CN108305006A - 基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于运用市场配置水资源技术领域。目的是提供一种基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，将水库水资源使用权量按行业进行初始分配。技术方案是：一种基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，包括如下步骤：步骤1：调查收集水库基本资料；步骤2：确定水库水资源使用权量的衡量方法；步骤3：确定水库水资源使用权量的分配范围；步骤4：确定水库水资源使用权量的分配主体；步骤5：确定行业水资源使用权优先权次序；步骤6：分析分配范围内各行业用水户需水量；步骤7：构建水库水资源使用权量初始分配模型；步骤8：采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，将水库水资源使用权量分配到各行业用水户。
Description
技术领域
本发明是基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，属于运用市场配置水资源技术领域。
背景技术
目前我国主要采用政府行政手段对流域(区域)水资源进行配置，但随着水资源量尤其是优质水资源量的持续紧缺，仅依靠政府宏观决策已难以满足稀缺资源高效配置的要求。而引入市场机制，可以利用市场在资源配置中的决定性作用，实现水资源在流域间、区域间、行业间、用户间的优化配置。根据产权基本理论，产权明确、权属清晰是市场机制运行的基本要求。目前关于水资源使用权量初始分配方法研究主要是围绕流域(区域)水资源使用权量在不同行政区域间初始分配展开的。此类分配方法仅能为政府配置水资源提供依据和参考，仍属于政府行政配置水资源的范畴，并未发挥市场机制作用。
发明内容
本发明的目的是针对实现水库水资源优化配置、提高水库水资源管理工作效率的需求，从建设水权制度角度出发，运用产权经济学相关原理与方法，提供一种基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，将水库水资源使用权量按行业进行初始分配，从而将水库水资源占有、使用、收益的权利落实到取用水户。
发明提供的技术方案是：一种基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，包括如下步骤：
步骤1：调查收集水库基本资料；包括水库设计功能、工程特征参数、长系列径流量及用水户基本情况等。其中用水户基本情况包括水库供水范围内城镇常住人口、农村常住人口、企业工业增加值或工业产值、灌溉面积等。
步骤2：确定水库水资源使用权量的衡量方法；根据权利的法学内涵，结合水库设计功能要求，提出一种水库水资源使用权量衡量方法：将水库向其各行业用水户设计供水保证率下的可供水量作为水库水资源使用权量。生活、工业等行业设计供水保证率根据《城市给水工程规划规范》(GB 50282-2016)、《村镇供水工程技术规范》(SL687-2014)等确定；农业设计供水保证率根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)确定；河道内生态环境设计供水保证率根据水资源综合规划技术细则要求确定。
步骤3：确定水库水资源使用权量的分配范围；根据水库水资源使用权量载体特征，提出将水库水资源使用权量初始分配范围确定为政府批复的水资源配置方案规定的水库供水对象。
步骤4：确定水库水资源使用权量的分配主体；根据产权明确、权属清晰的市场机制运行要求，为有效缓解我国水权制度采用公共产权模式带来的外部性问题，提出将水库水资源使用权分配给具体取用水户。针对行业来说，其水资源使用权量分配主体为行业用水户使用权权利代理人：生活水权分配主体可以为水务集团、供水公司等；工业水权分配主体可以为水务集团、供水公司、企业集体代表、行业用水协会等；农业水权分配主体可以为灌区管理单位、水库管理单位、农户集体代表等；生态环境水权分配主体为政府水行政主管部门。
步骤5：确定行业水资源使用权的优先权次序；行业水资源使用权优先权次序根据政府批复的水库设计功能及《水法》等相关法律法规或行政指导文件进行确定。若政府批复的水库设计功能以灌溉为主，则农业水权优先级别最高，后面依次为生活水权、生态环境水权、工业水权；若水库设计功能以城镇供水为主，则生活水权优先级别最高，后面依次为生态环境水权、农业水权、工业水权。
