CN106545048A - 一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，包括：收集资料；标识；建立需水单元；修订需水单元；需水量计算；判断供水量；二次划分配置；用水量排序；确定小型供水设施。本发明通过以大型供水工程为基础划分供水区域，可以最大限度的发挥大型供水工程的供水效果，使得更多的用水户可以以大型供水工程为水源，从而使得饮用水安全得到保障。在划分过程中以等高线为因素进行修订，可以避免不必要的工程投入，节约供水的成本问题。对山区供水水源进行二次优化配置，可以尽可能的减少分散式供水工程的分布，同时也发挥了分散式供水工程的补充效果，便于管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，是一种环境保护和利用的方法，是一种水资源优化配置的方法。
背景技术
由于目前人口的增长、社会经济的发展和生态环境的恶化，水资源短缺问题越来越受到人们的关注与重视。无论是资源型缺水还是水质型缺水，水资源的可持续利用都要基于水资源的合理配置。水资源的配置问题不能仅仅考虑当前需水量的满足，更要考虑水资源配置对水资源可持续的利用的影响，包括对生态环境的保护与改善，对水源的取水也要在发展承载力的范围之内，同时，也要从环境容量的角度对水资源进行优化配置。
在我国广大农村地区，农村人畜饮水长期得不到有效保障。尤其是在山区，由于地形落差大，水资源优化配置的难度较大，特别是对于生活用水方面，供水工程分散，用水户规模小，水处理设施和消毒工程不够完善，生活用水保证率较低，是水资源配置的主要问题。
如何充分利用已建成乡镇大型供水工程，合理改善规模较小的村级供水工程，科学的建设集中式供水工程，同时发挥小规模供水工程在供水较困难的区域补充作用，形成基于层次化的饮用水保障模式，是山区社会经济发展必须解决的大问题，也是新农村建设和山区农村脱贫致富的重要保障。山区农村供水的有效解决也为我国提前解决广大农村地区的人畜饮水问题提供有力支撑。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法。所述的方法用以解决山区集中供水工程少，且小型供水工程较为分散，无法保证饮用水供水保证率的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，所述方法的步骤如下：
收集资料的步骤：用于对所解决山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查；
标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置；
建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点；
修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元；
需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；
判断供水量的步骤：用于统计各需水单元中的大型供水工程的可供水量，判断日可供水量是否满足该需水单元中日总需水量，如果“是”则进入“水量排序的步骤”，如果“否”，则进入“二次划分配置的步骤”；
二次划分配置的步骤：用于对大型供水工程无法满足用水量的需水单元内进行二次划分，划分遵循的第一原则是用水户人口，第二原则是高程差；
用水量排序的步骤：用于将各需水单元按一般供水期日用水量进行排序，此顺序即为该用水单元内大型供水工程的供水顺序；
确定小型供水设施的步骤：用于对大型供水设施无法满足的需水单元分为三种情况解决：
对排列较后的二次划分的区域，在该区域内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期最大日用水量为准；
对一般供水期日用水量可满足但高峰供水期日供水量无法满足的二次划分区域，该区域内建立分散式小型供水设施，规模以一般供水期日用水量为准；
对有用水户分布在供水困难单元的情况，则在该单元内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日用水量为准。
本发明产生的有益效果是：本发明通过以大型供水工程为基础划分供水区域，可以最大限度的发挥大型供水工程的供水效果，使得更多的用水户可以以大型供水工程为水源，从而使得饮用水安全得到保障。在划分过程中以等高线为因素进行修订，可以避免不必要的工程投入，节约供水的成本问题。对山区供水水源进行二次优化配置，可以尽可能的减少分散式供水工程的分布，同时也发挥了分散式供水工程的补充效果，便于管理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的实施例一所述方法的流程图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例是一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，流程如图1所示。本实施例所述方法的步骤如下：
收集资料的步骤：用于对所解决山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查。资料包括：大型供水工程的位置坐标，年、月、日供水量，供水的承受能力，居住地的位置坐标，供水需求等。调查的资料还包括区域内已有或在建的乡镇级供水工程的位置、供水规模，区域内城镇、乡村人口主要分布情况等。
本实施例所述的大型供水工程是指乡镇级规模化供水工程，或称乡镇级供水水厂一般规模化供水工程供水量大于1000m3/天。与大型供水工程相对应的是小型供水工程。所述的小型供水工程是指村级供水工程，供水规模为150 m3/天。村级供水工程一般是村级分散的小型提水设施。小型供水设施主要包括村级小型雨水收集简易过滤处理池，小型沉淀处理池以及敞开式小型供水处理设施等。这些小型供水设施分散在各个自然村的附近，，随着经济的发展，已经有大量的小型供水设施设置了水质净化设备和水塔、水泵等水压设备，有能力提供干净的饮水和生活用水，以此作为大型供水设施的有力补充。
标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置。标识供水工程和居民点的位置可以手动在纸质地图上直接进行，也可以使用GIS在地区DEM图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置。
采用GIS确定乡镇级供水工程的位置，在GIS中导入研究区域的DEM图，根据工程坐标位置在DEM图上标示出工程位置，根据居民居住地分布和主要集市所在位置，在地图上标示出主要用水户的位置，因为之后需要根据高差进行修正，在GIS软件中操作较为简单。
建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点。
