別，包括:
[0029]污染物特性，根據(jù)污染物的名稱或類型，通過污染物知識庫，判明污染物物理特征(顏色、比重、溫度及溶解性、揮發(fā)性等)、化學(xué)特性(毒性、酸堿度等)和一般應(yīng)對措施(酸堿中和、稀釋、吸附、筑堤隔離等)等，進(jìn)一步分析出污染物對供水、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、生態(tài)環(huán)境以及水利工程本身的危害等，為制定合理的調(diào)度方式和調(diào)度目標(biāo)提供前提；
[0030]污染事件發(fā)生位置::上游、下游、庫區(qū)，利用預(yù)先繪制的應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)(河道、水利工程、保護(hù)目標(biāo)等)概化圖，根據(jù)污染事件發(fā)生或入河位置(上游、下游、庫區(qū)等)，判別主要參與調(diào)度的工程以及這些工程可以采取的措施，例如:污染事件發(fā)生在水庫下游，則水庫可采取加大泄流(沖刷稀釋)或減小泄流甚至停止下泄(配合下游攔蓄污染團(tuán)集中處理)等措施；
[0031]污染事件發(fā)生時間:針對北方河流，根據(jù)污染事件發(fā)生時間，迅速識別該事件位于枯季冰封期、枯季非冰封期或者汛期；
[0032]污染事件水文條件:在判別污染事件發(fā)生的時期的基礎(chǔ)上，根據(jù)實時水雨情信息，利用Pm頻率曲線或者經(jīng)驗頻率計算公式(P = m/(n+l))，判別該時期的水文條件(豐水期、平水期、枯水期)；
[0033]S102:進(jìn)行指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度等調(diào)度方式確定與調(diào)度模擬，根據(jù)前期信息和實時水文信息，并利用調(diào)度方案庫，通過不同的調(diào)度方式組合進(jìn)行模擬調(diào)度，包含指令調(diào)度(模擬水庫在給定下泄指令的條件下進(jìn)行調(diào)度)、目標(biāo)調(diào)度(根據(jù)下游保護(hù)目標(biāo)或關(guān)鍵斷面的目標(biāo)流量或水質(zhì)要求，進(jìn)行水庫調(diào)度和河道水質(zhì)水量模擬，來滿足調(diào)度目標(biāo))、規(guī)則調(diào)度(按照水庫原有的調(diào)度規(guī)則或者應(yīng)急調(diào)度規(guī)則進(jìn)行調(diào)度)；
[0034]S103:確定調(diào)度方式，包括攔(蓄)、泄(沖)、引(排)、綜合措施，并初步給出水庫下泄流量或引排水流量。通過步驟二的試算和調(diào)度方式的判別標(biāo)準(zhǔn)，初步制定出水庫調(diào)度規(guī)則，并通過反復(fù)調(diào)算給出科學(xué)和可行的調(diào)度方式和相應(yīng)的調(diào)度方案。
[0035]各種分調(diào)度方式的判別條件如下:
[0036]I)攔蓄，當(dāng)污染物可能造成重大影響，需要控制影響范圍時。
[0037]污染事件發(fā)生于水庫的上游，并且水庫不肩負(fù)重要供水任務(wù)時；
[0038]水庫攔蓄后可以短期通過物理或化學(xué)方法處理的污染物；
[0039]可以通過引水渠道或滯洪區(qū)把污水引走的情況；
[0040]水庫下游河流出國境，但是水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)將會引起或可能引起國際爭端的。
[0041]代表污染物為有毒有機(jī)物(酚、苯、醇、醛、多環(huán)芳烴、芳香烴或有機(jī)農(nóng)藥等)、有毒無機(jī)物(氰化物、氟化物、硫化物或重金屬等)以及放射性物質(zhì)。
[0042]2)沖泄，當(dāng)污染水體對水庫相聯(lián)系的供水、生態(tài)環(huán)境或社會經(jīng)濟(jì)造成重大影響或威脅，并且采取沖或排的策略不至于引起下游更大損失的，可以采取該方法。
[0043]水庫肩負(fù)著重要城市的主要供水任務(wù)，并且下泄污染水體不至于對水庫下游造成更大危害的；
[0044]污染物對水庫本身可能造成重大破壞而影響水庫安全時；
[0045]在洪水期水庫蓄水超過最高洪水位時。
[0046]代表物質(zhì)為:無毒無機(jī)物(酸堿鹽類)、無毒有機(jī)物(碳水化合物、蛋白質(zhì)、油酯、氨基酸、木質(zhì)素)等。