步骤6：分析分配范围内各行业用水户需水量；具体包括如下步骤：
(1)采用如下公式分析居民生活需水量：
式中：为分配范围内居民生活需水量；Pfp为分配范围内现状常住人口；Kfp为分配范围内政府批复的单位人口生活用水定额。
(2)采用如下公式分析工业需水量：
式中：为分配范围内工业需水量；Gfp为分配范围内工业增加值或工业产值；Bfp为分配范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额。
(3)采用如下公式分析生态环境需水量：
式中：为分配范围内河流基本生态环境需水量；为分配范围第i年第j月的平均流量；Z为换算系数，其值为3.1536×107s；n为统计年数。
(4)采用如下步骤分析农业需水量：
①采用如下方法分析水库灌区总农业需水量：
农业需水量分水稻灌溉需水量和其他作物需水量；水稻灌溉需水量在分析水稻灌溉制度的基础上，推求水稻生育期的需水量。其他作物需水量依据政府批复的用水定额中其他作物用水定额与水稻用水定额的比例关系，将其他作物种植面积统一折算为水稻种植面积后推求需水量。
h1+P+M-ET-D＝h2
式中：h1、h2为时段初、末田面水层深度(mm)；P为时段内降水量(mm)；M为时段内灌水量(mm)，M＝hmax-hmin，hmax、hmin分别为水稻田面适宜水层上下限，根据灌溉试验站试验数据取值；ET为时段内耗水量(mm)，为时段内作物需水量和田间渗漏量之和；D为时段内排水量(mm)。当时段田面水层深度超过雨后最大允许深度hp时，超过部分应排除，这部分水量即为时段内的排水量；为时段内水田作物灌溉毛需水量(万m3)；A为水田作物种植面积(万m2)；k为农田灌溉水有效利用系数。
②调查灌区系统水资源及其开发利用现状，构建灌区系统水资源供需分析模型；该模型的目标函数为各行业用水户逐时段缺水量，函数表达式如下：
该模拟模型的约束条件包括水量平衡约束、工程蓄水能力约束、工程供水能力约束、用户需水量约束等，其函数表达式如下：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：分别为生活、工业、农业、生态环境等行业用水户第i时段缺水量；为第j个水源工程第i时段蓄水量；为第j个水源工程第i时段来水量；为第j个水源工程第i时段向用水户t供水量；为第j个水源工程第i时段蒸发渗漏量；分别为第j个水源工程最小、最大蓄水能力；为第j个水源工程第i时段最大供水能力；为用水户t第i时段需水量；T为灌区系统用水户总个数。
③采用如下公式分析灌区范围生活、工业、生态环境行业需水量：
式中：为灌区范围内居民生活需水量；Pgq为灌区范围内现状常住人口；Kgq为灌区范围内政府批复的单位人口生活用水定额。为灌区范围内工业需水量；Ggq为灌区范围内工业增加值或工业产值；Bgq为灌区范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额。为灌区范围内河流基本生态环境需水量，灌区范围第i年第j月的平均流量；其余变量含义同上。灌区范围是水库水资源使用权量分配范围的一部分，其中同样包含有生活、工业、生态环境等行业用水户。
④采用长系列模拟分析方法，对灌区系统水资源供需分析模型进行求解，得到农业缺水量即为所求的需要水库A供给的农业需水量。具体包括如下步骤：依次按生活、生态环境、农业、工业等行业次序进行长系列模拟分析，公式如下：
式中：分别为灌区系统第j个水源向生活、生态环境、农业、工业等行业用水户第i时段供水量；M为灌区水源总数；分别为灌区范围内生活、生态环境、农业、工业等行业第t1、t2、t3、t4个用水户第i时段需水量；T1、T2、T3、T4分别为生活、生态环境、农业、工业等行业用水户总数，T1+T2+T3+T4＝T。
步骤7：构建水库水资源使用权量初始分配模型；其目标函数为各行业用水户实际供水保证率均满足设计要求，函数表达式如下：
式中：分别为优先权级别最高、第2、第j、第n的行业实际供水保证率；分别为优先权级别最高、第2、第j、第n的行业设计供水保证率，n为行业总数。
约束条件包括水量平衡约束、工程蓄水能力约束、工程供水能力约束、用户需水量约束等，其函数表达式如下：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：Vmin≤Vi≤Vmax
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：Vi为水库第i时段蓄水量；Qi为水库第i时段来水量；为水库第i时段向优先权等级为j的行业供水量；Si为水库第i时段蒸发渗漏量；Vmin、Vmax分别为水库最小、最大蓄水能力；为水库向优先权等级为j的行业最大供水能力；为优先权等级为j的行业第i时段需水量。
步骤8：采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，将水库水资源使用权量分配到各行业用水户；具体包括如下步骤：
(1)进行水资源供需平衡演算，统计各行业用水户缺水量，具体包括如下步骤：
①按下述公式对行业水资源使用权优先权等级最高的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
②按下述公式对水资源使用权优先权等级次之的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量：
③按下述公式对水资源使用权优先权等级次之的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
③按下述公式对水资源使用权优先权等级最低的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
式中：分别为行业用水户j第i时段的需水量、缺水量，4个行业水资源使用权优先权等级依次为j＝1高于j＝2高于j＝3高于j＝4；其余变量含义同上；
(2)统计用水户供水保证率，具体包括如下步骤：
①按行业统计各用水户缺水时段数k；
②按下式计算各行业实际供水保证率：
式中：为行业用水户j实际供水保证率；NT为计算总时段数；
(3)采用逐步调算法将水库水资源使用权量分配至各行业，具体包括如下步骤：
①按行业水资源使用权优先权次序依次分配，行业供水保证率达标时的供水量即为该行业所分配的水库水资源使用权量。
②判断优先权等级较高行业供水保证率是否达到设计保证率要求。若达标，则进行下一步骤；若不达标，则调减步骤(1)中该行业供水量，直至其供水保证率达到设计保证率要求，完成分配。
③判断优先权等级次之行业供水保证率是否达到设计保证率要求。若达标，则重复此步骤；若不达标，则调减步骤(1)中该行业供水量，直至其供水保证率达到设计保证率要求，完成分配。
本发明的有益效果是：所提供的方法综合了水利学、法学、经济学等多门学科基本原理与方法，首先提出了一种有效衡量水资源使用权量的方法，解决了水文随机性带来的水资源使用权量难以采用恒定值来衡量的问题，提高了水库水资源管理工作效率；在此基础上，以区域水资源配置方案为基础，提出了一种将水库水资源使用权量分配给行业用水户的方法，既保障了各行业用水户基本利益，又促进了稀缺优质水资源在不同行业间的有效流转，提高了水资源利用率，达到了节水减排的水资源开发利用目标。与此同时，将采用公共产权制度的水库水资源使用权量分配给了具体取用水户，满足了产权明确、权属清晰的市场机制运行基本要求，为实现水资源市场化配置奠定了基础。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明中求解水库水资源使用权量初始分配模型所采用的逐步调算法求解步骤中“水资源供需平衡演算”流程图。
图3为本发明中求解水库水资源使用权量初始分配模型所采用的逐步调算法求解步骤中“供水保证率计算”流程图。
图4为本发明中求解水库水资源使用权量初始分配模型所采用的逐步调算法求解步骤中“行业水资源使用权量分配”流程图。
具体实施方式
本发明的思路是：以水利学科基本理论方法为基础，充分吸收法学、经济学等学科基本理论，并严格遵守国家现行法律法规，首先提出一种水资源使用权量衡量方法，然后按照此方法基本原理与要求，提出水库水资源使用权量分配范围与主体确定方法、不同行业水资源使用权优先权次序确定方法等，在对水库水资源使用权量分配范围各行业用水户需水量分析的基础上，最后构建水库水资源使用权量初始分配模型，采用该模型对水库水资源使用权量在行业间进行初始分配。
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，基于行业供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法。以水库A为例，采用本发明方法对其水资源使用权量进行初始分配。
(1)调查收集水库A基本资料。水库A是一座以防洪为主，结合灌溉、供水等综合利用的中型水库，坝址以上控制流域面积108km2，总库容5000万m3，兴利库容781万m3，死库容77万m3。水库A供水范围内常住人口6.1万人，其中城镇人口1.1万人，农村人口5.0万人；企业工业增加值7.01亿元；农田灌溉面积1.76万亩，现状种植作物主要为单季稻。水库A集水范围1957～2015年径流量统计特征参数见表1。
表1.水库A集水范围径流量统计特征参数表
(2)根据本发明步骤2，以水库A向其各行业用水户设计供水保证率下的可供水量作为水库水资源使用权量的衡量标准。由于水库A供水范围为乡镇，则根据《村镇供水工程技术规范》(SL687-2014)确定其生活供水设计保证率为95％，工业供水设计保证率为90％；根据《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)，确定其农业供水设计保证率为85％；根据水资源综合规划技术细则要求，确定其河道内基本生态环境供水设计保证率为85％。
(3)根据本发明步骤3，将水库A水资源使用权量初始分配范围确定为政府批复的水资源配置方案规定的水库供水对象。参照水库A所在地区政府批复的水资源配置方案，确定水库A水资源使用权量分配范围为乡镇B与乡镇C。
(4)根据本发明步骤4，将水库A的生活水权、工业水权分配主体确定为乡镇B水务公司，农业水权分配主体确定为水库A管理所，生态环境水权分配主体确定为水库A所在地的县级水行政主管部门。
(5)根据本发明步骤5，由于水库A设计功能以灌溉为主，则水库A行业水资源使用权优先权次序为：农业水权、生活水权、生态环境水权、工业水权。
(6)根据本发明步骤6，分析水库A分配范围内各行业用水户需水量，具体如下：
①农业需水量分析
1)首先根据水库A灌区1957～2015年降水量、蒸发量资料，结合水库A灌区作物种植结构，采用本发明步骤6所述如下公式计算灌区农业需水总量：
h1+P+M-ET-D＝h2
式中：h1、h2为时段初、末田面水层深度(mm)；P为时段内降水量(mm)；M为时段内灌水量(mm)，M＝hmax-hmin，hmax、hmin分别为水稻田面适宜水层上、下限，根据灌溉试验站试验数据取值；ET为时段内耗水量(mm)，为时段内作物需水量和田间渗漏量之和；D为时段内排水量(mm)。当时段田面水层深度超过雨后最大允许深度hp时，超过部分应排除，这部分水量即为时段内的排水量；为时段内水田作物灌溉毛需水量(万m3)；A为水田作物种植面积(万m2)；k为农田灌溉水有效利用系数。水库A灌区范围主要是水库A分配范围中农业用水户分布范围，但其中也包括有生活、工业、生态环境等行业用水户。
其中灌区水稻田适宜水层上下限取值见表2，灌区多年平均降水量与蒸发量见表3。
表2.水稻田面适宜水层上下限表
表3.水库A灌区多年平均降水量与蒸发量表单位：mm
| 月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 全年 |
| 降水量 | 48 | 67 | 114 | 117 | 135 | 220 | 208 | 139 | 107 | 62 | 44 | 31 | 1292 |
| 蒸发量 | 44 | 49 | 81 | 117 | 147 | 145 | 185 | 185 | 114 | 97 | 72 | 55 | 1291 |
从而计算得到灌区农业需水总量分析结果见表4。
表4.水库A灌区农业需水总量表
2)调查水库A灌区水资源及其开发利用现状。水库A灌区范围与水库A集水范围不同，是指水库A分配范围内农业用水户分布区域，而水库A集水范围是指水库A上游产汇流区域。水库A灌区多年平均来水量1812万m3，其不同频率来水量见表5。灌区内现有水库工程5座，总集水面积15.8km2，总库容330万m3，总兴利库容250万m3。
表5.水库A灌区径流量统计特征参数表
然后采用本发明步骤6所述方法构建水库A灌区系统水资源供需分析模型。其目标函数为：
模型约束条件为：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：分别为生活、工业、农业、生态环境行业用水户第i时段缺水量；为第j个水源工程第i时段蓄水量；为第j个水源工程第i时段来水量；为第j个水源工程第i时段向用水户t供水量；为第j个水源工程第i时段蒸发渗漏量；分别为第j个水源工程最小、最大蓄水能力；为第j个水源工程第i时段最大供水能力；为用水户t第i时段需水量；T为灌区系统用水户总个数。
3)调查得到水库A灌区范围内现状年城镇人口2.6万人，农村人口0.2万人。根据水库A灌区所在地区取(用)水定额，确定城镇居民生活用水定额为160L/P.D，农村居民生活用水定额为120L/P.D。然后采用本发明步骤6所述的居民生活需水量公式计算，得到水库A灌区范围内居民生活需水量为0.44万m3/d。
调查得到水库A灌区范围内现状年工业增加值为2.02亿元，根据水库A灌区所在地区取(用)水定额，确定其万元工业增加值用水量为38m3/万元。然后采用本发明步骤6所述的工业需水量公式计算，得到水库A灌区范围内工业需水量为0.21万m3/d。
根据水库A灌区1957～2015年逐日流量数据，采用本发明步骤6所述的生态环境需水量公式计算，得到水库A灌区河道基本生态环境需水量为0.55万m3/d。
4)采用长系列模拟分析方法，依次按生活、生态环境、农业、工业等行业次序进行长系列模拟分析，得到农业缺水量即为所求的需要水库A供给的农业需水量，公式如下：
式中：分别为灌区系统第j个水源向生活、生态环境、农业、工业等行业用水户第i时段供水量；M为灌区水源总数；分别为灌区范围内生活、生态环境、农业、工业等行业第t1、t2、t3、t4个用水户第i时段需水量；T1、T2、T3、T4分别为生活、生态环境、农业、工业等行业用水户总数，T1+T2+T3+T4＝T。
表6.水库A农业需水量表
②居民生活需水量分析
调查得到水库A分配范围内现状年常住人口6.1万人，其中城镇人口1.1万人，农村人口5.0万人。根据水库A所在地区取(用)水定额，确定城镇居民基本生活用水定额为160L/P.D，农村居民基本生活用水定额为120L/P.D。然后采用本发明步骤6所述的居民生活需水量公式计算，得到水库A分配范围内居民生活需水量为0.78万m3/d；
③生态环境需水量分析
根据水库A1957～2015年逐日来水量数据，采用本发明步骤6所述的生态环境需水量公式计算，得到水库A分配范围基本生态环境需水量为1.95万m3/d；
④工业需水量分析
调查得到水库A分配范围内现状年工业增加值为7.01亿元，根据水库A所在地区取(用)水定额，确定其分配范围内万元工业增加值用水量为38m3/万元。然后采用本发明步骤6所述的工业需水量公式计算，得到水库A分配范围内工业需水量为0.73万m3/d。
(7)根据本发明步骤7，构建水库A行业水权初始分配模型，其目标函数为：
式中：分别为农业、生活、生态环境、工业等行业实际供水保证率；分别为农业、生活、生态环境、工业等行业设计供水保证率；
约束条件为：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：Vmin≤Vi≤Vmax
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：Vi为水库第i时段蓄水量；Qi为水库第i时段来水量；为水库第i时段向优先权等级为j的行业供水量；Si为水库第i时段蒸发渗漏量；Vmin、Vmax分别为水库最小、最大蓄水能力；为水库向优先权等级为j的行业最大供水能力；为优先权等级为j的行业第i时段需水量。
(8)根据本发明步骤8，按照图2、图3、图4所示流程图，采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，得到水库A水资源使用权量初始分配方案为：
①优先向水库A管理所分配农业水权量1257万m3/a，保证率为85％；
②然后向乡镇B水务公司分配生活水权量281万m3/a，保证率为95％；
③再向水库A所在地的县级水行政主管部门分配基本生态环境水权量702万m3/a，保证率为85％；
④最后向乡镇B水务公司分配工业水权量913万m3/a，保证率为90％。
本发明针对运用市场机制配置水资源的需求，首先提出了一种有效衡量水资源使用权量的方法，提高了水库水资源管理工作效率；然后以区域水资源配置方案为基础，提出了一种将水库水资源使用权量分配给行业用水户的方法，既保障了各行业用水户基本利益，又促进了稀缺优质水资源在不同行业间的有效流转，提高了水资源利用率，达到了节水减排的水资源开发利用目标。与此同时，将采用公共产权制度的水库水资源使用权量分配给了具体取用水户，满足了产权明确、权属清晰的市场机制运行基本要求，为实现水资源市场化配置奠定了基础。
Claims (8)
1.基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，包括如下步骤：
步骤1：调查收集水库基本资料；
步骤2：确定水库水资源使用权量的衡量方法；
步骤3：确定水库水资源使用权量的分配范围；
步骤4：确定水库水资源使用权量的分配主体；
步骤5：确定行业水资源使用权优先权次序；
步骤6：分析分配范围内各行业用水户需水量；
步骤7：构建水库水资源使用权量初始分配模型；
步骤8：采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，将水库水资源使用权量分配到各行业用水户。
2.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述衡量方法，是将水库向其各行业用水户设计供水保证率下的可供水量作为水库水资源使用权量；各行业设计供水保证率需根据国家现行规范标准确定。
3.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述水库水资源使用权量初始分配范围为政府批复的水资源配置方案规定的水库供水对象。
4.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述水资源使用权量的分配主体为行业用水户使用权权利代理人；其中，生活水权分配主体为水务集团、供水公司，工业水权分配主体为水务集团、供水公司、企业集体代表、行业用水协会，农业水权分配主体可以为灌区管理单位、水库管理单位、农户集体代表，生态环境水权分配主体为政府水行政主管部门。
5.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述行业水资源使用权优先权次序根据政府批复的水库设计功能及《水法》确定。
6.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述分配范围内各行业用水户需水量分析按照如下步骤进行：
(1)采用如下公式分析居民生活需水量：
式中：为分配范围内居民生活需水量；
Pfp为分配范围内现状常住人口；
Kfp为分配范围内政府批复的单位人口生活用水定额。
(2)采用如下公式分析工业需水量：
式中：为分配范围内工业需水量；
Gfp为分配范围内工业增加值或工业产值；
Bfp为分配范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额。
(3)采用如下公式分析生态环境需水量：
式中：为分配范围内河流基本生态环境需水量；
为分配范围第i年第j月的平均流量；Z为换算系数，其值为3.1536×107s；n为统计年数。
(4)采用如下步骤分析农业需水量：
①采用如下方法分析水库灌区总农业需水量：
农业需水量分水稻灌溉需水量和其他作物需水量；水稻灌溉需水量在分析水稻灌溉制度的基础上，推求水稻生育期的需水量；其他作物需水量依据政府批复的用水定额中其他作物用水定额与水稻用水定额的比例关系，将其他作物种植面积统一折算为水稻种植面积后推求需水量；
h1+P+M-ET-D＝h2
式中：h1、h2为时段初、末田面水层深度；P为时段内降水量；M为时段内灌水量，M＝hmax-hmin，hmax、hmin分别为水稻田面适宜水层上、下限，根据灌溉试验站试验数据取值；ET为时段内耗水量，为时段内作物需水量和田间渗漏量之和；D为时段内排水量，当时段田面水层深度超过雨后最大允许深度hp时，超过部分应排除，这部分水量即为时段内的排水量；为时段内水田作物灌溉毛需水量；A为水田作物种植面积；k为农田灌溉水有效利用系数；
②构建灌区系统水资源供需分析模型；该模型的目标函数为各行业逐时段缺水量，其函数表达式为：
模型约束条件为：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：分别为生活、工业、农业、生态环境行业用水户第i时段缺水量；Vi j为第j个水源工程第i时段蓄水量；为第j个水源工程第i时段来水量；为第j个水源工程第i时段向用水户t供水量；为第j个水源工程第i时段蒸发渗漏量；分别为第j个水源工程最小、最大蓄水能力；为第j个水源工程第i时段最大供水能力；为用水户t第i时段需水量；T为灌区系统用水户总个数。
③采用如下公式分析灌区范围生活、工业、生态环境行业需水量：
式中：为灌区范围内居民生活需水量；Pgq为灌区范围内现状常住人口；Kgq为灌区范围内政府批复的单位人口生活用水定额。为灌区范围内工业需水量；Ggq为灌区范围内工业增加值或工业产值；Bgq为灌区范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额。为灌区范围内河流基本生态环境需水量，灌区范围第i年第j月的平均流量；其余变量含义同上。
④采用长系列模拟分析方法，对灌区系统水资源供需分析模型进行求解，得到农业缺水量即为所求的需要水库A供给的农业需水量，具体包括如下步骤：依次按生活、生态环境、农业、工业等行业次序进行长系列模拟分析，公式如下：
式中：分别为灌区系统第j个水源向生活、生态环境、农业、工业等行业用水户第i时段供水量；M为灌区水源总数；分别为灌区范围内生活、生态环境、农业、工业等行业第t1、t2、t3、t4个用水户第i时段需水量；T1、T2、T3、T4分别为生活、生态环境、农业、工业等行业用水户总数，T1+T2+T3+T4＝T。
7.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述水库行业水权初始分配模型的目标函数为：
式中：P1 r、分别为优先权级别最高、第2、第j、第n的行业实际供水保证率；P1 s、分别为优先权级别最高、第2、第j、第n的行业设计供水保证率；n为行业总数。
约束条件为：
水量平衡约束：
工程蓄水能力约束：Vmin≤Vi≤Vmax
工程供水能力约束：
用户需水量约束：
式中：Vi为水库第i时段蓄水量；Qi为水库第i时段来水量；为水库第i时段向优先权等级为j的行业供水量；Si为水库第i时段蒸发渗漏量；Vmin、Vmax分别为水库最小、最大蓄水能力；为水库向优先权等级为j的行业最大供水能力；为优先权等级为j的行业第i时段需水量。
8.根据权利要求1所述的基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，其特征在于：所述采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，包括如下步骤：
(1)进行水资源供需平衡演算，统计各行业用水户缺水量，具体包括如下步骤：
①按下述公式对行业水资源使用权优先权等级最高的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
②按下述公式对水资源使用权优先权等级次之的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量：
③按下述公式对水资源使用权优先权等级次之的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
③按下述公式对水资源使用权优先权等级最低的行业进行水资源供需平衡演算：
判断该行业需水量能否得到满足：若可以满足，则进入下一步演算；若难以满足，则按下述公式统计各行业用水户缺水量。
式中：分别为行业用水户j第i时段的需水量、缺水量，4个行业水资源使用权优先权等级依次为j＝1高于j＝2高于j＝3高于j＝4；其余变量含义同上；
(2)统计用水户供水保证率，具体包括如下步骤：
①按行业统计各用水户缺水时段数k；
②按下式计算各行业实际供水保证率：
式中：为行业用水户j实际供水保证率；NT为计算总时段数；
(3)采用逐步调算法将水库水资源使用权量分配至各行业，具体包括如下步骤：
①按行业水资源使用权优先权次序依次分配，行业供水保证率达标时的供水量即为该行业所分配的水库水资源使用权量；
②判断优先权等级较高行业供水保证率是否达到设计保证率要求；若达标，则进行下一步骤；若不达标，则调减步骤(1)中该行业供水量，直至其供水保证率达到设计保证率要求，完成分配；
③判断优先权等级次之行业供水保证率是否达到设计保证率要求；若达标，则重复此步骤；若不达标，则调减步骤(1)中该行业供水量，直至其供水保证率达到设计保证率要求，完成分配。
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