CN109636182B - 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法 - Google Patents

一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109636182B
CN109636182B CN201811509972.8A CN201811509972A CN109636182B CN 109636182 B CN109636182 B CN 109636182B CN 201811509972 A CN201811509972 A CN 201811509972A CN 109636182 B CN109636182 B CN 109636182B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
reservoir
pond
available
utilization
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.)
Active
Application number
CN201811509972.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109636182A (zh
Inventor
王紫霞
刘光裕
许月萍
白直旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Hydrology Bureau
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang Hydrology Bureau
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Hydrology Bureau, Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang Hydrology Bureau
Priority to CN201811509972.8A priority Critical patent/CN109636182B/zh
Publication of CN109636182A publication Critical patent/CN109636182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109636182B publication Critical patent/CN109636182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，通过收集山塘水库所在的流域内长序列逐日的水文气象资料以及其下游的用水需求，综合山塘水库的来水、需水以及工程状况，分别进行建库前后的供需平衡分析，得到建库前后的水资源可利用量，并评估山塘水库水资源的利用潜力，由此得到水资源使用权量。本发明为水权交易过程中水资源使用权量的确定提供了一种具体算法，并充分考虑了洪水资源的利用，为后续的山塘水库水权确权及水权交易工作提供了良好的技术依据。

Description

一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法
技术领域
本发明设计水文水资源应用以及水权交易领域，具体涉及一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法。
背景技术
随着人们日益增长的生活需求和经济的飞速发展，对水的需求越来越大、越来越高。与此同时，自然水的供给能力越来越弱化，凸显了水资源的稀缺性。但是，部分农村地区的山塘水库中的水是“望天下、任地流”的“大锅水”，农民节水意识淡薄，水资源浪费严重，很多山塘处于闲置状态，有效利用率低。因此，开展农村集体山塘水库水权交易，在使用效率和优化配置上，可以通过水资源使用权的流转来促进水资源从边际效益低的使用者转向边际效益高的使用者，从而实现单位水资源产出的最大化，使得农村山塘水库优质水资源资产的价值得到充分体现。
进行水权交易，一个很关键的要素是水资源使用权量的确定。部分省份出台的文件规定可以进行水权交易的水资源使用权量是指通过一定措施节约的水资源量。但是目前在诸多的研究和应用中对水资源使用权量尚未形成一个统一公认的定义和概念，并且未考虑对于弃水的有效利用，造成了一定程度的水资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，结合供需平衡分析，得到某个山塘水库可以用于水权交易的水资源使用权量，为山塘水库的水权交易提供有效的技术依据，从而解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出的一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，水资源使用权量X＝S后-S前+S潜，包括以下各步骤：
(1)收集山塘水库邻近站点的水文气象资料，山塘水库的基本工程特性、调度规则以及下游的用水需求。
(2)评估山塘水库的水资源量
Figure BDA0001900465000000021
利用水文气象的长系列资料，进行入库径流的还原计算，山塘水库的水资源量可以用入库径流量来表示。
(3)评估最小生态需水量
Figure BDA0001900465000000022
生态需水量是指为维护生态系统和水环境所必需的水资源量，可以采用Tennant法等方法来确定，也可以根据当地实际情况确定。
(4)建库前可利用量分析S前
建库前，其坝址以上集雨面积水资源量基本无调蓄能力，可利用量根据天然可用水量W可用,i以及用户需水W需,i要求来计算，取可用水量和用户需水量二者之间的较小值，即当可用水量小于需水量时，其供水量为可用水量；当可用水量大于需水量时，其供水量为需水量，多余的水量无法控制将被弃掉。其中，可用水量为水资源量减去最小生态需水量以及渗漏水量之后的剩余水量。渗漏水量根据山塘水库的实际情况进行确定。