使用泰森多边形构建需水单元的过程为：连接每一个乡镇级工程（大型供水工程）位置的点形成若干个三角形，分别作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个乡镇级供水工程（小型供水工程）周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，这些多边形就称为泰森多边形。通过泰森多边形确定供水单元，每一个多边形内只有一个供水工程点，可以充分发挥乡镇级供水工程的优势，同时避免了不同工程对于某一区域的重复供水。由于在山区地形复杂，居住地分散，同时由于资金和地形的限制多数情况下无法建立多处乡镇级供水工程，往往十几个村或者乡镇有一个乡镇级的供水厂。通过泰森多边形，可以合理的规划乡镇级供水厂的供水范围，即形成合理分布的供水单元。
使用泰森多边形的好处是：1.避免无规划的建立供水工程，特别是分散的小型供水工程，通过这样的划分在一个供水单元内以大型供水工程为主，配合小型分散供水设施，便于管理。2.最大限度的发挥大型供水工程的供水能力，由于大型供水工程净化设备好，管理规范，对于农村饮用水来说也应该最大限度发挥规模化工程的供水优势。
修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元。山区存在的问题水源和饮水户之间由于山区高差较大，从而导致供水的经济效益偏低，在这里对上述需水单元进行修订，根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高程，可运用GIS插入地区等高线，若需水单元中存在高程相差较大的区域，可将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元。
山区各处的高程差相差较大，针对高差相差较大的位置供水需要计算提水消耗，所以首先应该根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，在GIS中添加地区等高线，分别看各个需水单元中的等高线分布情况，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，可将改区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元，供水困难单元指的是高区域海拔较周围供水区域都相差较大，若从所在供水单元的乡镇级供水工程供水受经济条件制约，也无法从周围供水单元协调，故对于这样的供水困难单元，在这样的地方建立小型供水设施。
需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；。
本步骤开始对修订后的需水单元进行二次水源配置，以便协调供需双方，达到供需平衡。为对水源进行二次配置，首先要调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况。由于地区的特点，例如一些旅游地区，其人群的候鸟效应，只是在一些季节才出现大量的人群，而多数情况下人数较少，因此，需要调配用水量。特别是中国的山区农村除春节外人员基本外出务工，在这里对日用水量的统计按照时间划分，高峰用水期（春节前1个月至春节所在月）、一般用水期（除高峰供水期外10个月），若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程。
判断供水量的步骤：用于统计各需水单元中的大型供水工程的日可供水量，判断可供水量是否满足该需水单元中日总需水量，如果“是”则进入“水量排序的步骤”，如果“否”，则进入“二次划分配置的步骤”。初步确定需水单元的日需水量之后，可以判断该需水单元中的大型供水工程是否有足够的对供给该需水单元使用，若该需水单元中的大型供水工程可日供水量并不满足该需水单元中日总需水量，则在该需水单元内进行二次划分。
二次划分配置的步骤：用于对大型供水工程无法满足用水量的需水单元内进行二次划分，划分遵循的第一原则是用水户人口，第二原则是高程差。
当需水单元中的大型供水工程日可供水量并不满足该需水单元中日总需水量，需要对该需水单元进行二次划分，二次划分的目的是在需水单元内部增加小型供水工程以补充单元内供不足的情况。设置用水户人口和高程差的原则，是因为当大型供水工程日可供水量并不满足该需水单元中日总需水量时，首先要求大型供水工程先满足用水量大的居民集中地，其次满足用水量小的居民集中地，当用水量相差不大时，优先满足高程相差不大的居民集中地，再满足高程相差较大的居民集中地。
用水量排序的步骤：用于将各需水单元按一般供水期日用水量进行排序，此顺序即为该用水单元内大型供水工程的供水顺序。
如果所有需水单元中的大型供水设施都可以满足需水要求，到本步骤为止，供水水源优化配置到此完成。但在多数情况下，总是有一些需水单元中的大型供水设施无法满足需水的要求，尤其是排列较后的二次划分区域，大型供水工程的供水量无法满足，因此还要进一步设置分散式小型供水设施作为补充，以满足需水要求。
确定小型供水设施的步骤：用于对大型供水设施无法满足的需水单元分为三种情况解决：
对排列较后的二次划分的区域，在该区域内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日最大用水量为准；
对一般供水期日用水量可满足但高峰供水期无法满足的二次划分区域，该区域内建立分散式小型供水设施，规模以一般供水期日用水量为准。
对有用水户分布在供水困难单元的情况，则在该单元内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日最大用水量为准。
举例说明：某一需水单元的情况见下表：
根据上表为例，需水单元中乡镇级供水工程规模为1000 m3/d，将二次划分的区域A、B、C、D、E按照一般用水期用水量排序，可以看出A、B、C、D区域的一般用水期日用水量满足供水需求，故在E区域需要建立小型供水设施，规模为150 m3/d，对于D区域，由于一般供水期供水量满足乡镇级供水工程规模，但高峰期不满足，需建立小型供水设施，规模以一般供水期日供水量为准。
最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如供水设置的形式、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：
收集资料的步骤：用于对所研究山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查；
标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置；
建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点；
修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元；
需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；
判断供水量的步骤：用于统计各需水单元中的大型供水工程的日可供水量，判断可供水量是否满足该需水单元中日总需水量，如果“是”则进入“水量排序的步骤”，如果“否”，则进入“二次划分配置的步骤”；
二次划分配置的步骤：用于对大型供水工程无法满足用水量的需水单元内进行二次划分，划分遵循的第一原则是用水户人口，第二原则是高程差；
用水量排序的步骤：用于将各需水单元按一般供水期日用水量进行排序，此顺序即为该用水单元内大型供水工程的供水顺序；
确定小型供水设施的步骤：用于对大型供水设施无法满足的需水单元分为三种情况解决：
对排列较后的二次划分的区域，在该区域内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日最大用水量为准；
对一般供水期日用水量可满足但高峰供水期无法满足的二次划分区域，该区域内建立分散式小型供水设施，规模以一般供水期日用水量为准；
对有用水户分布在供水困难单元的情况，则在该单元内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期最大日用水量为准。
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|---|---|
| CN (1) | CN106545048B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110688609A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-14 | 中国水利水电科学研究院 | 一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法 |
| CN110910006A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-24 | 昆明市生态环境科学研究院 | 一种区域再生水资源综合利用的多源数据处理方法 |
| CN113256028A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-08-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种面向大范围长历时干旱的应急供水调配方法 |
| CN113587439A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-02 | 广东可信新能源股份有限公司 | 基于医院综合能源管理平台用的5g数据传输方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101781899A (zh) * | 2009-01-20 | 2010-07-21 | 郭金辉 | 生活供水节能改造方法及应用该方法的系统 |
| JP2013245516A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Ikusuisha Aqua System Co Ltd | 給水システム |
| CN104268796A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-07 | 中国水利水电科学研究院 | 一种三层次水量分配方法 |
| CN105297827A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-02-03 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 一种考虑多用户需水和多水源供水的水资源配置方法 |
-
2016
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101781899A (zh) * | 2009-01-20 | 2010-07-21 | 郭金辉 | 生活供水节能改造方法及应用该方法的系统 |
| JP2013245516A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Ikusuisha Aqua System Co Ltd | 給水システム |
| CN104268796A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-07 | 中国水利水电科学研究院 | 一种三层次水量分配方法 |
| CN105297827A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-02-03 | 贵州省水利水电勘测设计研究院 | 一种考虑多用户需水和多水源供水的水资源配置方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110688609A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-14 | 中国水利水电科学研究院 | 一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法 |
| CN110688609B (zh) * | 2019-09-26 | 2021-08-31 | 中国水利水电科学研究院 | 一种黄土塬区浅层地下水补给-排泄单元划分方法 |
| CN110910006A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-03-24 | 昆明市生态环境科学研究院 | 一种区域再生水资源综合利用的多源数据处理方法 |
| CN110910006B (zh) * | 2019-11-19 | 2023-04-18 | 昆明市生态环境科学研究院 | 一种区域再生水资源综合利用的多源数据处理方法 |
| CN113256028A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-08-13 | 中国水利水电科学研究院 | 一种面向大范围长历时干旱的应急供水调配方法 |
| CN113256028B (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-01 | 中国水利水电科学研究院 | 一种面向大范围长历时干旱的应急供水调配方法 |
| CN113587439A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-02 | 广东可信新能源股份有限公司 | 基于医院综合能源管理平台用的5g数据传输方法 |
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