CN107169276B - 一种地下水控采量的确定方法及装置 - Google Patents
一种地下水控采量的确定方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种地下水控采量的计算方法及装置,该地下水控采量的计算方法包括:获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;根据治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;根据第一关系曲线集,获得预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;根据预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量。通过本发明实施例的地下水控采量的计算方法获得的地下水控采量更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及水利技术领域,特别涉及一种地下水控采量的确定方法及装置。
背景技术
地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。近些年水资源短缺,很多地区为维系经济社会发展不得不长期大量超采地下水。而随着地下水的大量利用,地下水超采的问题日益严重,由此引发了深浅层地下水位降落漏斗、地面沉降、咸淡水界面下移等一系列地质和地下水生态环境问题。因此统计地下水开采量及治理地下水问题迫在眉睫。
随着对地下水超采的关注,部分城市正对地下水开采进行控制和压采,在评估压采效果时往往以控采量作为主要考核数据。但是,地下水控采量无法直接获得,现有的计算方法获得开采量也不够准确,且需要长时间大量开展各种观测实验才能推理出区域地下水压采量,工作复杂且工作成本高。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种地下水控采量的确定方法及装置,用以实现获得较为便捷、准确的地下水控采量。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种地下水控采量的确定方法,包括:
获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量;
其中所述根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
进一步的,根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
根据所述第一关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量;
根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;
根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,所述确定方法还包括:
获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,获得考核年实际状况下的地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量,获得考核年实际状况下的浅层地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活深层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活深层地下水控采量,获得考核年实际状况下的深层地下水总控采量。
进一步的,所述根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
获取治理前所述预设区域的预设年份区间中的丰年的降水量、丰年的农业地下水开采量、平年的降水量、平年的农业地下水开采量和枯年的降水量、枯年的农业地下水开采量;
对所述丰年的降水量和丰年的农业地下水开采量、平年的降水量和平年的农业地下水开采量和枯年的降水量和枯年的农业地下水开采量进行幂函数拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第二关系曲线集;
根据治理前预设年份区间中预设数量的年份中的每一年的降水量和农业地下水开采量对所述第二关系曲线集进行调整拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集。
进一步的,所述根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业浅层地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和考核年的农业浅层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;以及,
所述根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业深层地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和考核年的农业深层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量由所述第二关系曲线获得;以及,
所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业深层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业深层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业深层地下水开采量由所述降水量和农业深层地下水开采量第三关系曲线获得。
进一步的,获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量的步骤包括:
获取所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,其中,所述基准年城市工业与生活地下水开采量包括基准年城市工业与生活浅层地下水开采量和基准年城市工业与生活深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量。
进一步的,获取所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量的步骤包括:
获取所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,其中,所述农村生活地下水开采量包括基准年农村生活浅层地下水开采量和基准年农村生活深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的农村生活浅层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量。
进一步的,在所述获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量的步骤之后,所述确定方法还包括:
获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量,确定治理前预设年份区间中的丰年、平年和枯年。
进一步的,所述获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量的步骤包括:
根据公式ETc=Kc*ETo获得一作物任一天的需水量,其中,ETc表示作物需水量,Kc表示作物系数,ETo表示参考作物腾发量,所述作物系数根据分段单值平均作物系数法获得;
所述参考作物腾发量根据公式
计算获得,其中,Rn表示冠层表面净辐射,G表示土壤热通量,T表示平均温度,es表示饱和水汽压,ea表示实际水汽压,Δ表示饱和水汽压与温度关系曲线在T处的切线斜率,r表示湿度计常数,u2表示2米高处风速;
根据公式ETc=Kc*ETo和公式
计算获得一作物生育期内的逐日需水量;
根据所述作物生育期内的逐日需水量及公式
计算获得一作物生育期内的旬尺度有效降水量,其中EP旬表示旬尺度有效降水量,表示作物的旬需水量,P旬表示旬降水量;
根据公式EP=∑EP旬计算获得一作物生育期内的旬尺度总有效降水量;
根据一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,获得每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,并根据每一作物的种植面积对所述每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量进行加权平均,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量;
根据治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量。
进一步的,所述确定方法还包括:
获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量以及所述预设区域考核年的降水量和考核年实际状况下浅层地下水控采量;
对所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量进行多元线性回归分析,获得浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量,获得年深层地下水位变幅;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量和年深层地下水位变幅,获得所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线;