W可用,i＝Wi-W生,i-W渗,i
Figure BDA0001900465000000023
(5)建库后可利用量分析S后
山塘水库的可利用量主要受以下几方面因素影响，一是来水量，二是用水需求，三是水库库容、供水能力等工程条件。山塘水库建成后，可以存蓄丰水期水量并用于枯水期供水，从而增加其坝址以上集雨面积的水资源使用量。根据山塘水库的运行调度规则，进行逐日的调节计算，并根据始末库容的变化，得到建库后的可利用量S后。
(6)评估利用潜力S潜
扣除水资源实际利用量之后，在保障水库防洪安全的基础上，并统筹考虑山塘水库下游所需的生态环境需水量，通过经济合理、技术可行的工程或者非工程措施，还能够进一步调控利用的水资源量，被称作山塘水库的利用潜力。
山塘利用潜力可以采用虚拟用水策略的方法来评估，即在保障所有用户的用水保证率能够达到90％的前提下，我们最多可以为山塘增设虚拟用水户c人，人均生活用水定额b，这表明山塘水库在保证现状用水户用水的前提下，还可以满足一定数量的生产生活的供水需求，供给虚拟用水户的这一部分水资源量可以作为利用潜力，即
S潜＝365·b·c
(7)评估水资源使用权量X
山塘水库建成前后的可利用量差值反映了以山塘水库工程产权为基础的水资源使用量的变化，再考虑水权交易后，受让方会通过工程或非工程措施开发利用水资源，从而提出山塘水库的利用潜力。水资源使用权量的计算公式如下：
X＝S后-S前+S潜
进一步，步骤(6)中，山塘水库仍可以被开发利用的能力的评估，采用虚拟用水策略来计算。在当前的用水需求基础上，增设虚拟用水户，保障所有用户的用水保证率能够达到90％。增设的虚拟用水户若大于0，则表明山塘水库在保证现状用水户用水的前提下，还可以满足一定数量的生产生活的供水需求，供给虚拟用水户的这一部分水资源量可以作为仍可以被开发利用的水资源量。理想状态下，通过无限建设工程和无限提高水库洪水调度利用水平，山塘水库水资源利用潜力可以等价于山塘水库现有条件下所产生的“弃水”，因此利用潜力的最大阈值为
Figure BDA0001900465000000031
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：建立了水资源使用权量的评估模型并给出了具体的算法，同时考虑了山塘水库的利用潜力，为后续的水权交易提供了一定的技术依据和指导。
具体实施方式
本发明提出的一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，下面将通过实施例对本发明作进一步说明。
一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，以浙江省A山塘为例，包括以下步骤：
(1)调查并收集A山塘管理和保护范围内自然环境、社会经济、水功能区水质及水污染状况、耕地、林地面积和权属情况、附属水利设施、供水范围、供水对象、灌溉面积、调度运行等基本资料，并收集A山塘所在区域邻近水文站、雨量站的水文气象资料。
(2)评估山塘水库的水资源量Wi
收集到A山塘邻近的B水文站1966-1998年的长系列逐日径流及降水资料，C雨量站1966-1998年的长系列逐日降水资料。考虑到地理位置、水文气象条件及测站高程等因素，A山塘的雨量采用C雨量站的观测数据，B水文站作为参证站，采用水文比拟法计算可得A山塘的入库径流流量。计算公式如下：
Figure BDA0001900465000000041
Q：径流量(m3/s)；F：集水面积(km2)；H：降雨量(mm)。
A山塘水资源量Wi近似用入库径流量代替。
Figure BDA0001900465000000042
上式中，Wi表示第i天的水资源量，
Figure BDA0001900465000000043
指第i天的t时段内入库径流的流量。
评估得到，A山塘多年平均水资源量为307.49万m3。
(3)评估最小生态需水量
Figure BDA0001900465000000044
生态需水量是指维护生态系统和水环境所必需的水资源量。一般来说，最小生态需水量可以采用Tennant法等方法来评估，河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。本实施例中，最小生态需水量采用浙江省的地方标准，根据长系列(1966-1998年)水文资料的多年平均径流量的10％来确定。
(4)建库前可利用量分析S前
据调查，A山塘需要给3400位居民供给生活用水，且有450亩的农田灌溉任务。根据已发布的人均生活用水每天定额b，可以求得A山塘下游的每天的生活用水需求W生需,i＝200·b。考虑农作物的灌溉制度、降水、蒸发等因素，可以求得每天的农业灌溉需求W农需,i。因为下游无工业灌水需求，所以W工需,i取0。A山塘的渗漏损失水量按照山塘的实际情况计算，可以取山塘水资源量的0.2‰。由此可以计算得到可用水量以及建库前的可利用量。A山塘建库前的多年平均可利用量为45.88万m3。
W需,i＝W生需,i+W农需,i+W工需,i
W可用,i＝Wi-W生,i-W渗,i
Figure BDA0001900465000000051
(5)山塘建成后可利用量分析
丰水期的水量可以存蓄并用于枯水期供水，但是存蓄的水量一旦超过山塘的兴利库容，则开始下泄产生弃水。根据A山塘的运行调度规则，进行逐日的调节计算，得到每天的利用量min(W'可用,i，W需,i)。W'可用,i由两部分组成，一是前一天的山塘蓄水量Vi-1，二是当天的天然可用水量W可用,i。
W'可用,i＝Vi-1+W可用,i
时段初始的山塘蓄水量为V始，时段末的山塘蓄水量为V末，按照公式
Figure BDA0001900465000000052
计算，可得山塘建成后的多年平均可利用量为54.06万m3。
(6)评估利用潜力
S潜＝365·b·c
根据前面的计算可知，A山塘有产生一定量的弃水，说明还有待开发利用的空间。A山塘利用潜力的最大阈值为
Figure BDA0001900465000000053
我们采用虚拟用水策略的方法来评估山塘水库仍可以被开发利用的水资源量S潜。当前用水户为3400户，用水保证率可以到达100％，由于目前山塘管理方并不打算采取工程措施来提高山塘的利用水平，所以基于现状水平，在保障所有用户的用水保证率能够达到90％的前提下，我们最多可以为A山塘增设虚拟用水户c人，这表明山塘水库在保证现状用水户用水的前提下，还可以满足一定数量的生产生活的供水需求，供给虚拟用水户的这一部分水资源量可以作为利用潜力，人均生活用水定额b，即S潜＝365·b·c，可以求得A山塘多年平均的利用潜力为22.68万m3。
(7)评估水资源使用权量X
A山塘的水资源使用权量如下：
X＝S后-S前+S潜
评估得到A山塘的水资源使用权量为30.86万m3。
本办法建立了水资源使用权量的评估模型并给出了具体的算法，同时考虑了山塘水库的利用潜力，提高水资源的利用率，为后续的水权交易提供了一定的技术依据和指导。
如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (3)

1.一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)收集山塘水库邻近站点的水文气象资料，山塘水库的基本工程特性、调度规则以及下游的用水需求；
(2)评估山塘水库的水资源量
Figure FDA0001900464990000011
利用水文气象的长系列资料，进行入库径流的还原计算，山塘水库的水资源量可以用入库径流量来表示，其中，i表示天，一共有n天；
(3)评估最小生态需水量
Figure FDA0001900464990000012
(4)分析建库前可利用量S前
建库前，其坝址以上集雨面积水资源量基本无调蓄能力，可利用量根据天然可用水量W可用,i以及用户需水W需,i来计算，取可用水量和用户需水量二者之间的较小值，其中，可用水量为水资源量减去最小生态需水量以及山塘水库渗漏水量之后的剩余水量，渗漏水量根据实际情况进行确定：
W可用,i＝Wi-W生,i-W渗,i
Figure FDA0001900464990000013
(5)分析建库后可利用量S后
山塘水库建成后，可以存蓄丰水期水量并用于枯水期供水，根据山塘水库的运行调度规则，进行逐日的调节计算，统计得到建库后的可利用量S后；
(6)评估利用潜力S潜
山塘水库的利用潜力，是指扣除建库后的水资源实际利用量之后，通过合理可行的工程或非工程措施，在不破坏下游生态环境和保证山塘水库工程安全的基础上，还可以进一步调控使用的水资源量；
山塘利用潜力采用虚拟用水策略的方法来评估，即在保障所有用户的用水保证率能够达到90％的前提下，最多可以为山塘增设虚拟用水户c人，人均生活用水定额b，山塘水库在保证现状用水户用水的前提下，还可满足一定数量的生产生活的供水需求，供给虚拟用水户的这一部分水资源量即为利用潜力，即
S潜＝365·b·c；
(7)评估水资源使用权量X
山塘建成前后的可利用量差值反映了以山塘工程产权为基础的水资源使用量的变化，再考虑水权交易后，受让方会通过工程或非工程措施开发利用水资源，从而提出利用潜力，水资源使用权量的计算公式如下：
X＝S后-S前+S潜。
2.根据权利要求1所述的考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，其特征在于：建库前，山塘水库无调节能力，当可用水量大于需水量时，供水量为需水量，当可用水量小于需水量时，供水量为可用水量；建库后，山塘水库有调蓄能力，可以将丰水期的水存蓄起来补给枯水期。
3.根据权利要求1所述的考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法，其特征在于：步骤(6)中，通过无限建设工程和无限提高水库洪水调度利用水平，山塘水库水资源利用潜力可以等价于山塘水库现有条件下所产生的“弃水”，因此利用潜力的最大阈值为
Figure FDA0001900464990000021
CN201811509972.8A 2018-12-11 2018-12-11 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法 Active CN109636182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811509972.8A CN109636182B (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811509972.8A CN109636182B (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109636182A CN109636182A (zh) 2019-04-16
CN109636182B true CN109636182B (zh) 2022-11-15

Family

ID=66072626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811509972.8A Active CN109636182B (zh) 2018-12-11 2018-12-11 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109636182B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114418784B (zh) * 2021-12-29 2023-04-07 内蒙古河套灌区水利发展中心 一种考虑水源条件和灌溉方式的水权到户动态分配方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6510804B2 (ja) * 2014-12-11 2019-05-08 サントリーホールディングス株式会社 水環境負荷評価方法及びそのプログラム
CN106033430A (zh) * 2015-03-12 2016-10-19 解宇峰 一种农村环境综合整治技术分类及优选的方法
CN106875121A (zh) * 2017-02-16 2017-06-20 浙江省水利河口研究院 水库山塘水资源使用权量核定与分解方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109636182A (zh) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shiklomanov The world’s water resources
Zou et al. Greenhouse gas emissions from agricultural irrigation in China
Hall et al. Climate change and freshwater resources
Ashraf Managing water scarcity in Pakistan: moving beyond rhetoric
Kendy et al. Can urbanization solve inter-sector water conflicts? Insight from a case study in Hebei Province, North China Plain
CN109948220B (zh) 闸坝多目标泄流估算方法及系统
JI et al. Analysis of water resources supply and demand and security of water resources development in irrigation regions of the middle reaches of the Heihe River Basin, Northwest China
CN109636182B (zh) 一种考虑利用潜力的山塘水库水资源使用权量计算方法
Acreman et al. Does groundwater abstraction cause degradation of rivers and wetlands?
Shang A general multi-objective programming model for minimum ecological flow or water level of inland water bodies
Bastiaanssen et al. Managing scarce water resources in Asia: The nature of the problem and can remote sensing help?
Shaghude Estuarine environmental and socio-economic impacts associated with upland agricultural irrigation and hydropower developments: the case of Rufiji and Pangani estuaries, Tanzania
Booker et al. COMPETING WATER USES IN THE SOUTHWESTERN UNITED STATES: VALUING DROUGHT DAMAGES 1
Burt et al. California agricultural water electrical energy requirements
Wang et al. Eco-environmental effects of water resources development and utilization in the Sanjiang Plain, Northeast China
CN110162848B (zh) 一种与水相关的生态环境承载状态计量模型
CN115526468A (zh) 一种考虑生态耗水的干旱区灌溉用水效率评价方法
Chen et al. Ecologically-friendly operation scheme for the Jinping cascaded reservoirs in the Yalongjiang River, China
Deng et al. Evaluation method of rain–flood resource utilization availability and its application in the Hanjiang River Basin
Feng et al. Comprehensive benefit of flood resources utilization through dynamic successive fuzzy evaluation model: a case study
Yan et al. Integrating reasonable proportion of blue and green water into land use planning—A new ecological perspective
Aboulroos et al. Challenges in exploiting resources—General conclusion
Ma et al. Water Quality Restoration with Ecological Water Demand Allocation Regulation
Tsiourtis et al. Drought management plans for the Mediterranean region
CN118052680A (zh) 一种用于独流入海河流感潮断面的生态流量检测方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant