多沙河流水库多目标优化调度系统研究

成果的背景及主要用途：天津大学结合三门峡水利枢纽管理局委托“三门峡

枢纽多模目标优化调度研究”项目和教育部骨干教师基金“粘性泥沙的力学模型

和人工智能模拟复合模拟研究”项目开展了多沙河流水库水沙电的多目标优化调

度的研究工作。采用科学的理论方法和先进的技术手段，创新地研究调度管理系

统中涉及的水文预测、泥沙冲淤的智能快速模拟、高含沙洪水的“揭河底”现象

的特征机理、多目标优化调度、实时短期调度、调水调沙等问题，以便使水库优

化调度管理系统更科学化、智能化、系统化。本研究项目的进行与研究结果，有

利于协调解决目前防洪、供水、泥沙淤积与蓄水发电等多目标的优化调度的问题，

确保在改善多沙河流水库库区、下游水库及其河道的泥沙淤积情况的同时增加发

电量，提高社会效益和经济效益，在全国用电紧张、更加注重社会效益和生态效

益保护的今天，本项目的研究有重大的现实意义和实用价值。

技术原理与工艺流程简介：本项目主要利用混沌神经网络模型对黄河中下游

中长期径流和含沙量进行了预测，并利用模式识别的方法随机模拟了洪水过程中

的流量过程线和含沙量过程线；对影响潼关高程和水库泥沙淤积量的相关因子进

行优选，并利用其训练神经网络；将 BP 人工神经网络模型运用到径流量的预测，

水库泥沙淤积、潼关高程中去，进行计算和预测；建立随机微分方程模型，确定

水库断面水库进行多目标优化调度。在完成上述专业模型系统的设计开发基础上，将利用

多目标系统决策分析理论，通过从下到上逐级控制，并协调各子系统的运行关系，

使各子系统既能实现各自目标，又能满足彼此的制约关系，从而实现整个枢纽的

综合最优调度。

技术水平及专利与获奖情况：该项成果达到国际先进水平。

应用前景分析及效益预测：水库多目标优化调度的效益极为明显，往往是在

不增加水利枢纽运行和管理成本基础上实现的效益，在水资源日益短期的形势下，

其重要性也日益突出。本项目所研究的多沙河流以水、沙、电多目标优化调度系

统，可为解决防洪、供水、发电与减淤的矛盾提供新的技术手段和理论方法，可

以应用到黄河等多沙河流的各个水利枢纽的优化调度运行中，能实现水库枢纽经

济效益、社会效益和生态效益的综合优化及和谐统一。还可以应用到含沙量较小

（但又必须涉及泥沙问题）的河流上的各个水库枢纽上，如三峡水库等，应用范

围极为广泛，具有广阔的应用前景。

应用领域：水利水电工程运行管理。

合作方式及条件：技术服务。

7 大型水利水电工程可视化仿真

8 重大水利水电工程施工实时控制

9 重大泄流结构耦合动力安全理论及工程应用

10 城市热环境与建筑节能

11 建筑光环境与城市照明

12 低碳城乡规划与绿色建筑设计含沙量的概率密度分布函数；利用模糊模式交叉迭代模型和遗传算法对