Page 44 - 2022年第53卷第5期
P. 44
ｅ ＋ １
ｅ
Ｖｍａｘ ｌ ＋ Ｖｆ ≥Ｖｍａｘ
ｍ
ｎ，ｍ
ｍ
ｎ ，ｍ
ｅ ＋ １
ｅ
ｅ ＋ １
ｅ ＋ １
ｅ
ｌ ＝ ｌ ＋ Ｖｆ Ｖｍｉｎ＜ｌ ＋ Ｖｆ ＜Ｖｍａｘ （１８）
ｎ，ｍ ｎ ，ｍ ｎ，ｍ ｍ ｎ ，ｍ ｎ，ｍ ｍ
ｅ ＋ １
ｅ
Ｖｍｉｎ ｌ ＋ Ｖｆ ≤Ｖｍｉｎ
ｍ ｎ ，ｍ ｎ，ｍ ｍ
并将生成的调度线种群带入步骤（ ２），进行下一代计算。
３ 实例应用
２
３．１ 实例概况 赤田水库是三亚市主要水源工程，位于藤桥西河下游，坝址以上集雨面积 ２２１ｋｍ ，
３
３
３
多年平均入库水量约 ２．３４亿ｍ （含上游跨流域调水补充），总库容 ７７１０万ｍ ，兴利库容 ４７４０万ｍ ，
３
３
死库容 １２２０万ｍ ，正常蓄水库容非汛期（１１月—次年 ５月）为 ５９６０万ｍ ，汛期（６—１０月）考虑汛限水
３
位限制为 ５０８１万ｍ 。赤田水库供水任务包括城镇用水、农业灌溉和生态用水，由于城市发展和节水
技术提升，农业灌溉面积和用水需求均低于设计值，而城镇供水任务超过设计预期。为确定合理的城
镇规模，采用双层优化方法计算保障农业和生态目标下的城镇供水能力。
３．２ 水库综合利用要求 根据现有灌溉面积和定额，赤田水库灌区 ５０％、７５％、９０％降水频率年的农
３
３
３
３
业需水量分别为 １２４９万ｍ 、１３８３万ｍ 、１６０３万ｍ ，多年平均为 １３４０万ｍ ，年内分布过程如表 １所
３
示。根据规划确定的藤桥西河生态流量要求，设置水库生态基流为 ０．２ｍ ?ｓ。城镇保证率目标为 ９５％，
满足保证率目标的农业多年平均需水作为农业供水能力。
３
表 １ 不同频率年农业需水年内分布过程 （单位：万ｍ ）
频率年 １月 ２月 ３月 ４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ９月 １０月 １１月 １２月 总量
５０％ １１１ ６０ ２６９ ２２５ １９２ １０４ １０４ ２６ ７４ ２５ ０ ６０ １２４９
７５％ １２２ ６６ ２９８ ２４９ ２１２ １１５ １１６ ２８ ８２ ２８ ０ ６６ １３８３
９０％ １４２ ７７ ３４５ ２８９ ２４６ １３３ １３４ ３３ ９５ ３２ ０ ７７ １６０３
多年平均 １１９ ６４ ２８８ ２４３ ２０６ １１１ １１２ ２８ ７９ ２７ ０ ６４ １３４０
３．３ 模型参数设置 外层优化需设置粒子群算法相关参数，本文种群规模设为 ５００，结束优化的目标
１
ｅ
３
３
值连续不变代数设为 ５０代，进化速度 Ｖｆ 的变化区间设为［ － １００万ｍ ，１００万ｍ ］，初始 Ｖｆ 在区间
ｎ ，ｍ ｎ，ｍ
ｅ
内随机生成，进化过程中的 Ｖｆ 根据式（１５）更新。ｃ和 ｃ均取值为 ２，ｗ的区间为［０．４，０．９］。参考
ｎ，ｍ １ １
３
兴利库容值内层计算模块迭代步长 Ｔ设为 ４００万ｍ ，结束循环判断精度 δ 设为 ０．０００１。
３．４ 结果分析与讨论
３．４．１ 优化方法可行性分析
（１）城镇供水能力进化过程分析：选用 １９５６—２０１０年月过程入库水量系列，在农业保证率 ９０％条
件下按照种群规模为 １００和 ５００分别进行 ５次计算，城镇供水能力进化过程如图 ２所示。种群规模为
１００时平均需 ３３．２代达到最大供水能力，种群规模为 ５００时平均需 １８．４代，说明种群规模较大时达到
３
收敛的代数更少。不同种群规模收敛时的城镇供水能力均为 ６４２．５万ｍ ?月。种群规模较小时经过足够
多代次的进化仍然可以达到同样的目标值，表明双层优化方法的收敛性较好。
图 ２ 不同种群规模条件下城镇供水能力进化过程
４
— ５ ４ —
