CN109685256A - 一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，包括以下步骤：1.得到典型年来水、需水数据库和用水总量指标库；2.进行余留期径流预报；3.确定该年的来水频率；4.确定面临时段的年度用水总量控制指标和余留期需水序列；5.确定水资源优化配置目标函数和约束条件；6.求解面向总量控制的水资源配置模型并执行余留期洪水(调度)计划；7.动态更新供水(调度)计划；8.调度期末水量调整评价。本发明首次提出结合混沌Volterra径流预报的用水总量指标年内滚动调整方法，能逐月更新年度总量控制指标，通过“实时监测、滚动决策”的方法使各子区的年供水量始终控制在年度用水总量指标内，为实现用水总量动态管理提供了一种新的思路。

Description

一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法

技术领域

本发明属于水资源规划及管理领域，特别涉及一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法。

背景技术

作为最严格水资源管理制度的三条红线之一，我国已经完成省，地(市)，县(区)三级行政区用水总量控制指标的确定工作并制定了相应的考核方法。为了使用水总量控制指标落实到水量分配和调度实践中，需要确定“年度用水总量控制指标”(不同来水情况下的用水总量指标的修正值)并对水量过程施加约束。面向总量控制的水量分配与调度涉及三个问题：一是年度用水总量控制指标的确定，二是余留期年度用水总量指标的分配方法和控制手段；三是余留期水量在区域内不同子区不同用水户间的最优分配。这里，余留期是指水量分配和调度相应的时期。针对第一个问题，通常是通过“丰增枯减”的比例原则或建立用水总量-降水量函数关系解决，但按照这些方法，只有这年过去之后，年度用水总量才能最终确定，这不利于用水总量动态管理；对于第二、三个问题，目前的研究大多是将年度用水总量指标作为一个常量约束加入到配置模型，没有考虑其随余留期来水丰枯情势变化而调整的环节，配置结果无法有效的适应年内不同的来水情况。鉴于此，考虑完善并发展一种新的面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，不仅有利于管理部门在年内对用水量进行考核，而且是对变化来水条件下的水资源配置理论与方法的丰富与补充。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，以实现用水总量控制下的水量动态优化分配。

为实现上述目的，本发明提供一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，包括如下步骤：

步骤1，得到典型年来水数据库、典型年需水数据库和用水总量指标库；

步骤2，进行流域余留期径流预报；

步骤3，确定该年的来水频率；

步骤4，确定面临时段的年度用水总量控制指标和余留期需水预测序列；

步骤5，确定面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数和约束条件；

步骤6，求解面向总量控制的水量动态分配模型并执行余留期供水(调度)计划；

步骤7，动态更新供水(调度)计划。

进一步的，步骤1的具体实现方式如下，

首先，将该流域划分为多个子区，并采集流域内各子区来水资料、需水资料、用水总量指标资料；

然后，将来水资料整理成年径流数据和月径流数据，绘制年径流序列的理论频率曲线，选择各子区来水频率P＝50％，P＝75％，P＝95％的来水径流过程作为典型年来水数据库；

接下来，统计规划年P＝50％，P＝75％，P＝95％来水频率下各子区生活、农田灌溉、林牧渔的用水定额及工业用水的万元增加值，采用趋势法预测规划年的人口数、灌溉面积、牲畜头数、工业产量发展指标，将用水定额乘上该定额对应的发展指标，从而计算出对应于该频率年的生活、生产需水量；对于生态需水，直接采用Tennant法预测断面生态需水；最终得到各子区三种来水频率下的需水数据库；

最后，通过水资源管理部门每年下发的年用水总量指标文件整理出各县(区)平(P＝50％)、枯(P＝75％)、特枯水年(P＝95％)的用水总量指标作为典型年用水总量指标库。

进一步的，步骤2进行流域余留期径流预报的具体实现方式如下：

首先，将步骤1中整理得到的月径流数据进行相空间重构，设实测水文混沌时间序列为{x(t),t＝0，1,2,...,N}，利用相空间重构法可得一点状态向量，表示为，

X(t)＝{x(t),x(t-τ),x(t-2τ),...,x[t-(m-1)τ]},t＝(m-1)τ+1,...,N

其中，m为嵌入维数，τ为延迟时间，t为月份，N为水文序列总月数；

然后，按当前时段选择不同的预报期长度L，进行基于混沌Volterra的自适应模型的余留期径流预报，具体为：当前月份为1月，2月，…，12月时，预报期长度L依次为12，11，…，1，当预报期长度L＝1时，采用二阶截断m项求和Volterra自适应预测模型计算单步预测，表达式为，

式中，为下一个月的预测流量，h₁，h₂分别为一阶、二阶Volterra核函数，i₁,i₂分别表示延迟的时段序号，i₁＝0,1,...,m-1，i₂＝0,1,...,m-1；

当余留期长度L＝η>1时，采用迭代预测方法进行多步预测，表达式为：

式中，X(t+η)为面临时段后第η月的预测流量。

进一步的，步骤3中确定该年的来水频率的具体实现方式如下，

在步骤2得到余留期的径流预报结果后，统计前期已经发生的实测径流过程x_t(t＝1,...,tc-1)，采用逐月相关系数判断径流所属的水文频率，表达式为，

式中，是前期实测径流和余留期预报径流过程的平均值，y_t(t＝1,...,T)是步骤1中某一个典型年来水径流过程，是其均值，通过计算实际年的来水径流过程与各典型年径流过程的相关系数r，选择相关系数最大的典型年类型作为面临第tc时段的频率年类型p_tc。

进一步的，步骤4的具体实现方式如下，

首先，结合步骤3中判断的频率年类型p_tc，在步骤1中的典型年用水总量指标库中选择相同频率年类型下的用水总量指标作为第tc月份第i子区的年度用水总量指标W_tc,i，同时可确定第tc月份的余留期控制指标WF_tc,i，其中，WF_tc,i是通过在年度用水总量指标W_tc,i中扣除前期实际用水得到的，表达式为，

式中，Y_t,i,j为第t时段第i子区第j用水户的实际用水量，M为用水户总数目；

然后，结合步骤3中判断的频率年类型p_tc，在步骤1中的典型年需水数据库中选择相同频率年类型下的第i子区第j类用户的需水过程D_t,i,j(t＝tc,...,T)，作为余留期需水预测序列。

进一步的，步骤5的具体实现方式如下：

设某个区域可分为N个子区，每个子区分为生活、农业、工业、河道外生态环境几类用户，M为用水户总数目，M＝4，j＝1，2，3，4分别代表生活、农业、林牧渔、工业用水；

面向总量控制的水量动态分配模型的决策变量包括各子区各用水户的时段供水量、水库时段末水位、水库引水量和水库下泄流量；

面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数为余留期内流域加权总缺水量最小，表达式为，

式中，tc为面临时段编号，tc＝1,2,…12，T为调度期总计算时段数，T＝12，S_t,i,j、D_t,i,j分别为t时段第i子区第j类用户的供水量和需水量，α_ij为权重系数；

面向总量控制的水量动态分配模型的约束条件包括水库水量平衡方程，水库蓄水量约束、水库下泄流量约束，取水、用水、汇水节点平衡方程，分配水量约束、控制断面生态流量约束及用水总量指标约束及非负约束。

进一步的，步骤6的具体实现方式如下，

首先，步骤5中的目标函数和约束条件构成了线性规划模型，可采用单纯形法进行模型的优化求解，求解结果中的余留期各子区各用水户的时段供水量、水库各时段引水量可作为余留期的供水计划，水库各时段下泄流量可作为余留期水库调度计划；

然后，执行面临时段用水(调度)计划，第tc时段的取水、水库泄流等行为均按求解结果中确定的余留期供水(调度)计划执行；

进一步的，步骤7的具体实现方式如下，

当进入到第(tc+1)时段时，重复步骤2更新余留期的径流预报，重复步骤3～步骤4更新该年的来水频率类型、余留期需水过程、年度用水总量控制指标和余留期用水总量指标，并将上述更新后的数据反馈给面向总量控制的水量动态分配模型，重复步骤5～步骤6重新进行水资源的优化分配，得到更新后的供水(调度)计划。

进一步的，还包括步骤8，调度期末水量调整评价，具体实现方式如下，

从调度期初开始，在每一个时段末重复上述步骤1-步骤7，直至运行到调度期末，在调度期末统计各区域各月的供水情况，评价该年的用水总量月分配指标指定是否合理。

本发明所提供的面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，有别于传统的水资源优化配置模型，目前基于总量控制的水资源配置一般都是将总量红线直接当作约束，而没有考虑变化来水条件对总量指标的影响，即使少部分研究涉及到用水总量的年内调整，所依据的也是预报的“可用水量”，没有考虑来水过程的影响。因此，采用本发明所提供的面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，通过滚动判断逐月的年度用水总量指标，能得到较为合理的总量控制下的水量优化配置方案，提供了新的技术方法，结果简单明了，实施简便易行。对比现有技术，首次提出结合混沌Volterra径流预报的用水总量指标年内滚动调整方法，并将之应用于水资源优化配置模型中，是本技术领域的重要创新，配置结果能保证各分区余留期用水量始终控制在余留期总量控制指标之内，对于用水总量动态管理有重要意义，具有重要的推广使用价值

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为本发明实施例中抚河流域南丰县的余留期动态指标过程。

图3为本发明实施例中抚河流域临川区的余留期动态指标过程。

图4为本发明实施例中抚河流域初始-动态-理想指标对比图。

图5为本发明实施例中抚河流域水资源系统节点图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案、优点更加清晰，下面将结合本发明实施例来介绍本发明的技术方案。以江西省抚河流域为例，采用面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，对抚河流域进行水平年为2020年的水资源配置。

本发明实施例包括以下步骤：

步骤1，计算单元划分

根据抚河流域水系分布特征及水资源分区情况，将抚河流域分为12个计算分区，选取6处控制断面(洪门、廖坊两座水库的出流断面、沙子岭断面、南城断面、廖家湾断面和李家渡断面)，抚河流域水资源系统节点图见图5。

步骤2，得到典型年来水、需水数据库和用水总量指标库，实现如下：

首先，采集流域内各子区来水、需水、用水总量指标等资料。来水数据包括抚河流域12个计算分区的月产流数据、抚河流域沙子岭、南城、桃陂、娄家村、李家渡5个代表性水文站1964-1987年的逐月天然径流、抚河流域四级区1964-1987年的天然年径流资料；需水数据根据统计年鉴、《抚河流域水量分配研究报告》等资料统计得到；用水总量指标来源于抚州市水利局下达的2020年水资源管理“三条红线”控制指标要求。

然后，将径流资料整理成年径流数据和月径流数据，采用水文频率分析软件绘出年径流序列的理论频率曲线，选择各子区来水频率P＝50％，P＝75％，P＝95％的来水径流过程作为典型年来水数据库；

接下来，统计规划年P＝50％，P＝75％，P＝95％来水频率下各子区生活、农田灌溉、林牧渔的用水定额及工业用水的万元增加值，采用趋势法预测规划年的人口数、灌溉面积、牲畜头数、工业产量等发展指标，将用水定额乘上该定额对应的发展指标，从而计算出对应于该频率年的生活、生产需水量；对于生态需水，直接采用Tennant法预测断面生态需水。最终得到各子区三种来水频率下的需水数据库。

最后，通过抚州水利局下发的年用水总量指标文件整理出各县(区)平(P＝50％)、枯(P＝75％)、特枯水年(P＝95％)的用水总量指标作为典型年用水总量指标库。

步骤3，本次实施例假设未来某年的径流过程与1976年的径流过程相同，进行流域余留期径流预报，实现如下：

首先，将步骤2中整理得到的月径流数据进行相空间重构。设实测水文混沌时间序列为{x(t),t＝0，1,2,...,N}，利用相空间重构法可得一点状态向量，表示为：

X(t)＝{x(t),x(t-τ),x(t-2τ),...,x[t-(m-1)τ]},t＝(m-1)τ+1,...,N

其中，m为嵌入维数，τ为延迟时间，这两个参数可分别通过伪最近邻域法和自相关法确定；t为月份，N为水文序列总月数。

然后，按当前时段选择不同的预报期长度L，进行基于混沌Volterra的自适应模型的余留期径流预报。具体为，当前月份为1月，2月，…，12月时，预报期长度L依次为12，11，…，1。当预报期长度L＝1时，采用二阶截断m项(即嵌入维数)求和Volterra自适应预测模型计算单步预测，表达式为

式中，为下一个月的预测流量。h₁，h₂分别为一阶、二阶Volterra核函数，其值可采用时间正交自适应算法来确定，i₁,i₂分别表示延迟的时段序号，i₁＝0,1,...,m-1，i₂＝0,1,...,m-1。

当余留期长度L＝η>1时，采用迭代预测方法进行多步预测，表达式为：

步骤4，确定该年的来水频率(代表年型)，实现如下：

在步骤3得到余留期的径流预报结果后，统计前期已经发生的实测径流过程x_t(t＝1,...,tc-1)，采用逐月相关系数判断径流所属的水文频率，表达式为：

式中，是前期实测径流和余留期预报径流过程的平均值；y_t(t＝1,...,T)是步骤1中某一个典型年来水径流过程，是其均值。通过计算实际年的来水径流过程与各典型年径流过程的相关系数r，选择相关系数最大的典型年类型作为面临第tc时段的频率年类型p_tc。

步骤5，确定面临时段的年度用水总量控制指标和余留期需水预测序列，实现如下：

首先，结合步骤4中判断的频率年类型p_tc，在步骤2中的典型年用水总量指标库中选择相同频率年类型下的用水总量指标作为第tc月份第i子区的年度用水总量指标W_tc,i，同时可确定第tc月份的余留期控制指标WF_tc,i。其中，WF_tc,i是通过在年度用水总量指标W_tc,i中扣除前期实际用水得到的，表达式为。

式中，Y_t,i,j为第t时段第i子区第j用水户的实际用水量，M为用水户总数目。

然后，结合步骤4中判断的频率年类型p_tc，在步骤2中的典型年需水数据库中选择相同频率年类型下的第i子区第j类用户的需水过程D_t,i,j(t＝tc,...,T)，作为余留期需水预测序列。

步骤6，确定面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数和约束条件，实现如下：

设某个区域可分为N个子区，每个子区分为生活、农业、工业、河道外生态环境等几类用户，M为用水户总数目，M＝4。j＝1，2，3，4分别代表生活、农业、林牧渔、工业用水。

面向总量控制的水量动态分配模型的决策变量包括各子区各用水户的时段供水量、水库时段末水位、水库引水量和水库下泄流量。

面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数为余留期内流域加权总缺水量最小，表达式为：

式中，tc为面临时段编号，tc＝1,2,…12。T为调度期总计算时段数，T＝12。S_t,i,j、D_t,i,j分别为t时段第i子区第j类用户的供水量和需水量。α_ij为权重系数，通过α_ij取值大小，可以表示不同子区和不同部门的缺水影响程度。

面向总量控制的水量动态分配模型的约束条件包括水库水量平衡方程，水库蓄水量约束、水库下泄流量约束，取水、用水、汇水节点平衡方程，分配水量约束、控制断面生态流量约束及用水总量指标约束及非负约束。其中，水量平衡约束中的来流数据为步骤3中得到的余留期径流预报序列，分配水量约束、控制断面生态流量约束中的需水资料来源于步骤5中确定的余留期需水预测序列。

水量平衡方程表达式为

式中，V_t,r是t时段初r水库的蓄水量，r为水库编号。分别是t时段r水库的入库水量、损失量和下泄水量；Div_t,i,r是t时段r水库库区给第i用水区的引水量。

水库蓄水量约束表达式为

式中，V_t+1,r，分别是t时段末r水库最小蓄水量和最大蓄水量。一般情况下，在汛期为r水库汛限水位对应的库容，在非汛期为水库正常蓄水位对应库容；V_t+1,r为r水库的死库容。

水库下泄流量约束表达式为

式中，和分别为第t时段r水库最小下泄流量和最大下泄流量；是第t时段从r水库引水的灌区工程渠道引水能力。

取水节点平衡方程表达式为

式中，R_t,i、分别为第t时段第i分区取水后河道内水量、上游河道来水量及取水量，其他变量意义同前；

用水节点平衡方程表达式为

式中，Local_t,i为第t时段第i分区的区域自产径流；β_j为第j类用水户的耗水系数，S_t,i,j为第t时段第i分区第j类用户的分配水量；WR_t,i为第t时段第i分区的退水量，其他变量意义同前。

汇水节点平衡方程表达式为

式中，为第t时段第h个汇水节点处的水量。H为与该汇水节点上游有水力联系的汇水节点总数目，x_h为与第h个汇水节点对应的用水分区的编号。其他变量意义同前。

如果紧邻第h个汇水节点下游为第i个用水节点，则

如果紧邻第h个汇水节点下游为第r个水库节点，则

分配水量约束表达式为

S_t,i,j≤D_t,i,j

式中变量意义同前。

控制断面约束表达式为

式中，为第t时段第u个控制断面的生态流量，生态流量采用Tennant法计算得到，其他变量意义同前。

用水总量指标约束的表达式为：

式中，t为月份，tc为当前月份序号。W_tc,i、WF_tc,i分别为步骤5中得到的第tc时段初确定的第i子区年度用水总量控制指标和余留期用水总量控制指标；

步骤7，求解面向总量控制的水资源优化配置模型并执行余留期供水(调度)计划，实现如下：

首先，步骤6中的目标函数和约束条件构成了线性规划模型，可采用单纯形法进行模型的优化求解。求解结果中的余留期各子区各用水户的时段供水量、水库各时段引水量可作为余留期的供水计划，水库各时段下泄流量可作为余留期水库调度计划。

然后，执行面临时段用水(调度)计划。第tc时段的取水、水库泄流等行为均按求解结果中确定的余留期供水(调度)计划执行。

步骤8，动态更新供水(调度)计划，实现如下：

当进入到第(tc+1)时段时，重复步骤2更新余留期的径流预报，重复步骤4～步骤5更新该年的来水频率类型、余留期需水过程、年度用水总量控制指标和余留期用水总量指标，并将上述更新后的数据反馈给面向总量控制的水量动态分配模型，重复步骤6～步骤7重新进行水资源的优化分配，得到更新后的供水(调度)计划。

步骤9，调度期末水量调整评价，实现如下：

从调度期初开始，在每一个时段末重复步骤2～步骤8，直至运行到调度期末。

通过模型求解，可以计算得到各子区逐月的余留期总量控制指标过程，称此过程为方案1。为分析本发明方法对供水行为的调整效果，称调度期初预报的年度总量指标为初始指标，初始指标控制下的逐月余留期指标过程记为方案2，并将方案1与方案2比对。本实施例只列出南丰县与临川区的两种方案比对图，如图2～图3所示。同时，当一年结束后，可以根据全年实际来水情况判断出该年的来水频率，将此频率对应的年度用水总量指标值称为理想指标。通过本发明所述方法得到的最后一个时段(12月份)的年度用水总量指标称为动态指标。初始指标、理想指标与动态指标的对比结果如图4所示。通过实施例成果可知，本发明所提供技术方案实现了各分区的余留期供水量始终控制在余留期指标之内，说明了本方法的有效性。

本发明主要应用于水资源规划及管理领域，能根据预报径流和实际来水情况，逐月更新年度总量控制指标，同时，本发明所提供的水量动态优化分配模型能通过“实时监测、滚动决策”的方法很好的适应未来来水变化，使各子区的年供水量始终控制在年度用水总量指标内，达到丰水年限制用水，避免浪费；枯水年适当增加供水，缓解干旱的效果。本发明的创新在于首次提出结合混沌Volterra径流预报的用水总量指标年内滚动调整方法，并将之应用于水资源优化配置模型中，为实现用水总量动态管理提供了一种新的思路。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，得到典型年来水数据库、典型年需水数据库和用水总量指标库；

步骤2，进行流域余留期径流预报；

步骤3，确定该年的来水频率；

步骤4，确定面临时段的年度用水总量控制指标和余留期需水预测序列；

步骤5，确定面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数和约束条件；

步骤6，求解面向总量控制的水量动态分配模型并执行余留期供水(调度)计划；

步骤7，动态更新供水(调度)计划。

2.如权利要求1所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤1的具体实现方式如下，

首先，将该流域划分为多个子区，并采集流域内各子区来水资料、需水资料、用水总量指标资料；

然后，将来水资料整理成年径流数据和月径流数据，绘制年径流序列的理论频率曲线，选择各子区来水频率P＝50％，P＝75％，P＝95％的来水径流过程作为典型年来水数据库；

接下来，统计规划年P＝50％，P＝75％，P＝95％来水频率下各子区生活、农田灌溉、林牧渔的用水定额及工业用水的万元增加值，采用趋势法预测规划年的人口数、灌溉面积、牲畜头数、工业产量发展指标，将用水定额乘上该定额对应的发展指标，从而计算出对应于该频率年的生活、生产需水量；对于生态需水，直接采用Tennant法预测断面生态需水；最终得到各子区三种来水频率下的需水数据库；

最后，通过水资源管理部门每年下发的年用水总量指标文件整理出各县(区)平(P＝50％)、枯(P＝75％)、特枯水年(P＝95％)的用水总量指标作为典型年用水总量指标库。

3.如权利要求2所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤2进行流域余留期径流预报的具体实现方式如下：

首先，将步骤1中整理得到的月径流数据进行相空间重构，设实测水文混沌时间序列为{x(t),t＝0，1,2,...,N}，利用相空间重构法可得一点状态向量，表示为，

X(t)＝{x(t),x(t-τ),x(t-2τ),...,x[t-(m-1)τ]},t＝(m-1)τ+1,...,N

其中，m为嵌入维数，τ为延迟时间，t为月份，N为水文序列总月数；

然后，按当前时段选择不同的预报期长度L，进行基于混沌Volterra的自适应模型的余留期径流预报，具体为：当前月份为1月，2月，…，12月时，预报期长度L依次为12，11，…，1，当预报期长度L＝1时，采用二阶截断m项求和Volterra自适应预测模型计算单步预测，表达式为，

式中，为下一个月的预测流量，h₁，h₂分别为一阶、二阶Volterra核函数，i₁,i₂分别表示延迟的时段序号，i₁＝0,1,...,m-1，i₂＝0,1,...,m-1；

当余留期长度L＝η>1时，采用迭代预测方法进行多步预测，表达式为：

式中，X(t+η)为面临时段后第η月的预测流量。

4.如权利要求3所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤3中确定该年的来水频率的具体实现方式如下，

在步骤2得到余留期的径流预报结果后，统计前期已经发生的实测径流过程x_t(t＝1,...,tc-1)，采用逐月相关系数判断径流所属的水文频率，表达式为，

式中，是前期实测径流和余留期预报径流过程的平均值，y_t(t＝1,...,T)是步骤1中某一个典型年来水径流过程，是其均值，通过计算实际年的来水径流过程与各典型年径流过程的相关系数r，选择相关系数最大的典型年类型作为面临第tc时段的频率年类型p_tc。

5.如权利要求4所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤4的具体实现方式如下，

首先，结合步骤3中判断的频率年类型p_tc，在步骤1中的典型年用水总量指标库中选择相同频率年类型下的用水总量指标作为第tc月份第i子区的年度用水总量指标W_tc,i，同时可确定第tc月份的余留期控制指标WF_tc,i，其中，WF_tc,i是通过在年度用水总量指标W_tc,i中扣除前期实际用水得到的，表达式为，

式中，Y_t,i,j为第t时段第i子区第j用水户的实际用水量，M为用水户总数目；

然后，结合步骤3中判断的频率年类型p_tc，在步骤1中的典型年需水数据库中选择相同频率年类型下的第i子区第j类用户的需水过程D_t,i,j(t＝tc,...,T)，作为余留期需水预测序列。

6.如权利要求4所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤5的具体实现方式如下：

设某个区域可分为N个子区，每个子区分为生活、农业、工业、河道外生态环境几类用户，M为用水户总数目，M＝4，j＝1，2，3，4分别代表生活、农业、林牧渔、工业用水；

面向总量控制的水量动态分配模型的决策变量包括各子区各用水户的时段供水量、水库时段末水位、水库引水量和水库下泄流量；

面向总量控制的水量动态分配模型的目标函数为余留期内流域加权总缺水量最小，表达式为，

式中，tc为面临时段编号，tc＝1,2,…12，T为调度期总计算时段数，T＝12，S_t,i,j、D_t,i,j分别为t时段第i子区第j类用户的供水量和需水量，α_ij为权重系数；

面向总量控制的水量动态分配模型的约束条件包括水库水量平衡方程，水库蓄水量约束、水库下泄流量约束，取水、用水、汇水节点平衡方程，分配水量约束、控制断面生态流量约束及用水总量指标约束及非负约束。

7.如权利要求6所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤6的具体实现方式如下，

首先，步骤5中的目标函数和约束条件构成了线性规划模型，可采用单纯形法进行模型的优化求解，求解结果中的余留期各子区各用水户的时段供水量、水库各时段引水量可作为余留期的供水计划，水库各时段下泄流量可作为余留期水库调度计划；

然后，执行面临时段用水(调度)计划，第tc时段的取水、水库泄流等行为均按求解结果中确定的余留期供水(调度)计划执行。

8.如权利要求7所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：步骤7的具体实现方式如下，

当进入到第(tc+1)时段时，重复步骤2更新余留期的径流预报，重复步骤3～步骤4更新该年的来水频率类型、余留期需水过程、年度用水总量控制指标和余留期用水总量指标，并将上述更新后的数据反馈给面向总量控制的水量动态分配模型，重复步骤5～步骤6重新进行水资源的优化分配，得到更新后的供水(调度)计划。

9.如权利要求7所述的一种面向总量控制的流域水量动态优化分配方法，其特征在于：还包括步骤8，调度期末水量调整评价，具体实现方式如下，

从调度期初开始，在每一个时段末重复上述步骤1-步骤7，直至运行到调度期末，在调度期末统计各区域各月的供水情况，评价该年的用水总量月分配指标指定是否合理。