根据所述预设区域考核年的降水量、考核年实际状况下浅层地下水控采量和所述浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型,获得所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅;
获取所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅小于所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅时,确定所述浅层地下水总控采量有效;
根据所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线,获得所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅;
获取所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅小于所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅时,确定所述深层地下水总控采量有效。
本发明实施例还提供了一种地下水控采量的确定装置,包括:
第一获取模块,用于获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
第二获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
第三获取模块,用于根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
获得模块,用于根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量;
其中,所述第二获取模块包括:
第四获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
第五获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
第六获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
与现有技术相比,本发明实施例提供的一种地下水控采量的确定方法及装置,至少具有以下有益效果:通过本发明实施例的地下水控采量的确定方法获得的地下水控采量更加精确且不需进行大量的观测试验,较为便捷。同时,本发明实施例还通过水位变幅计算地下水的控采量,对上述计算获得的数据进行校核,保证获得控采量数据的精确。
附图说明
图1为本发明第一实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图2为本发明第二实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图3为本发明第三实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图4为本发明第四实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图5为本发明第五实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图6为本发明第六实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图7为本发明第七实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图8为本发明第八实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图9为本发明第九实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图10为本发明第十实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图11为本发明第十一实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图12为本发明第十二实施例的地下水控采量的确定方法的流程图;
图13为本发明第十三实施例的地下水控采量的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
第一实施例
参见图1,本发明实施例提供了一种地下水控采量的确定方法,包括:
步骤101,获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
为了更好的计算地下水开采量,首先需要对所计算的预设区域(例如县、市、区)的社会经济与水资源基础情况进行调查分析,摸清近年来种植结构、产业发展、水资源及开发利用、节水发展及实施等情况,并进行相关资料的收集工作。
地下水超采的多少,需要在基准年开采量的基础上进行计算,因此可将进行治理的前一年定位基准年。若需对地下水的超采进行治理,则超采综合治理项目的实施年份为基准年之后年份,实施年期间有一个措施逐步实现最大化的过程。地下水超采治理的效果评估,应在实施年之后年及后续年份开展。举例说明,若预设区域于2014面进行治理,则2013年定位作为参考的基准年,因治理需要一定的时间,故而进行考核治理效果的考核年应在2014年之后,例如2015年。
其中,对于预设年份区间,优选为治理前10年。
步骤102,根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
步骤103,根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
步骤104,根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量。
本发明实施例通过对治理前的降水量和地下水开采量的数据获得其对应的关系曲线集,根据关系曲线集获得考核年平水状况下的控采量,再根据考核年平水状况下的控采量推算出考核年实际状况下的控采量。
其中,本实施例中主要为对农业地下水开采进行计算,故而,此方法适用于农业种植面积较大的地区。通过本发明实施例的地下水控采量的确定方法获得的地下水控采量不需进行大量的观测试验,较为便捷,成本低。
第二实施例
参见图2,进一步的,对于第一实施例中,根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
步骤201,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
步骤202,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
步骤203,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
在本实施例中,为了更好的对控采量进行对比和利用,分别计算获得了降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线,以及分别对应浅层和深层的预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线和降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。本实施例分别获取对应关系的曲线为计算农业地下水总控采量、农业浅层地下水控采量和农业深层地下水控采量作了基础。
第三实施例
参见图3,进一步的,相比于第二实施例,根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
步骤301,根据所述第一关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量;
步骤302,根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;
步骤303,根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
在本实施例中,利用第二实施例中分别获取的第一关系曲线、第二关系曲线和第三关系曲线,计算获得考核年平水下的农业地下水总控采量、农业浅层地下水控采量、农业深层地下水控采量。
第四实施例
参见图4,进一步的,相比于第三实施例,根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
步骤401,根据所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量;
步骤402,根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量;
步骤403,根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量。
在本实施例中,根据第三实施例中获得的考核年平水下的农业地下水总控采量、农业浅层地下水控采量、农业深层地下水控采量,分别计算获得考核年实际状况下的农业地下水总控采量、农业浅层地下水控采量、农业深层地下水控采量。分别获取农业地下水总控采量、浅层和深层农业地下水控采量,为了对浅层和深层以及总的控采量的对比作了基础,可以利用上述数据进行分别分析,更好的知道治理的效果和存在的问题。
第五实施例
参见图5,进一步的,相比于第四实施例,本实施例的确定方法还包括:
步骤501,获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量;
步骤502,根据所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,获得考核年实际状况下的地下水总控采量;
步骤503,根据所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量,获得考核年实际状况下的浅层地下水总控采量;
步骤504,根据所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活深层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活深层地下水控采量,获得考核年实际状况下的深层地下水总控采量。
在上述实施例中,均是对农业地下水进行计算,对于农业地区上述获取具有较高的参考价值。同时,在现代生活中,城市工业与生活等对地下水的开采的也较大。故而,在本实施例中,对城市工业与生活以及农村生活地下水的控采量也进行获取,并计算获得包括农业、城市工业与生活以及农村生活地下水的总控采量,并与上述对农业的总、浅层和深层一致,此处亦分别获取和计算,获得的总地下水控采量、浅层地下水总控采量和深层地下水总控采量,以便与更好的利用计算结果对控制效果进行评估。
第六实施例
参见图6,进一步的,对于第一实施例中,所述根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
步骤601,获取治理前所述预设区域的预设年份区间中的丰年的降水量、丰年的农业地下水开采量、平年的降水量、平年的农业地下水开采量和枯年的降水量、枯年的农业地下水开采量;
为了获得的曲线的准确度,获取了预设年份区间中的具有代表性的丰年、平年和枯年的数据。
步骤602,对所述丰年的降水量和丰年的农业地下水开采量、平年的降水量和平年的农业地下水开采量和枯年的降水量和枯年的农业地下水开采量进行幂函数拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第二关系曲线集;
在本实施例中,第二关系曲线集包括了降水量和地下水控采量的关系曲线、降水量和浅层地下水控采量的关系曲线和降水量和深层地下水控采量的关系曲线,此三条曲线称为曲线集。因每一曲线的对应关系均不相同,故而需要单独对总、浅层和深层进行分别获得。
步骤603,根据治理前预设年份区间中预设数量的年份中的每一年的降水量和农业地下水开采量对所述第二关系曲线集进行调整拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集。
在上述中获得了第二曲线集,此第二曲线集使用了三个年份的数据。为了获得更加准确的对应关系,本实施例中,还使用了预设数量的其他年份的数据对上述获得的曲线集进行调整拟合,例如再获取其他两个年份的数据对上述曲线进行调整,以获得更加精准的对应关系的曲线集。
下述进行举例说明,例如在近期10年中选择其他两个年份,同样确定其对应的降水量和开采量,并在关系曲线图上点绘,通过比较关系曲线与校核点之间的接近程度,对线型的合理性进行校核,然后反复调整拟合参数直到曲线校准到满意为止。需要注意的是,为了获得的对应总、浅层和深层的关系曲线,需使用上述方法分别进行获取。
第七实施例
参见图7,进一步的,对于第三实施例中,所述根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
步骤701,根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量;
基准年平水状况下的地下水开采量直接通过关系曲线插值确定,即利用该预设区域平水年份的有效降水量在关系曲线上查找对应的地下水开采量值,该值即为基准年平水状况下的地下水开采量。
其中,考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量(农业地下水开采量和农业深层地下水开采的计算与农业浅层地下水开采量的计算是相似的,其计算的原理均相同)通过下述方法获得:
考核年平水状况下的地下水开采量通过治理前基准年平水状况下的地下水开采量、考核年地下水实际开采量、考核年降水量及第二关系曲线折算得出。折算过程基于以下原理:一个地区不同降水年份下的地下水开采量与平水年份的地下水开采量的比值是相对稳定的。也就是通过公式
计算获得,其中表示考核年平水状况下的地下水开采量,表示考核年实际状况下的地下水开采量,表示基准年平水状况下的地下水开采量,表示第二关系曲线上对应的考核年降水量时的地下水开采量,N表示基准年,K为折算系数。
其中,为了行文的简洁和便于计算,将治理前的基准年与实际考核的考核中间的年份均称为考核年,此处仅用于考核年控采量的计算中,上述的其他考核年仍为实际考核的考核年。
步骤702,根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量;
步骤703,根据所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业浅层地下水累计压采量;
步骤704,根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和考核年的农业浅层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量。
上述为本发明提供的一种考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的获得方法,该方法也适用于考核年平水状况下的农业深层地下水控采量和考核年平水状况下的农业地下水控采量的获取。
根据水量考核法计算考核年地下水压采量,以基准年和考核年平水年份地下水开采量之差计算超采控制量,即压采量。
本发明一实施例中还提供了一种考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的获得方法,通过考核年的目标压采量和考核年与基准年之间的实际压采量获得。例如2015年为考核年,根据规划至2015年的总目标压采量为50万方,其中,2014年实际压采了20万方,则2015年平水状况下的农业浅层地下水控采量为30万方。
第八实施例
参见图8,进一步的,对于第三实施例中,根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
步骤801,根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量;
步骤802,根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量;
步骤803,根据所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业深层地下水累计压采量;
步骤804,根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和考核年的农业深层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
本实施例中的获得方法与第七实施例的获得方法相同。
进一步的,对于第四实施例中,所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量由所述第二关系曲线获得;以及,
所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
变形获得公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业深层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业深层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业深层地下水开采量由所述降水量和农业深层地下水开采量第三关系曲线获得。
第九实施例
参见图9,进一步的,对于第五实施例中,获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量的步骤包括:
步骤901,获取所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,其中,所述基准年城市工业与生活地下水开采量包括基准年城市工业与生活浅层地下水开采量和基准年城市工业与生活深层地下水开采量;
步骤902,根据所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活地下水开采量;
步骤903,根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活地下水压采量;
步骤904,根据所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量;
步骤905,根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量;
上述步骤901至905中预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量的获取与第七实施例中预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的获取的方法是相同的。
步骤906,根据所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量。
其中,城市工业与生活地下水开采基本不受水文频率影响,考核年实际降水条件下的开采控制量与平水状况下的开采控制量一致。因此依据治理前基准年的计量监测统计数据为基础,根据实际开采量进行分析评估。
第十实施例
参见图10,进一步的,对于第五实施例中,获取所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量的步骤包括:
步骤1001,获取所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,其中,所述农村生活地下水开采量包括基准年农村生活浅层地下水开采量和基准年农村生活深层地下水开采量;
步骤1002,根据所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活地下水开采量;
