(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221079480 3.3 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 中国长江三峡集团有限公司 地址 100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号 (72)发明人 赵汗青　张成潇　戴会超　蒋定国　 米博宇　翟然　全秀峰　汝俊杰　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 胡晓静 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种面向坝前泥沙减淤的水库闸门调度方 法、 装置和设备 (57)摘要 本发明公开了一种面向坝前泥沙减淤的水 库闸门调度方法、 装置和设备， 其中方法包括： 获 取未来预设时间段内的入库水沙变化曲线； 基于 入库水沙变化曲线， 预测坝前预设断面位置的坝 前水沙变化曲线； 利用河道的宽度参数和水深参 数对坝前水沙变化曲线进行细化； 通过细化后的 坝前水沙变化曲线和预设的多个闸门开度方案 进行三维水沙运动过程模拟， 并基于模拟结果从 预设的多个闸门开度方案中选出坝前淤沙最少 的闸门开度方案。 本发明提供的技术方案， 在满 足现有水库调度关于下泄流量总和要求的前提 下， 进一步提升了坝前泥沙减淤的效果。 权利要求书2页 说明书13页 附图10页 CN 115062389 A 2022.09.16 CN 115062389 A 1.一种面向坝前泥沙减淤的水库闸门调度方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取未来预设时间段内的入库水沙变化曲线， 所述入库 水沙变化曲线包括入库流量和 入库含沙量分别随时间变化的入库流 量变化曲线和入库含沙量变化曲线； 基于所述入库水沙变化曲线， 预测坝前 预设断面 位置的坝前 水沙变化曲线； 利用河道的宽度参数和水深参数对所述坝前 水沙变化曲线 进行细化； 通过细化后的坝前水沙变化曲线和预设的多个闸门开度方案进行三维水沙运动过程 模拟， 并基于模拟结果从所述预设的多个闸 门开度方案中选出坝前泥沙淤积最少或坝前排 沙最多的闸门开度方案 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述入库水沙变化曲线， 预测坝 前预设断面 位置的坝前 水沙变化曲线， 包括： 通过水库调度关系预测所述入库流量变化曲线对应的出库流量变化曲线， 所述水库调 度关系用于表征任意时刻入库流 量与出库流 量的对应关系； 基于所述入库流量变化曲线和所述出库流量变化曲线， 结合水位 ‑库容变化关系， 计算 库区的水位变化曲线； 将所述入库流量变化曲线、 所述入库含沙量变化曲线和所述库区的水位变化曲线输入 预设的一维水沙运动模型， 计算得到坝前预设断面位置的坝前水位变化 曲线、 坝前流量变 化曲线和坝前含沙量变化曲线； 基于所述坝前 水位变化曲线和坝前流 量变化曲线计算坝前平均流速变化曲线； 将所述坝前平均流速变化曲线和所述坝前含沙量变化曲线作为所述坝前水沙变化曲 线。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述通过水库调度关系预测所述入库流量 变化曲线对应的出库流 量变化曲线， 包括： 将所述入库流量变化曲线各个时刻对应的入库流量值输入所述水库调度关系， 得到各 个时刻对应的出库流量值， 并基于所述各个时刻 对应的出库流量值绘制生成所述出库流量 变化曲线； 其中， 所述水库调度关系包括： 在所述入库流量值上升至洪峰之前， 当所述入库流量值小于第一预设阈值时， 所述出 库流量值等于所述入库流量值， 当所述入库流量值不小于第一预设阈值时， 所述出库流量 值等于所述第一预设阈值； 在所述入库流量值从洪峰开始下降之后， 当所述入库流量值大于第二预设阈值时， 所 述出库流量值等于所述入库流量值， 当所述入库流量值不大于第二预设阈值时， 所述出库 流量值等于所述第二预设阈值。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述入库流量变化曲线和所述出 库流量变化曲线， 结合水位 ‑库容变化关系， 计算库区的水位变化曲线， 包括： 获取水库的所述水位 ‑库容变化关系； 基于所述入库流 量变化曲线和所述出库流 量变化曲线计算水库的库容变化曲线； 将所述库容变化曲线输入所述水位 ‑库容变化关系， 计算所述库区的水位变化曲线。 5.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述利用河道的宽度参数和水深参数对所 述坝前水沙变化曲线 进行细化， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115062389 A 2基于坝前预设 断面的地形和所述坝前水位变化曲线， 得到所述宽度参数和所述水深参 数； 固定流速沿河道宽度或水深度方向不变， 基于所述坝前平均流速变化曲线对所述水深 参数或所述宽度参数的微分， 计算各水深度对应的坝前平均流速变化曲线或各河道宽度对 应的坝前平均流速变化曲线； 固定含沙量沿河道宽度或水深度方向不变， 基于所述坝前含沙量变化曲线对所述水深 参数或所述宽度参数的微分， 计算各水深度对应的坝前含沙量变化曲线或各河道宽度对应 的坝前含沙量变化曲线。 6.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 生成所述预设的多个闸门开度方案的步 骤， 包括： 基于水库床面高度确定开启的闸门位置； 创建所述 闸门位置对应闸门的开度方案， 以使出库流量等于闸门总泄流量与发电机满 负荷发电的满发流 量之和， 并且 满足所述水库调度关系。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过细化后的坝前水沙变化曲线和预 设的多个闸门开度方案进 行三维水沙运动过程模拟， 并基于模拟结果从所述预设的多个闸 门开度方案中选出坝前泥沙淤积最少或坝前排沙最多的闸门开度方案， 包括： 获取所述坝前 预设断面 位置到坝址的三维模型， 并将所述 三维模型进行网格划分； 将所述细化后的坝前水沙变化曲线导入 网格划分后的三维模型， 得到三维水沙运动模 型； 利用所述三维水沙运动模型遍历模拟各个预设的闸门开度方案， 并记录各个预设的闸 门开度方案对应的进口 ‑出口沙量差值； 将进口‑出口沙量差值最小的闸门开度方案作为所述坝前泥沙淤积最少或坝前排沙最 多的闸门开度方案 。 8.一种面向坝前泥沙减淤的水库闸门调度装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数据采集单元， 获取未来预设时间段内的入库水沙变化曲线， 所述入库水沙变化曲线 包括入库流 量和入库含沙量分别随时间变化的入库流 量变化曲线和入库含沙量变化曲线； 坝前断面水沙预测单元， 用于基于所述入库水沙变化曲线， 预测坝前预设断面位置的 坝前水沙变化曲线； 水沙细化单元， 用于利用河道的宽度参数和水深参数对所述坝前水沙变化曲线进行细 化； 闸门调度 单元， 用于通过细化后的坝前水沙变化曲线和预设的多个闸门开度方案进行 三维水沙运动过程模拟， 并基于模拟结果从所述预设的多个闸门开度方案中选出坝前泥沙 淤积最少或坝前排沙最多的闸门开度方案 。 9.一种面向坝前泥沙减淤的水库闸门调度设备， 其特 征在于， 包括： 存储器和 处理器， 所述存储器和所述处理器之间互相通信连接， 所述存储器中存储有 计算机指 令， 所述处理器通过执行所述计算机指 令， 从而执行如权利要求 1‑7任一项所述的 方法。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指 令， 所述计算机指令用于使所述计算机从而执 行如权利要求1 ‑7任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115062389 A 3