CN108681974A - 一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 - Google Patents
一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108681974A CN108681974A CN201810532758.8A CN201810532758A CN108681974A CN 108681974 A CN108681974 A CN 108681974A CN 201810532758 A CN201810532758 A CN 201810532758A CN 108681974 A CN108681974 A CN 108681974A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- basin
- jkt
- sub
- subregion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 181
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 8
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 30
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 26
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 22
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 16
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 16
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 9
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000009313 farming Methods 0.000 claims description 4
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 4
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 3
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004231 Riboflavin-5-Sodium Phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06312—Adjustment or analysis of established resource schedule, e.g. resource or task levelling, or dynamic rescheduling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
- G06F17/175—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method of multidimensional data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Marketing (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Public Health (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Algebra (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Sewage (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，以区域“生态‑水‑经济”的均衡发展为目标，建立目标函数；采集区域水资源基本信息数据，通过迭代运算初步确定水资源配置结果；然后通过外层以流域分区为单元的耗水总量、水生态平衡调控，中层以行政分区为单元的用水总量、水土平衡调控，内层以计算分区为单元的水盐、水量平衡调控，获得最优水资源配置结果。本发明采用三层空间尺度优化计算求解，实现了内陆干旱区水资源在流域分区层面、行政分区层面和计算分区层面的耗水总量、水生态、用水总量、水土、水盐、水量“六大”平衡调控的多维均衡配置。
Description
技术领域
本发明属于水资源配置技术领域，具体涉及一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置 方法。
背景技术
我国内陆干旱区地处E73°39′～E106°35′，N34°18′～N47°19′之间，主要分布 在新疆、甘肃、宁夏、青海和内蒙等省区，总面积为336.23万km2，约占全国土地面积的1/3， 而地表水资源和地下水资源分别仅占全国的3.3％和5.5％，10％的绿洲资源养育了85％的人口 和93％的GDP产出。该区域作为丝绸之路经济带核心区，战略地位重要，然而水资源短缺、 生态环境问题严峻一直是制约内陆干旱区经济和社会发展的瓶颈。内陆干旱区水资源系统独 特，高山冰川—山地涵养林—平原绿洲—河流尾闾湖泊构成的内陆水文系统和相伴而生的生 态系统，在全球气候变化和日益增强的人类活动影响下，区域的冰川融水、降水径流、蒸散 发等水循环要素必然发生显著变化，使得水资源与土地资源、粮食生产、能源生产使用、植 被生态及生态系统服务等之间的关联特征也将发生变化，水资源安全与能源安全、粮食安全、 生态安全之间的相互耦合与作用进一步趋向复杂、不确定性增加。因此，寻找内陆干旱区水 资源合理的开发利用方式或配置方式是支撑丝绸之路经济带水资源安全急需解决的关键科学 和技术问题。
针对水资源配置问题，国内外很多学者从不同的角度进行了探讨研究。但目前内陆干旱 区水资源配置多以水循环与生态演变的若干要素为基础，未将二元水循环与内陆干旱区生态 系统相互作用关系的机理研究深入到水资源配置模型中，且不能满足内陆干旱区水资源多维 均衡调控实践需求以及不同水资源开发利用过程对内陆干旱区生态系统的响应问题难以进行 动态过程的模拟。内陆干旱区的水资源优化配置研究，大多缺乏系统全面的宏观、中观与微 观层面上可量化的生态保护指标阈值研究，尚不能满足干旱区生态良性发展的整体调控实践 需求。
发明内容
本发明的目的是实现内陆干旱区水资源耗水总量、水生态、用水总量、水土、水量和水 盐“六大”平衡调控的多维均衡配置。
为实现上述目的，本发明提供了一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，该方 法包括以下步骤：
S1.以区域“生态-水-经济”的均衡发展为目标，建立目标函数；
S2.输入流域分区模型关键参数、行政分区模型关键参数、计算分区模型关键参数，进 行流域分区-行政分区-计算分区协调、迭代运算，确定第i次水资源配置结果；
其中，i为迭代次数，i＝1，2，…，n；