[0047]3)弓丨排，當(dāng)水庫的上下游都不能接納污染物，即通過水庫的攔或沖都不能起到明顯的效果，并且在污染團(tuán)運(yùn)移的過程中有大的蓄滯洪區(qū)或引排水工程等條件下，可以將污染物通過引出或排出的方式將污染物收集到蓄滯洪區(qū)等區(qū)域，便于集中處理污染物，而不至于造成更大損失。
[0048]對下游可能造成重大損失，其他調(diào)控措施都達(dá)不到很好效果，同時有通過引或排措施而接納污染物的水體或區(qū)域；
[0049]污染團(tuán)中存在放射性或重金屬或有機(jī)農(nóng)藥，可能對下游生活、灌溉以及養(yǎng)殖等造成持續(xù)性的(在動植物體內(nèi)殘留有害物質(zhì)和“三致物質(zhì)”)危害時；
[0050]代表物質(zhì)為:有機(jī)農(nóng)藥、放射性物質(zhì)以及可能對下游造成重大的、持續(xù)性危害的高濃度污染物等。
[0051]4)綜合調(diào)控
[0052]“調(diào)”也就是蓄和泄相結(jié)合，相機(jī)對水庫進(jìn)行攔和沖的調(diào)度，是水庫調(diào)度的核心。根據(jù)不同的污染源類型以及各種保護(hù)目標(biāo)的分布和特點(diǎn)，進(jìn)行多目標(biāo)、變時空尺度的水庫群聯(lián)合調(diào)度是進(jìn)行水污染應(yīng)急的核心和關(guān)鍵手段之一。
[0053]本發(fā)明的方法是最常用的方法，根據(jù)步驟二的水庫調(diào)度調(diào)整出庫流量，從而通過改變河道水力條件(加大流量稀釋污染物并加快污染團(tuán)運(yùn)移擴(kuò)散或者減小流量控制污染物擴(kuò)散)改變污染物的運(yùn)移擴(kuò)撒規(guī)律，并配合筑堤、投放活性炭吸附劑和投放酸堿中和物質(zhì)等其他方法對污染物進(jìn)行吸附、打撈、化學(xué)或物理反應(yīng)等處理，控制污染物的擴(kuò)散和減小污染物的濃度，最終降低污染物的危害。主要適用于油類物質(zhì)、生物性污染物以及物理性的固體物質(zhì)、感官性污染物以及熱污染等。
[0054]本發(fā)明適用于水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度，適用于汛期、枯季冰封期和枯季非冰封期等時段以及不同水文條件的水庫調(diào)度，為迅速制定水污染突發(fā)事件后的水利應(yīng)急調(diào)控措施提供決策依據(jù)。
[0055]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，其特征在于，所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，當(dāng)水庫的上下游、干支流發(fā)生突發(fā)性水污染事件后，進(jìn)行污染事件的調(diào)度條件判別，通過指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度，確定調(diào)度方式。
2.如權(quán)利要求1所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，其特征在于，所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法的具體步驟為: 步驟一、進(jìn)行調(diào)度條件判別，包括: 污染物特性，根據(jù)污染物的名稱或類型，通過污染物知識庫，判明污染物物理特征、化學(xué)特性，分析出污染物對供水、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、生態(tài)環(huán)境以及水利工程本身的危害，為制定合理的調(diào)度方式和調(diào)度目標(biāo)提供前提； 污染事件發(fā)生位置:主要分為上游、下游、庫區(qū)三種，利用預(yù)先繪制的應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，即河道、水利工程、保護(hù)目標(biāo)對象的概化圖，根據(jù)污染事件發(fā)生或入河位置，判別主要參與調(diào)度的工程以及這些工程采取的措施； 污染事件發(fā)生時間:針對北方河流，根據(jù)污染事件發(fā)生時間，迅速識別該事件位于枯季冰封期、枯季非冰封期或者汛期； 