步骤1003,根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活地下水压采量;
步骤1004,根据所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量;
步骤1005,根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量;
步骤1006,根据所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的农村生活浅层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量。
本实施例中获得所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量与第九实施例中获得所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量的获取方法是相同的。同城市工业与生活地下水开采,农村生活地下水开采基本不受降水水文频率影响,平水年份下的开采量等同于实际降水年份下的开采量。农村生活地下水开采一般计量监测不足,但农村生活(包括渔业、牧业)地下水开采量占总开采量的比例较小,治理前基准年开采量可采用“以电折水”、调查法、人均定额法等灵活确定。
第十一实施例
参见图11,进一步的,本发明实施例的确定方法还包括:
步骤1101,获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量;
步骤1102,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量,确定治理前预设年份区间中的丰年、平年和枯年。
在本实施例中,解释说明了上述中丰年、平年和枯年是如何确定的。其中,对有效降水量进行排频,再采用皮尔逊III型曲线进行适配。利用配好的频率曲线查找参考有效降水频率分别为25%、50%、75%时的有效降水量,记为P25、P50、P75。所对应的降雨量值作为丰年、平年和枯水年的设计值。
其中,所述获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量的步骤包括:
有效降水量与作物的需水有关,因此首先需对作物需水量进行计算。作物需水量通过作物系数法确定,
根据公式ETc=Kc*ETo获得一作物任一天的需水量,其中,ETc表示作物需水量,Kc表示作物系数,ETo表示参考作物腾发量,所述作物系数根据分段单值平均作物系数法获得;
所述参考作物腾发量根据日平均温度、日最大温度、日最小温度、日平均风速、日平均湿度和日照时数等逐日气象资料,根据彭曼公式逐日计算:
计算获得,其中,Rn表示冠层表面净辐射,MJ/(m2·d),G表示土壤热通量,MJ/(m2·d),T表示平均温度,(℃),es表示饱和水汽压,(kPa),ea表示实际水汽压,(kPa),Δ表示饱和水汽压与温度关系曲线在T处的切线斜率,(kPa/℃),r表示湿度计常数,(kPa/℃),u2表示2米高处风速,(ms-1);
根据公式ETc=Kc*ETo和公式
计算获得一作物生育期内的逐日需水量;
降水可被土壤蓄滞,单日较大的降水可能在随后的数天都能够被作物有效利用,因此有效降水具有时段统计特征。通过文献查证和拟合测试,旬统计尺度的有效降水与农业开采量的拟合曲线结构最优、拟合度最高,因此各区域的有效降水统一采用旬尺度进行统计:
即根据所述作物生育期内的逐日需水量及公式
计算获得一作物生育期内的旬尺度有效降水量,其中EP旬表示旬尺度有效降水量,(mm/10d),表示作物的旬需水量,(mm/10d),P旬表示旬降水量,(mm/10d);
根据公式EP=∑EP旬计算获得一作物生育期内的旬尺度总有效降水量;
根据一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,获得每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,并根据每一作物的种植面积对所述每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量进行加权平均,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量;
需要注意的是,确定一个区域的有效降水量时,农田面积不能重复,如有复种情况,则需要分出作物复种面积。
根据治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量。
其中,每一年的有效降水量均通过上述方法获得。
第十二实施例
参见图12,进一步的,所述确定方法还包括:
步骤1201,获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量以及所述预设区域考核年的降水量和考核年实际状况下浅层地下水控采量;
步骤1202,对所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量进行多元线性回归分析,获得浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型;
步骤1203,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量,获得年深层地下水位变幅;
步骤1204,根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量和年深层地下水位变幅,获得所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线;
步骤1205,根据所述预设区域考核年的降水量、考核年实际状况下浅层地下水控采量和所述浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型,获得所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅;
步骤1206,获取所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅小于所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅时,确定所述浅层地下水总控采量有效;
步骤1207,根据所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线,获得所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅;
步骤1208,获取所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅小于所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅时,确定所述深层地下水总控采量有效。
其中,在本发明一实施例中,浅层地下水的年埋深变幅取决于其补、排平衡状况,浅层地下水的补、排平衡公式为:
ΔW=-u*·ΔH浅=Q总补-Q总排
=(λ降水+λ地表+λ山前+λ渠灌+λ回归)-(γ开采+γ蒸发+γ河道+γ侧向+γ越流)
其中:ΔW为浅层地下水的年蓄变量(万方);u*浅层地下水的平均给水度(-);ΔH浅为浅层地下水的年埋深变幅(年末埋深减年前埋深,正值表示埋深增加,负值表示埋深减少)(m);Q总补为浅层地下水的总补给(万方);Q总排为浅层地下水的总排泄(万方);λ降水为降水入渗补给量(万方);λ地表为地表水体入渗量,包括河道、湖泊/水库等(万方);λ山前为山前侧向量补给量(万方);λ渠灌为地表水灌溉入渗量(万方);λ回归为井灌回归补给量(万方);γ开采为浅层地下水开采量(万方);γ蒸发为潜水蒸发量(万方);γ河道为河道排泄量(万方);γ侧向为地下水净侧向排泄量,为离开区域的地下水侧向量减进入区域的地下水侧向量(万方);γ越流为浅层地下水净越流到深层地下水的水量(万方)。
一般我国的各城市中,在浅层地下水补给端,λ地表、λ渠灌所占比例很小。在浅层地下水的排泄端,由于浅层埋深较大,γ蒸发、γ河道可忽略,平原区γ侧向所占排泄比例也较小。因此与地下水蓄变相关的主要水量分项为λ降水、λ山前、λ回归、γ开采、γ越流五项。五项当中,λ降水与年降水量有关,λ回归和γ开采与年浅层开采量有关,λ山前和γ越流为相对稳定量。基于以上考虑,一般情况下浅层地下水的年蓄变量/埋深变幅主要与年降水量和年浅层开采量两个因素相关。
为建立浅层地下水年埋深变幅与年降水量、年浅层开采量之间的关系,需要对治理前基准年前10年数据进行多元线性回归分析,确定以下浅层地下水变幅多元线性回归函数:
ΔH浅=αP+βW浅+C
其中ΔH浅为浅层地下水的年埋深变幅(年末埋深减年前埋深,正值表示埋深增加,负值表示埋深减少)(m);P为年降水量(mm);W浅为包括农业灌溉、城市工业、生活、农村生活和其他开采在内的浅层年开采量(万方);α、β、C为回归系数。
需要指出的是,若浅层地下水其他补给项或排泄项对地下水埋深变幅的影响较大,可在浅层地下水埋深变幅多元线性回归函数中增加对应的回归参数项。
对于深层地下水,由于其不直接接受降水入渗补给和其他地面补给,理论上深层地下水埋深变幅主要与深层地下水开采量有关,因此可通过近10年历史年份深层地下水开采量W深(包括农业灌溉开采、城市工业、生活开采,农村生活开采、其他开采)、年深层地下水位变幅ΔH深(年末水位减年前水位,正值表示水位下降,负值表示水位上升)绘制相关性曲线。
下述为确定考核年实际降水条件下的浅层、深层地下水水位/埋深目标变幅:
对于浅层地下水而言,将市县第i个考核年的降水量Pi、考核年实际降水条件下的浅层总地下水开采控制量代入多元线性回归函数,确定浅层地下水年埋深变幅此即第i个考核年的浅层地下水埋深变幅理论目标值,只有当观测的第i个考核年的浅层地下水埋深变幅小于该值时,该考核年的浅层地下水埋深的压采效果才达效。
对于深层地下水而言,在ΔH-W关系曲线上,查找市县对应考核年实际降水条件下深层总地下水开采控制量的年地下水年水位变幅,记为此即第i个考核年的深层地下水水位变幅理论目标值,只有当观测的第i个考核年的深层地下水埋深变幅小于该值时,该考核年的深层地下水位的压采效果才达效。
下述为水位考核地下水压采效果评价:
首先,根据市县第i个考核年各地下水位站点的实际观测资料,通过空间插值,获得考核年当年的浅层埋深及深层地下水位变幅,记为和
接着,将市县治理前基准年平水状况下的降水量以及浅层总开采量代入多元线性回归函数,确定平水状况的浅层地下水埋深变幅,该值可视为治理前基准年超采下的年均浅层埋深变幅,记为在市县深层ΔH-W关系曲线上查找对应治理前基准年平水状况下深层总开采量的地下水位变幅,该值可视为治理前基准年超采下的年均深层水位变幅,记为
然后,计算市县第i个考核年的地下水位/埋深变幅相对限值
其中:和分别为市县第i个考核年时的地下水位/埋深变幅相对限值(m);和分别为市县从第1个考核年开始到第i个考核年的浅层、深层累计目标压采量(万方);和分别为市县规划的所有超采治理年度的总浅层、深层目标压采量(万方);
最后,对地下水位压采效果评估打分:
对于浅层地下水:
对于深层地下水:
上式的评分规则为:若第i个考核年的实际浅层或深层地下水水位/埋深变幅小于其目标变幅,说明对应压采量目标的地下水位压采效果实现,得满分;若第i个考核年的实际浅层或深层地下水水位/埋深变幅与目标变幅之差大于当年的水位/埋深变幅相对限值,说明该考核年基本没有地下水位压采效果,得0分;处于以上两种情况之间,通过线性插值评分。
同时,通过将两种方法计算得到的压采水量进行比较。水位方面将考核年地下水位变幅与治理前降水量丰枯相近年份的地下水位变幅进行对照分析、校核,通过对比,对定量评估结果,进行分析说明地下水压采效果。
其中,对于地下水开采量计算的方法,本发明提供下述一实施例。
本发明一实施例提供了一种地下水开采量的确定方法,包括:
确定预设区域内第一预设数量的作物为典型作物;
典型作物在预设区域内需具有一定的代表性,其种植面积较大或面积比例稍小但比较重要。对于第一预设数量需根据预设区域进行选取,优选的取值范围为5~8种。
根据每一所述典型作物,确定种植每一所述典型作物的典型区,其中,所述典型区包括大于第二预设数量的地下水开采井;
对于上述中提到的种植面积较大的典型作物,每一典型作物优选为至少选取2个种植该典型作物的典型区,在本发明一实施例中,每一典型区至少包括2个以上的地下水开采井,且其地下水开采井应具有完整年度的用电量数据。对于其他面积比例较小但也确定为典型作物的,在本发明一实施例中,每种典型作物确定1至2个典型区,典型区条件同种植面积较大的典型作物的典型区一致。
获取每一所述典型区的所述地下水开采井的每度电的开采量和所述地下水开采井用电量;
在本发明一实施例中,根据具体条件,对每个典型区进行实测或调查,合理确定该典型区单井每度电地下水开采量。
根据每一所述典型区的所述地下水开采井的每度电的开采量和所述地下水开采井用电量,获得所述预设区域的每一所述典型区的地下水开采井的实际开采量;
将每一开采井的每度电的开采量和用电量相乘即可获得每一开采井的实际开采量。此种获取开采量的方法通过农业用电数据反推开采量,数据可信度及准确度较高。
根据每一所述典型区的地下水开采井的实际开采量和所述典型区的典型作物的种植面积,获得所述预设区域的每一所述典型作物的单位面积地下水开采量;
对每个典型区,将其地下水开采量数据除以该典型区的灌溉面积,得到其对应的典型作物的单位面积地下水用水量;将同种典型作物的数据进行算数平均,得到该种典型作物的单位面积地下水开采量。
根据每一所述典型作物的单位面积地下水开采量和每一所述典型作物的种植面积,获得所述预设区域的地下水开采量。
在本发明一实施例中,获得每一典型作物的开采量,将所有作物的开采量的和即可获得预设区域的地下水开采量。因典型作物的种植面积较大或用水量较大,通过统计典型作物的开采量即可估算出该区域的地下水开采量。对于其他种植面积比例小的作物其用水量较少,虽然也开采地下水但其开采量对地下水的总体的开采量影响很小。在本发明一实施例中,为了获取更为准确的地下水的开采量可以增加计算的作物的类型。
本发明实施例的地下水开采量的确定方法通过农业用电数据反推开采量,数据可信度及准确度较高。同时,本发明实施例的地下水开采量的确定方法不需要长时间大量开展各种观测实验才能推理出区域地下水开采量,节省了工作成本,降低了研究难度。
进一步的,所述确定预设区域内第一预设数量的作物为典型作物的步骤包括:
获取所述预设区域的每一作物的种植面积和每一作物的单位面积需水量;
对每一所述作物的种植面积按从大到小的顺序进行排序,确定排序中前第三预设数量的作物为典型作物,其中,所述第三预设数量小于第一预设数量;
对每一所述作物的单位面积需水量从大到小的顺序进行排序,获得排序中前第四预设数量的作物,当所述排序中前第四预设数量的作物的种植面积大于预设面积时,确定所述作物为典型作物,其中,所述第四预设数量小于第一预设数量。
在本实施例中,具体解释了典型作物的选取。首先种植面积大的农作物对地下水的开采量大,故而,首先确定种植面积大的前第三预设数量的作物为典型作物。其中,第三预设数量优选为3~5。其次,对于部分农作物其种植面积虽然相对较小,但其需水量大,则其地下水开采量也较大,故而,也需选取第四预设数量的面积较小但需水量大的作物作为典型作物。其中,第四预设数量优选为2~3种。且第三预设数量与第四预设数量的和等于第一预设数量。
其中,所述根据每一所述典型作物,确定种植每一所述典型作物的典型区的步骤中,所述典型区包括至少一种典型作物,且所述典型作物的种植比例大于预设比例。
进一步的,所述根据每一所述典型区的所述地下水开采井的每度电的开采量和所述地下水开采井用电量,获得每一所述典型区的地下水开采井的实际开采量的步骤包括:
根据每一所述典型区的深水井的每度电的开采量和所述深水井用电量,获得每一所述典型区的所述深水井的实际开采量;
根据每一所述典型区的浅水井的每度电的开采量和所述浅水井用电量,获得每一所述典型区的所述浅水井的实际开采量。
为了更好的利用地下水开采量数据,在本实施例中,对深水井和浅水井进行分别计算并获得深水井的开采量和浅水井的开采量,为计算浅层地下水开采量和深层地下水开采量作准备。对于深水井和浅水井的区分在本发明一实施例中,深层水井深300~400米,浅井埋深20~40米。但上述区分需根据具体的地质条件进行区分。
进一步的,所述根据每一所述典型区的地下水开采井的实际开采量和所述典型区的典型作物的种植面积,获得每一所述典型作物的单位面积地下水开采量的步骤包括:
根据每一所述典型区的深水井的实际开采量和所述典型区的典型作物的种植面积,获得每一典型区内的所述典型作物的单位面积的深层地下水开采量;
对每一典型区内的所述典型作物的单位面积的深层地下水开采量进行算术平均,获得所述预设区域的每一所述典型作物的单位面积深层地下水开采量;
根据每一所述典型区的浅水井的实际开采量和所述典型区的典型作物的种植面积,获得每一典型区内的所述典型作物的单位面积的浅层地下水开采量;
对每一典型区内的所述典型作物的单位面积的浅层地下水开采量进行算术平均,获得所述预设区域的每一所述典型作物的单位面积浅层地下水开采量。
在本实施例中,结合第三实施例中获得的深水井的实际开采量和浅水井的实际开采量对典型作物的单位面积深层地下水开采量和浅层地下水开采量进行分别计算,为下述中计算浅层和深层地下水的开采量作准备,实现浅层和深层的区分,可以更好的利用数据,进一步根据浅层地下水的开采量和深层地下水的开采量进行开采控制。
进一步的,所述根据每一所述典型作物的单位面积地下水开采量和每一所述典型作物的种植面积,获得所述预设区域的地下水开采量的步骤包括:
根据所述预设区域的每一所述典型作物的单位面积深层地下水开采量和每一所述典型作物的种植面积,获得所述预设区域的深层地下水开采量;
根据所述预设区域的每一所述典型作物的单位面积浅层地下水开采量和每一所述典型作物的种植面积,获得所述预设区域的浅层地下水开采量。
在本实施例中,结合第四实施例获得的典型作物的单位面积深层地下水开采量和浅层地下水开采量,计算获得区域的深层地下水开采量和浅层地下水开采量,实现浅层和深层的区分,可以更好的利用数据,进一步根据浅层地下水的开采量和深层地下水的开采量进行开采控制。
其中,所述地下水开采井包括深水井和浅水井;
所述地下水开采井的每度电的开采量包括深水井的每度电的开采量和浅水井的每度电的开采量,所述地下水开采井用电量包括深水井用电量和浅水井用电量。
第十三实施例
参见图13,本发明实施例还提供了一种地下水控采量的确定装置,包括:
第一获取模块1,用于获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
第二获取模块2,用于根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
第三获取模块3,用于根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
获得模块4,用于根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量。
进一步的,所述第二获取模块2用于根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集中,所述第二获取模块2包括:
第四获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
第五获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
第六获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
进一步的,所述第三获取模块3用于根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量中,所述第三获取模块3包括:
第七获取模块,用于根据所述第一关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量;
第八获取模块,用于根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;
第九获取模块,用于根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,所述获得模块4用于根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量中,所述获得模块4包括:
第一获得模块,用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量;
第二获得模块,用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量;
第三获得模块,用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,所述确定装置还包括:
第十获取模块,用于获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量;
第四获得模块,用于根据所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,获得考核年实际状况下的地下水总控采量;
第五获得模块,用于根据所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量,获得考核年实际状况下的浅层地下水总控采量;
第六获得模块,用于根据所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活深层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活深层地下水控采量,获得考核年实际状况下的深层地下水总控采量。
进一步的,所述第二获取模块2用于根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集中,所述第二获取模块2还包括:
第十一获取模块,用于获取治理前所述预设区域的预设年份区间中的丰年的降水量、丰年的农业地下水开采量、平年的降水量、平年的农业地下水开采量和枯年的降水量、枯年的农业地下水开采量;
第十二获取模块,用于对所述丰年的降水量和丰年的农业地下水开采量、平年的降水量和平年的农业地下水开采量和枯年的降水量和枯年的农业地下水开采量进行幂函数拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第二关系曲线集;
第十三获取模块,用于根据治理前预设年份区间中预设数量的年份中的每一年的降水量和农业地下水开采量对所述第二关系曲线集进行调整拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集。
进一步的,所述第八获取模块用于根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量中,所述第八获取模块包括:
第十四获取模块,用于根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量;
第十五获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量;
第十六获取模块,用于根据所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业浅层地下水累计压采量;
第十七获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和考核年的农业浅层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;以及,
所述第九获取模块,用于根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量中,所述第九获取模块包括:
第十八获取模块,用于根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量;
第十九获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量;
第二十获取模块,用于根据所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业深层地下水累计压采量;
第二十一获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和考核年的农业深层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
进一步的,所述第二获得模块用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量中,所述第二获得模块还用于:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量由所述第二关系曲线获得;以及,
所述第三获得模块用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量中,所述第三获得模块还用于:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业深层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业深层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业深层地下水开采量由所述降水量和农业深层地下水开采量第三关系曲线获得。
进一步的,所述第十获取模块用于获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量中,所述第十获取模块包括:
第二十二获取模块,用于获取所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,其中,所述基准年城市工业与生活地下水开采量包括基准年城市工业与生活浅层地下水开采量和基准年城市工业与生活深层地下水开采量;
第二十三获取模块,用于根据所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活地下水开采量;
第二十四获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活地下水压采量;
第二十五获取模块,用于根据所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量;
第二十六获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量;
第二十七获取模块,用于根据所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量。
进一步的,所述第十获取模块,用于获取所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量中,所述第十获取模块还包括:
第二十八获取模块,用于获取所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,其中,所述农村生活地下水开采量包括基准年农村生活浅层地下水开采量和基准年农村生活深层地下水开采量;
第二十九获取模块,用于根据所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活地下水开采量;
第三十获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活地下水压采量;
第三十一获取模块,用于根据所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量;
第三十二获取模块,用于根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量;
第三十三获得模块,用于根据所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的农村生活浅层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量。
进一步的,所述确定装置还包括:
第三十四获取模块,用于获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量;
第一确定模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量,确定治理前预设年份区间中的丰年、平年和枯年。
进一步的,所述第三十四获取模块用于获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量中,所述第三十四获取还用于:
根据公式ETc=Kc*ETo获得一作物任一天的需水量,其中,ETc表示作物需水量,Kc表示作物系数,ETo表示参考作物腾发量,所述作物系数根据分段单值平均作物系数法获得;
所述参考作物腾发量根据公式
计算获得,其中,Rn表示冠层表面净辐射,MJ/(m2·d),G表示土壤热通量,MJ/(m2·d),T表示平均温度,(℃),es表示饱和水汽压,(kPa),ea表示实际水汽压,(kPa),Δ表示饱和水汽压与温度关系曲线在T处的切线斜率,(kPa/℃),r表示湿度计常数,(kPa/℃),u2表示2米高处风速,(ms-1);
根据公式ETc=Kc*ETo和公式
计算获得一作物生育期内的逐日需水量;
降水可被土壤蓄滞,单日较大的降水可能在随后的数天都能够被作物有效利用,因此有效降水具有时段统计特征。通过文献查证和拟合测试,旬统计尺度的有效降水与农业开采量的拟合曲线结构最优、拟合度最高,因此各区域的有效降水统一采用旬尺度进行统计:
即根据所述作物生育期内的逐日需水量及公式
计算获得一作物生育期内的旬尺度有效降水量,其中EP旬表示旬尺度有效降水量,(mm/10d),表示作物的旬需水量,(mm/10d),P旬表示旬降水量,(mm/10d);
根据公式EP=∑EP旬计算获得一作物生育期内的旬尺度总有效降水量;
根据一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,获得每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,并根据每一作物的种植面积对所述每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量进行加权平均,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量;
需要注意的是,确定一个区域的有效降水量时,农田面积不能重复,如有复种情况,则需要分出作物复种面积。
根据治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量。
进一步的,所述确定装置还包括:
第三十五获取模块,用于获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量以及所述预设区域考核年的降水量和考核年实际状况下浅层地下水控采量;
第三十六获取模块,用于对所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量进行多元线性回归分析,获得浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型;
第三十七获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量,获得年深层地下水位变幅;
第三十八获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量和年深层地下水位变幅,获得所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线;
第三十九获取模块,用于根据所述预设区域考核年的降水量、考核年实际状况下浅层地下水控采量和所述浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型,获得所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅;
第二确定模块,用于获取所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅小于所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅时,确定所述浅层地下水总控采量有效;
第四十获取模块,用于根据所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线,获得所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅;
第三确定模块,用于获取所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅小于所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅时,确定所述深层地下水总控采量有效。
综上,通过本发明实施例的地下水控采量的确定方法获得的地下水控采量更加精确且不需进行大量的观测试验,较为便捷。同时,本发明实施例还通过水位变幅计算地下水的控采量,对上述计算获得的数据进行校核,保证获得控采量数据的精确。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种地下水控采量的确定方法,其特征在于,包括:
获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量;
其中所述根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
2.根据权利要求1所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
根据所述第一关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量;
根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;
根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
3.根据权利要求2所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量的步骤包括:
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业地下水总控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量。
4.根据权利要求3所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,所述确定方法还包括:
获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,获得考核年实际状况下的地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量,获得考核年实际状况下的浅层地下水总控采量;
根据所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水总控采量、考核年实际状况下的城市工业与生活深层地下水控采量和考核年实际状况下的农村生活深层地下水控采量,获得考核年实际状况下的深层地下水总控采量。
5.根据权利要求1所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,所述根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集的步骤包括:
获取治理前所述预设区域的预设年份区间中的丰年的降水量、丰年的农业地下水开采量、平年的降水量、平年的农业地下水开采量和枯年的降水量、枯年的农业地下水开采量;
对所述丰年的降水量和丰年的农业地下水开采量、平年的降水量和平年的农业地下水开采量和枯年的降水量和枯年的农业地下水开采量进行幂函数拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第二关系曲线集;
根据治理前预设年份区间中预设数量的年份中的每一年的降水量和农业地下水开采量对所述第二关系曲线集进行调整拟合,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集。
6.根据权利要求2所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,
所述根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
根据所述第二关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业浅层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年的农业浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业浅层地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量和考核年的农业浅层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量;以及,
所述根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
根据所述第三关系曲线,获得所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和所述每一考核年平水状况下的农业深层地下水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年的农业深层地下水压采量,获得所述预设区域考核年的农业深层地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下的农业深层地下水开采量和考核年的农业深层地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量。
7.根据权利要求3所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业浅层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业浅层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业浅层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业浅层地下水开采量由所述第二关系曲线获得;以及,
所述根据所述预设区域考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量的步骤包括:
根据公式
计算获得所述预设区域考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,其中,表示考核年实际状况下的农业深层地下水控采量,表示考核年平水状况下的农业深层地下水控采量,表示基准年实际状况下的农业深层地下水开采量,表示基准年平水状况下的农业深层地下水开采量,N表示基准年的年份,其中,所述基准年实际状况下的农业深层地下水开采量由所述降水量和农业深层地下水开采量第三关系曲线获得。
8.根据权利要求4所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,获取所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量的步骤包括:
获取所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,其中,所述基准年城市工业与生活地下水开采量包括基准年城市工业与生活浅层地下水开采量和基准年城市工业与生活深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年城市工业与生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下城市工业与生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下城市工业与生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的城市工业与生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的城市工业与生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的城市工业与生活浅层地下水控采量,所述城市工业与生活地下水控采量包括城市工业与生活浅层地下水控采量和城市工业与生活深层地下水控采量。
9.根据权利要求4所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,获取所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量的步骤包括:
获取所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,其中,所述农村生活地下水开采量包括基准年农村生活浅层地下水开采量和基准年农村生活深层地下水开采量;
根据所述预设区域基准年农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年农村生活地下水开采量,获得所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活地下水开采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域每一考核年平水状况下农村生活浅层水开采量的差值,获得所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活地下水压采量;
根据所述预设区域每一考核年平水状况下的农村生活浅层地下水压采量,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量;
根据所述预设区域基准年平水状况下农村生活地下水开采量和所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水累计压采量的差值,获得所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量;
根据所述预设区域考核年平水状况下的农村生活地下水控采量,获得所述预设区域考核年实际状况下的农村生活地下水控采量,其中,所述考核年实际状况下的农村生活浅层地下水控采量等于考核年平水状况下的农村生活浅层地下水控采量,所述农村生活地下水控采量包括农村生活浅层地下水控采量和农村生活深层地下水控采量。
10.根据权利要求1所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,在所述获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量的步骤之后,所述确定方法还包括:
获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量,确定治理前预设年份区间中的丰年、平年和枯年。
11.根据权利要求10所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,所述获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量的步骤包括:
根据公式ETc=Kc*ETo获得一作物任一天的需水量,其中,ETc表示作物需水量,Kc表示作物系数,ETo表示参考作物腾发量,所述作物系数根据分段单值平均作物系数法获得;
所述参考作物腾发量根据公式
计算获得,其中,Rn表示冠层表面净辐射,G表示土壤热通量,T表示平均温度,es表示饱和水汽压,ea表示实际水汽压,Δ表示饱和水汽压与温度关系曲线在T处的切线斜率,r表示湿度计常数,u2表示2米高处风速;
根据公式ETc=Kc*ETo和公式
计算获得一作物生育期内的逐日需水量;
根据所述作物生育期内的逐日需水量及公式
计算获得一作物生育期内的旬尺度有效降水量,其中EP旬表示旬尺度有效降水量,表示作物的旬需水量,P旬表示旬降水量;
根据公式EP=∑EP旬计算获得一作物生育期内的旬尺度总有效降水量;
根据一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,获得每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量,并根据每一作物的种植面积对所述每一作物生育期内的旬尺度总有效降水量进行加权平均,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量;
根据治理前预设年份区间中所述预设区域的一年的区域有效降水量,获得治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的有效降水量。
12.根据权利要求4所述的地下水控采量的确定方法,其特征在于,所述确定方法还包括:
获取治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量、治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量以及所述预设区域考核年的降水量和考核年实际状况下浅层地下水控采量;
对所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的浅层地下水开采量进行多元线性回归分析,获得浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水的总补给量和深层地下水的总排泄量,获得年深层地下水位变幅;
根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的深层地下水开采量和年深层地下水位变幅,获得所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线;
根据所述预设区域考核年的降水量、考核年实际状况下浅层地下水控采量和所述浅层地下水年埋深变幅多元线性回归模型,获得所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅;
获取所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际浅层地下水的变幅小于所述预设区域考核年浅层地下水的目标变幅时,确定所述浅层地下水总控采量有效;
根据所述预设区域深层地下水埋深变幅与开采量关系曲线,获得所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅;
获取所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅,当所述预设区域考核年的实际深层地下水的变幅小于所述预设区域考核年深层地下水的目标变幅时,确定所述深层地下水总控采量有效。
13.一种地下水控采量的确定装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,其中,所述农业地下水开采量包括农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量;
第二获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中预设区域的每一年的降水量和农业地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水开采量的第一关系曲线集;
第三获取模块,用于根据所述第一关系曲线集,获得所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量;
获得模块,用于根据所述预设区域内考核年平水状况下的农业地下水控采量,获得考核年实际状况下的农业地下水控采量;
其中,所述第二获取模块包括:
第四获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量、农业浅层地下水开采量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业地下水总开采量的第一关系曲线;
第五获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业浅层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业浅层地下水开采量的第二关系曲线;
第六获取模块,用于根据所述治理前预设年份区间中所述预设区域的每一年的降水量和农业深层地下水开采量,获得表示所述预设区域内降水量和农业深层地下水开采量的第三关系曲线。
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