S3.以流域分区为单元，判断耗水总量是否满足耗水平衡约束条件，若满足则转入S4； 若不满足则采取调整措施后，再次执行步骤S2所述的输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S4.以流域分区为单元，判断生态环境用水分配比例、地下水开采量是否满足水生态平 衡约束条件，若满足则转入S5；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入流域分区模 型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行 政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S5.以行政分区为单元，判断是否满足用水总量平衡约束条件，若满足则转入S6；若不 满足则采取调整措施后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S6.以行政分区为单元，判断是否满足水土平衡约束条件，若满足则转入S7；若不满足 则采取调整措施后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继 续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S7.以计算分区为单元，根据计算分区中渠系河道供水量、各行业用水量等相关量，计 算地下水生态水位，判断是否满足水量平衡约束条件，若满足则转入S8；若不满足则采取调 整措施后，转入S2重新输入计算分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S8.以计算分区为单元，判断是否满足水盐平衡约束条件，若满足则转入S9；若不满足 则采取调整措施后，转入S2重新输入计算分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继 续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S9.输出水资源配置结果。
进一步的，步骤S1所述目标函数为：
式中，j表示区域内第j个子流域单元，k表示第k个子行政单元，t表示第k个计算时段，分别表示第j个子流域套第k个子行政单元的城市生活、 农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率的权重参数， XRCjkt、XRRjkt、XRIjkt、XRAjkt、XREjkt、XRVjkt分别表 示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生 态环境和农村生态环境缺水率。
进一步的，步骤S2所述流域分区模型关键参数包括流域分区需水方案设置、流域分区国 民经济需水量、流域外调水资源量、流域地下水供水参数、流域生活、工业、工业耗水率相 关参数；所述行政分区模型关键参数包括行政分区国民经济指标、国民经济用水定额、农田 灌溉面积、政府预留水量；所述计算分区模型关键参数包括计算分区种植结构、水量分配相 关指标、河渠系参数、灌溉水利用参数、地表水与地下水联合供水比例、污水处理参数；所 述流域分区-行政分区-计算分区协调是根据三层次用户对水资源的需求，结合供水过程，进 行三层次的目标函数及约束条件协调修正。
进一步的，步骤S3所述耗水平衡约束条件为：
国民经济耗水量不得大于子流域水资源可利用量
式中，XCCjkt、XCRjkt、XCIjkt、XCAjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业用水耗水量，Qj表示第j个子流域水资源可利用量。
进一步的，步骤S4所述水生态平衡约束条件为：
子流域内生态环境用水比例不得低于生态系统自我修复最低阈值
式中，Wj代表第j个子流域水资源总量，Ej代表第j个子流域生态环境用水指标阈值，具体 指标由流域实际情况确定；
地下水取水总量不得大于地下水可开采量
式中，XGCjkt、XGRjkt、XGIjkt、XGAjkt、XGEjkt、XGVjkt分别表示第j个子流域套第k 个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环 境地下水供水量，Gj代表第j个子流域地下水资源可开采量。
进一步的，步骤S5所述用水总量平衡约束条件为：
用水总量不大于最严格水资源管理制度“三条红线”用水总量控制指标
式中，XSCjkt、XSRjkt、XSIjkt、XSAjkt、XSEjkt、XSVjkt分别表示第j个子流域套第k个 子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境 地表水供水量，分别代表第k个子行政单元地表水和地下水用水总量控制指标。
进一步的，步骤S6所述水土平衡约束条件为：
式中：Sk代表第k个子行政单元农田灌溉面积，XQAjkt代表第j个子流域套第k个子行 政单元第t个时段农业用水量，Gin代表农业可灌溉水量与农田灌溉面积匹配性的基尼系数指 标阈值。
进一步的，步骤S7所述水量平衡约束条件为
Hmin≤Hjkt≤Hmax
式中：Rc、Rr、Ri、Ra、Re、Rx分别表示计算分区城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率阈值；Hjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的地 下水位，Hmin、Hmax分别代表防止内陆干旱区河岸林产生盐渍化临界埋深上限阈值和防止河 岸林自然死亡的地下水临界埋深下限阈值。
进一步的，步骤S8所述水盐平衡约束条件为：
式中：XDAjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的农业灌区排水量，DI代 表内陆干旱区灌区排灌比例阈值。
本发明的有益效果是：该方法以内陆干旱区的“生态—水—经济”的均衡发展为目标函 数，以内陆干旱区的耗水总量、水生态、用水总量、水土、水量供需和水盐平衡为约束，采 用三层空间尺度优化计算求解，实现了内陆干旱区水资源在流域分区层面、行政分区层面和 计算分区层面的耗水总量、水生态、用水总量、水土、水量、水盐“六大”平衡调控的多维 均衡配置。
附图说明
图1为本发明中一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本 发明。
具体实施例一
一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，该方法包括以下步骤：
S1.以区域“生态-水-经济”的均衡发展为目标，建立目标函数：
式中，j表示区域内第j个子流域单元，k表示第k个子行政单元，t表示第k个计算时段，分别表示第j个子流域套第k个子行政单元的城市生活、 农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率的权重参数， XRCjkt、XRRjkt、XRIjkt、XRAjkt、XREjkt、XRVjkt分别表 示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生 态环境和农村生态环境缺水率。
S2.输入流域分区模型关键参数，包括流域分区需水方案设置、流域分区国民经济需水 量、流域外调水资源量、流域地下水供水参数、流域生活、工业、工业耗水率相关参数；输 入行政分区模型关键参数，包括行政分区国民经济指标、国民经济用水定额、农田灌溉面积、 政府预留水量；输入计算分区模型关键参数，包括计算分区种植结构、水量分配相关指标、 河渠系参数、灌溉水利用参数、地表水与地下水联合供水比例、污水处理参数；进行流域分 区-行政分区-计算分区协调，即根据三层次用户对水资源的需求，结合供水过程，进行三层 次的目标函数及约束条件协调修正，再进行迭代运算，确定第i次水资源配置结果；
其中，i为迭代次数，i＝1，2，…，n。
S3.以流域分区为单元，判断耗水总量是否满足耗水平衡约束条件：
国民经济耗水量不得大于子流域水资源可利用量，
式中，XCCjkt、XCRjkt、XCIjkt、XCAjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业用水耗水量，Qj表示第j个子流域水资源可利用量，具体指标由流域实际情况确定。
若满足则转入S4；
若不满足则采取增大外调水、非常规水源、微调国民经济用水定额和国民经济指标的措 施后，转入S2重新输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S4.以流域分区为单元，判断生态环境用水分配比例、地下水开采量是否满足水生态平衡 约束条件：