污染事件水文條件:在判別污染事件發(fā)生的時期的基礎(chǔ)上，根據(jù)實時水雨情信息，利用Pm頻率曲線或者經(jīng)驗頻率計算公式P = m/(n+1)，判別該時期的水文條件，豐水期、平水期、枯水期； 步驟二、進(jìn)行指令調(diào)度、目標(biāo)調(diào)度、規(guī)則調(diào)度等調(diào)度方式確定與調(diào)度模擬，根據(jù)前期信息和實時水文信息，并利用調(diào)度方案庫，通過不同的調(diào)度方式組合進(jìn)行模擬調(diào)度，包含:1)指令調(diào)度，模擬水庫在給定下泄指令的條件下進(jìn)行調(diào)度；2)目標(biāo)調(diào)度，根據(jù)下游保護(hù)目標(biāo)或關(guān)鍵斷面的目標(biāo)流量或水質(zhì)要求，進(jìn)行水庫調(diào)度和河道水質(zhì)水量模擬，來滿足調(diào)度目標(biāo)；3)規(guī)則調(diào)度，按照水庫原有的調(diào)度規(guī)則或者應(yīng)急調(diào)度規(guī)則進(jìn)行調(diào)度； 步驟三、確定調(diào)度方式，包括攔、泄、引、綜合措施，并初步給出水庫下泄流量或引排水流量；通過步驟二的試算和調(diào)度方式的判別標(biāo)準(zhǔn)，初步制定出水庫調(diào)度規(guī)則，并通過反復(fù)調(diào)算給出科學(xué)和可行的調(diào)度方式和相應(yīng)的調(diào)度方案。
3.如權(quán)利要求2所述的面向水污染突發(fā)事件的水庫調(diào)度方法，其特征在于，攔蓄、沖泄、引排和綜合調(diào)控調(diào)度方式的判別條件如下: 1)攔蓄；當(dāng)污染物造成重大影響，需要控制影響范圍時；污染事件發(fā)生于水庫的上游，并且水庫不肩負(fù)重要供水任務(wù)時；水庫攔蓄后短期通過物理或化學(xué)方法處理的污染物；通過引水渠道或滯洪區(qū)把污水引走的情況；水庫下游河流出國境，但是水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)； 代表污染物為有毒有機(jī)物酚、苯、醇、醛、多環(huán)芳烴、芳香烴或有機(jī)農(nóng)藥、有毒無機(jī)物氰化物、氟化物、硫化物或重金屬以及放射性物質(zhì)； 2)沖泄；當(dāng)污染水體對水庫相聯(lián)系的供水、生態(tài)環(huán)境或社會經(jīng)濟(jì)造成重大影響或威脅，并且采取沖或排的策略不至于引起下游更大損失的；水庫肩負(fù)著重要城市的供水任務(wù)，并且下泄污染水體不至于對水庫下游造成更大危害的；污染物對水庫本身造成重大破壞而影響水庫安全時；在洪水期水庫蓄水超過最高洪水位時； 代表物質(zhì)為:無毒無機(jī)物酸堿鹽類、無毒有機(jī)物碳水化合物、蛋白質(zhì)、油酯、氨基酸、木質(zhì)素； 3)引排；當(dāng)水庫的上下游都不能接納污染物，即通過水庫的攔或沖都不能起到明顯的效果，并且在污染團(tuán)運(yùn)移的過程中有大的蓄滯洪區(qū)或引排水工程條件下，將污染物通過引出或排出的方式將污染物收集到蓄滯洪區(qū)區(qū)域，便于集中處理污染物； 對下游造成重大損失，其他調(diào)控措施都達(dá)不到很好效果，同時有通過引或排措施而接納污染物的水體或區(qū)域；污染團(tuán)中存在放射性或重金屬或有機(jī)農(nóng)藥，對下游生活、灌溉以及養(yǎng)殖造成持續(xù)性的危害時； 代表物質(zhì)為:有機(jī)農(nóng)藥、放射性物質(zhì)以及對下游造成重大的、持續(xù)性危害的高濃度污染物； 4)綜合調(diào)控；調(diào)是蓄和泄相結(jié)合，相機(jī)對水庫進(jìn)行攔和沖的調(diào)度，是水庫調(diào)度的核心；根據(jù)不同的污染源類型以及各種保護(hù)目標(biāo)的分布和特點(diǎn)，進(jìn)行多目標(biāo)、變時空尺度的水庫群聯(lián)合調(diào)度是進(jìn)行水污染應(yīng)急的核心和關(guān)鍵手段之一。
【文檔編號】G06Q50/06GK104346757SQ201410524849
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】柴福鑫, 謝新民, 賀華翔, 胡鵬, 王志璋, 肖偉華, 周祖昊, 楊麗麗, 張旸 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院