子流域内生态环境用水比例不得低于生态系统自我修复最低阈值
式中，Wj代表第j个子流域水资源总量，Ej代表第j个子流域生态环境用水指标阈值，具体 指标由流域实际情况确定。
地下水取水总量不得大于地下水可开采量
式中，XGCjkt、XGRjkt、XGIjkt、XGAjkt、XGEjkt、XGVjkt分别表示第j个子流域套第k 个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环 境地下水供水量，Gj代表第j个子流域地下水资源可开采量。
若满足则转入S5；
若不满足则采取增大外调水、非常规水源、微调国民经济用水定额和国民经济指标等调 整措施后，转入S2重新输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调 整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；并置i＝i+1；
S5.以行政分区为单元，判断是否满足用水总量平衡约束条件：
用水总量(供水总量)不大于最严格水资源管理制度“三条红线”用水总量控制指标
式中，XSCjkt、XSRjkt、XSIjkt、XSAjkt、XSEjkt、XSVjkt分别表示第j个子流域套第k个 子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境 地表水供水量，分别代表第k个子行政单元地表水和地下水用水总量控制指标。
若满足则转入S6；
若不满足则扩大或调整各行业间或各行政分区间的用水总量指标或启动政府预留水量 后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S6.以行政分区为单元，判断是否满足水土平衡约束条件：
式中：Sk代表第k个子行政单元农田灌溉面积，XQAjkt代表第j个子流域套第k个子行 政单元第t个时段农业用水量，Gin代表农业可灌溉水量与农田灌溉面积匹配性的基尼系数指 标阈值，一般指标阈值为(0,0.4]。
若满足则转入S7；
若不满足则在灌溉面积大于基本农田面积的情况下适当调整灌溉面积后，转入S2重新输 入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进 行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S7.以计算分区为单元，根据计算分区中渠系河道供水量、各行业用水量等相关量，计 算地下水生态水位，判断是否满足水量平衡约束条件：
Hmin≤Hjkt≤Hmax
式中：Rc、Rr、Ri、Ra、Re、Rv分别表示计算分区城市生活、农村生活、农业、工业、城 镇生态环境和农村生态环境缺水率阈值；Hjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的地下水位，Hmin、Hmax分别代表防止内陆干旱区河岸林产生盐渍化临界埋深上限阈值和防止河岸林自然死亡的地下水临界埋深下限阈值。
若满足则转入S8；
若不满足则微调地下水开采量或微调地下水供水量或调整种植结构后，转入S2重新输入 计算分区模型关键参数，并置i＝i+1。
S8.以计算分区为单元，判断是否满足水盐平衡约束条件：
式中：XDAjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的农业灌区排水量，DI代 表内陆干旱区灌区排灌比例阈值，一般选取15％-30％。
若满足则转入S9；
若不满足则调整灌区内排灌用水比例后，转入S2重新输入计算分区模型关键参数，并置 i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协 调，并置i＝i+1。
S9.输出水资源配置结果。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而 理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，该方法包括以下步骤：
S1.以区域“生态-水-经济”的均衡发展为目标，建立目标函数；
S2.输入流域分区模型关键参数、行政分区模型关键参数、计算分区模型关键参数，进行流域分区-行政分区-计算分区协调、迭代运算，确定第i次水资源配置结果；
其中，i为迭代次数，i＝1，2，…，n；
S3.以流域分区为单元，判断耗水总量是否满足耗水平衡约束条件，若满足则转入S4；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S4.以流域分区为单元，判断生态环境用水分配比例、地下水开采量是否满足水生态平衡约束条件，若满足则转入S5；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S5.以行政分区为单元，判断是否满足用水总量平衡约束条件，若满足则转入S6；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S6.以行政分区为单元，判断是否满足水土平衡约束条件，若满足则转入S7；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S7.以计算分区为单元，根据计算分区中渠系河道供水量、各行业用水量等相关量，计算地下水生态水位，判断是否满足水量平衡约束条件，若满足则转入S8；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入计算分区模型关键参数，并置i＝i+1；
S8.以计算分区为单元，判断是否满足水盐平衡约束条件，若满足则转入S9；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入计算分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；
S9.输出水资源配置结果。
2.如权利要求1所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S1所述目标函数为
式中，j表示区域内第j个子流域单元，k表示第k个子行政单元，t表示第k个计算时段，分别表示第j个子流域套第k个子行政单元的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率的权重参数，XRCjkt、XRRjkt、XRIjkt、XRAjkt、XREjkt、XRVjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率。
3.如权利要求2所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S2所述流域分区模型关键参数包括流域分区需水方案设置、流域分区国民经济需水量、流域外调水资源量、流域地下水供水参数、流域生活、工业、工业耗水率相关参数；所述行政分区模型关键参数包括行政分区国民经济指标、国民经济用水定额、农田灌溉面积、政府预留水量；所述计算分区模型关键参数包括计算分区种植结构、水量分配相关指标、河渠系参数、灌溉水利用参数、地表水与地下水联合供水比例、污水处理参数；所述流域分区-行政分区-计算分区协调是根据三层次用户对水资源的需求，结合供水过程，进行三层次的目标函数及约束条件协调修正。
4.如权利要求2所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S3所述耗水平衡约束条件为，
国民经济耗水量不得大于子流域水资源可利用量
式中，XCCjkt、XCRjkt、XCIjkt、XCAjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业用水耗水量，Qj表示第j个子流域水资源可利用量。
5.如权利要求4所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S4所述水生态平衡约束条件为，
子流域内生态环境用水比例不得低于生态系统自我修复最低阈值
式中，Wj代表第j个子流域水资源总量，Ej代表第j个子流域生态环境用水指标阈值，具体指标由流域实际情况确定；
地下水取水总量不得大于地下水可开采量
式中，XGCjkt、XGRjkt、XGIjkt、XGAjkt、XGEjkt、XGVjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境地下水供水量，Gj代表第j个子流域地下水资源可开采量。
6.如权利要求5所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S5所述用水总量平衡约束条件为，
用水总量不大于最严格水资源管理制度“三条红线”用水总量控制指标
式中，XSCjkt、XSRjkt、XSIjkt、XSAjkt、XSEjkt、XSVjkt分别表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境地表水供水量，分别代表第k个子行政单元地表水和地下水用水总量控制指标。
7.如权利要求6所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S6所述水土平衡约束条件为
式中：Sk代表第k个子行政单元农田灌溉面积，XQAjkt代表第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段农业用水量，Gin代表农业可灌溉水量与农田灌溉面积匹配性的基尼系数指标阈值。
8.如权利要求7所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S7所述水量平衡约束条件为
Hmin≤Hjkt≤Hmax
式中：Rc、Rr、Ri、Ra、Re、Rv分别表示计算分区城市生活、农村生活、农业、工业、城镇生态环境和农村生态环境缺水率阈值；Hjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的地下水位，Hmin、Hmax分别代表防止内陆干旱区河岸林产生盐渍化临界埋深上限阈值和防止河岸林自然死亡的地下水临界埋深下限阈值。
9.如权利要求8所述的面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，其特征在于：步骤S8所述水盐平衡约束条件为
式中：XDAjkt表示第j个子流域套第k个子行政单元第t个时段的农业灌区排水量，DI代表内陆干旱区灌区排灌比例阈值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810532758.8A CN108681974B (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810532758.8A CN108681974B (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108681974A true CN108681974A (zh) | 2018-10-19 |
| CN108681974B CN108681974B (zh) | 2021-11-02 |
Family
ID=63808828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810532758.8A Active CN108681974B (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108681974B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109685685A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于宏观配置方案的水资源多目标均衡调度方法 |
| CN109712025A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-03 | 三峡大学 | 一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法 |
| CN111639421A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-09-08 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 | 内陆河流域人工与天然绿洲转化过程与适宜比例研究方法 |
| CN111738554A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-02 | 华北水利水电大学 | 基于耗水量的山水林田湖草各系统均衡的水资源配置方法 |
| CN111996980A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-11-27 | 河海大学 | 一种区域水资源均衡集约利用的方法 |
| 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 |
| CN113469563A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-01 | 中国水利水电科学研究院 | 一种流域地表水环境背景区域确定方法 |
| CN114663254A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-24 | 中国水利水电科学研究院 | 一种水资源-粮食-能源-生态协同调控方法 |
| CN115496622A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-20 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Mikebasin水资源配置模型文件快速生成方法 |
| CN116307936A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-06-23 | 长江水利委员会长江科学院 | 用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140026085A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Saudi Arabian Oil Company | System and Method for Effective Plant Performance Monitoring In Gas Oil Separation Plant (GOSP) |
| CN103544533A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 上海宝信软件股份有限公司 | 一种调水工程水资源优化配置动态模型构建系统 |
| CN104809516A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-29 | 山东省水利科学研究院 | 引黄灌区水资源多目标优化配置模型及其求解方法 |
| WO2016098451A1 (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | 株式会社日立製作所 | ポンプ運用計画システムおよびポンプ運用計画方法 |
| CN106097163A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种面向时空均衡的水资源优化配置方法 |
| CN107316112A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-03 | 国网能源研究院 | 一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统 |
| CN107480813A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-15 | 河海大学 | 基于多目标混沌遗传算法的流域水资源优化配置方法 |
| CN107767048A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-06 | 中国水利水电科学研究院 | 一种水资源层次化配置方法和配置模型 |
-
2018
- 2018-05-29 CN CN201810532758.8A patent/CN108681974B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103544533A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 上海宝信软件股份有限公司 | 一种调水工程水资源优化配置动态模型构建系统 |
| US20140026085A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Saudi Arabian Oil Company | System and Method for Effective Plant Performance Monitoring In Gas Oil Separation Plant (GOSP) |
| WO2016098451A1 (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | 株式会社日立製作所 | ポンプ運用計画システムおよびポンプ運用計画方法 |
| CN104809516A (zh) * | 2015-04-16 | 2015-07-29 | 山东省水利科学研究院 | 引黄灌区水资源多目标优化配置模型及其求解方法 |
| CN106097163A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种面向时空均衡的水资源优化配置方法 |
| CN107316112A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-03 | 国网能源研究院 | 一种成本效益最优的火电机组减排方案定制方法和系统 |
| CN107480813A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-15 | 河海大学 | 基于多目标混沌遗传算法的流域水资源优化配置方法 |
| CN107767048A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-06 | 中国水利水电科学研究院 | 一种水资源层次化配置方法和配置模型 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| CAO LIANHAI等: "Optimal Allocation of Multi-objective Water Resources Based on Genetic Algorithm", 《IEEE》 * |
| LI LIQIN等: "An optimal water allocation model based on "Water-Economy" Gini Coefficient in Urban agglomeration", 《IEEE》 * |
| 丙孝芳: "《中国地学通鉴水文卷》", 31 January 2018 * |
| 周翔南: "水资源多维协同配置模型及应用", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
| 康邵忠等: "干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用", 《水利学报》 * |
| 李金燕: "基于生态优先的宁夏中南部干旱区域水资源合理配置研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
| 杨朝晖等: "面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例", 《水利水电技术》 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109685685A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-26 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于宏观配置方案的水资源多目标均衡调度方法 |
| CN109712025A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-03 | 三峡大学 | 一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法 |
| CN109712025B (zh) * | 2019-01-14 | 2020-01-07 | 三峡大学 | 一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法 |
| CN111639421B (zh) * | 2020-05-13 | 2023-05-23 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 | 内陆河流域人工与天然绿洲转化过程与适宜比例研究方法 |
| CN111639421A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-09-08 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 | 内陆河流域人工与天然绿洲转化过程与适宜比例研究方法 |
| CN111738554A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-10-02 | 华北水利水电大学 | 基于耗水量的山水林田湖草各系统均衡的水资源配置方法 |
| CN111738554B (zh) * | 2020-05-25 | 2024-01-19 | 华北水利水电大学 | 基于耗水量的山水林田湖草各系统均衡的水资源配置方法 |
| CN111996980A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-11-27 | 河海大学 | 一种区域水资源均衡集约利用的方法 |
| 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 |
| CN113469563A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-01 | 中国水利水电科学研究院 | 一种流域地表水环境背景区域确定方法 |
| CN114663254A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-24 | 中国水利水电科学研究院 | 一种水资源-粮食-能源-生态协同调控方法 |
| CN115496622A (zh) * | 2022-09-14 | 2022-12-20 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Mikebasin水资源配置模型文件快速生成方法 |
| CN115496622B (zh) * | 2022-09-14 | 2023-10-13 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Mikebasin水资源配置模型文件快速生成方法 |
| CN116307936A (zh) * | 2023-05-17 | 2023-06-23 | 长江水利委员会长江科学院 | 用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质 |
| CN116307936B (zh) * | 2023-05-17 | 2023-08-18 | 长江水利委员会长江科学院 | 用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108681974B (zh) | 2021-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108681974A (zh) | 一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法 | |
| Zhou et al. | Rainfall-runoff simulation in karst dominated areas based on a coupled conceptual hydrological model | |
| CN103544533B (zh) | 一种调水工程水资源优化配置动态模型构建系统 | |
| Wetzel | Limnology: lake and river ecosystems | |
| Zhang et al. | Using Markov chains to analyze changes in wetland trends in arid Yinchuan Plain, China | |
| Jorgensen et al. | Handbook of inland aquatic ecosystem management | |
| Jung et al. | Water management practices and SCS curve numbers of paddy fields equipped with surface drainage pipes | |
| DuMars et al. | New Mexico water law: Determining public welfare values in water rights allocation | |
| Babu et al. | BOD–DO modeling and water quality analysis of a waste water outfall off Kochi, west coast of India | |
| CN108108556A (zh) | 一种基于耗散-汇合结构的灌区水循环模型构建方法 | |
| Mainuddin et al. | The water and salt balance of polders/islands in the Ganges Delta. | |
| Garner et al. | Human effects on the hydrologic system of the Verde Valley, Central Arizona, 1910–2005 and 2005–2110, using a regional groundwater flow model | |
| Bouri et al. | Impacts of wastewater irrigation in arid and semi arid regions: case of Sidi Abid region, Tunisia | |
| Paudel | Role of sediment in the design and management of irrigation canals: Sunsari Morang Irrigation Scheme, Nepal | |
| CN203159335U (zh) | 校园景观水体生态维护系统 | |
| Shoemaker et al. | Comparison of estimated areas contributing recharge to selected springs in north-central Florida by using multiple ground-water flow models | |
| CN104718832B (zh) | 一种盐碱地粘质土壤田间盐分调控方法 | |
| Yang et al. | Potential causes of salinity trend in seawater overlaying a mudflat inside a semi-enclosed bay | |
| De Donno et al. | Environmental quality and hygienic safety of the Alimini Lakes (Puglia, Italy): 20 years of monitoring (1995–2014) | |
| Hamilton | Application of a ground-water flow model to the Mesilla Basin, New Mexico and Texas | |
| Eresso | Assessment of water balance of lake Ziway and its temporal variation due to water abstraction | |
| Chandra et al. | Assessment of ground water resources for irrigation in Nalanda District of South Bihar, India | |
| Zini et al. | Groundwater sustainability in the Friuli Plain | |
| Arthika et al. | A review-tank and its role in recharing groundwater | |
| Brydsten | A mathematical model for lake ontogeny in terms of filling with sediments and macrophyte vegetation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211014 Address after: 100038 970, block a, No.1, Fuxing Road, Haidian District, Beijing Applicant after: China Institute of Water Resources and Hydropower Research Applicant after: BEIJING WATER SCIENCE & TECHNOLOGY INSTITUTE Address before: 100038 970, block a, No.1, Fuxing Road, Haidian District, Beijing Applicant before: China Institute of Water Resources and Hydropower Research |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |