一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法技术

本发明专利技术涉及一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，包括：收集资料；标识；建立需水单元；修订需水单元；需水量计算；判断供水量；二次划分配置；用水量排序；确定小型供水设施。本发明专利技术通过以大型供水工程为基础划分供水区域，可以最大限度的发挥大型供水工程的供水效果，使得更多的用水户可以以大型供水工程为水源，从而使得饮用水安全得到保障。在划分过程中以等高线为因素进行修订，可以避免不必要的工程投入，节约供水的成本问题。对山区供水水源进行二次优化配置，可以尽可能的减少分散式供水工程的分布，同时也发挥了分散式供水工程的补充效果，便于管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，是一种环境保护和利用的方法，是一种水资源优化配置的方法。
技术介绍
由于目前人口的增长、社会经济的发展和生态环境的恶化，水资源短缺问题越来越受到人们的关注与重视。无论是资源型缺水还是水质型缺水，水资源的可持续利用都要基于水资源的合理配置。水资源的配置问题不能仅仅考虑当前需水量的满足，更要考虑水资源配置对水资源可持续的利用的影响，包括对生态环境的保护与改善，对水源的取水也要在发展承载力的范围之内，同时，也要从环境容量的角度对水资源进行优化配置。在我国广大农村地区，农村人畜饮水长期得不到有效保障。尤其是在山区，由于地形落差大，水资源优化配置的难度较大，特别是对于生活用水方面，供水工程分散，用水户规模小，水处理设施和消毒工程不够完善，生活用水保证率较低，是水资源配置的主要问题。如何充分利用已建成乡镇大型供水工程，合理改善规模较小的村级供水工程，科学的建设集中式供水工程，同时发挥小规模供水工程在供水较困难的区域补充作用，形成基于层次化的饮用水保障模式，是山区社会经济发展必须解决的大问题，也是新农村建设和山区农村脱贫致富的重要保障。山区农村供水的有效解决也为我国提前解决广大农村地区的人畜饮水问题提供有力支撑。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法。所述的方法用以解决山区集中供水工程少，且小型供水工程较为分散，无法保证饮用水供水保证率的问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，所述方法的步骤如下：收集资料的步骤：用于对所解决山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查；标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置；建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点；修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元；需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；判断供水量的步骤：用于统计各需水单元中的大型供水工程的可供水量，判断日可供水量是否满足该需水单元中日总需水量，如果“是”则进入“水量排序的步骤”，如果“否”，则进入“二次划分配置的步骤”；二次划分配置的步骤：用于对大型供水工程无法满足用水量的需水单元内进行二次划分，划分遵循的第一原则是用水户人口，第二原则是高程差；用水量排序的步骤：用于将各需水单元按一般供水期日用水量进行排序，此顺序即为该用水单元内大型供水工程的供水顺序；确定小型供水设施的步骤：用于对大型供水设施无法满足的需水单元分为三种情况解决：对排列较后的二次划分的区域，在该区域内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期最大日用水量为准；对一般供水期日用水量可满足但高峰供水期日供水量无法满足的二次划分区域，该区域内建立分散式小型供水设施，规模以一般供水期日用水量为准；对有用水户分布在供水困难单元的情况，则在该单元内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日用水量为准。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术通过以大型供水工程为基础划分供水区域，可以最大限度的发挥大型供水工程的供水效果，使得更多的用水户可以以大型供水工程为水源，从而使得饮用水安全得到保障。在划分过程中以等高线为因素进行修订，可以避免不必要的工程投入，节约供水的成本问题。对山区供水水源进行二次优化配置，可以尽可能的减少分散式供水工程的分布，同时也发挥了分散式供水工程的补充效果，便于管理。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例一所述方法的流程图。具体实施方式实施例一：本实施例是一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，流程如图1所示。本实施例所述方法的步骤如下：收集资料的步骤：用于对所解决山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查。资料包括：大型供水工程的位置坐标，年、月、日供水量，供水的承受能力，居住地的位置坐标，供水需求等。调查的资料还包括区域内已有或在建的乡镇级供水工程的位置、供水规模，区域内城镇、乡村人口主要分布情况等。本实施例所述的大型供水工程是指乡镇级规模化供水工程，或称乡镇级供水水厂一般规模化供水工程供水量大于1000m3/天。与大型供水工程相对应的是小型供水工程。所述的小型供水工程是指村级供水工程，供水规模为150m3/天。村级供水工程一般是村级分散的小型提水设施。小型供水设施主要包括村级小型雨水收集简易过滤处理池，小型沉淀处理池以及敞开式小型供水处理设施等。这些小型供水设施分散在各个自然村的附近，，随着经济的发展，已经有大量的小型供水设施设置了水质净化设备和水塔、水泵等水压设备，有能力提供干净的饮水和生活用水，以此作为大型供水设施的有力补充。标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置。标识供水工程和居民点的位置可以手动在纸质地图上直接进行，也可以使用GIS在地区DEM图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置。采用GIS确定乡镇级供水工程的位置，在GIS中导入研究区域的DEM图，根据工程坐标位置在DEM图上标示出工程位置，根据居民居住地分布和主要集市所在位置，在地图上标示出主要用水户的位置，因为之后需要根据高差进行修正，在GIS软件中操作较为简单。建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点。使用泰森多边形构建需水单元的过程为：连接每一个乡镇级工程（大型供水工程）位置的点形成若干个三角形，分别作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个乡镇级供水工程（小型供水工程）周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，这些多边形就称为泰森多边形。通过泰森多边形确定供水单元，每一个多边形内只有一个供水工程点，可以充分发挥乡镇级供水工程的优势，同时避免了不同工程对于某一区域的重复供水。由于在山区地形复杂，居住地分散，同时由于资金和地形的限制多数情况下无法建立多处乡镇级供水工程，往往十几个村或者乡镇有一个乡镇级的供水厂。通过泰森多边形，可以合理的规划乡镇级供水厂的供水范围，即形成合理分布的供水单元。使用泰森多边形的好处是：1.避免无规划的建立供水工程，特别是分散的小型供水工程，通过这样的划分在一个供水单元内以大型供水工程为主，配合小型分散供水设施，便于管理。2.最大限度的发挥大型供水工程的供水能力，由于大型供水工程净化设备好，管理规范，对于农村饮用水来说也应该最大限度发挥规模化工程的供水优势。修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：收集资料的步骤：用于对所研究山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查；标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置；建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点；修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元；需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；判断供水量的步骤：用于统计各需水单元中的大型供水工程的日可供水量，判断可供水量是否满足该需水单元中日总需水量，如果“是”则进入“水量排序的步骤”，如果“否”，则进入“二次划分配置的步骤”；二次划分配置的步骤：用于对大型供水工程无法满足用水量的需水单元内进行二次划分，划分遵循的第一原则是用水户人口，第二原则是高程差；用水量排序的步骤：用于将各需水单元按一般供水期日用水量进行排序，此顺序即为该用水单元内大型供水工程的供水顺序；确定小型供水设施的步骤：用于对大型供水设施无法满足的需水单元分为三种情况解决：对排列较后的二次划分的区域，在该区域内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期日最大用水量为准；对一般供水期日用水量可满足但高峰供水期无法满足的二次划分区域，该区域内建立分散式小型供水设施，规模以一般供水期日用水量为准；对有用水户分布在供水困难单元的情况，则在该单元内建立分散式小型供水设施，规模以高峰供水期最大日用水量为准。...

【技术特征摘要】
1.一种基于山区的层次化农村供水水源优化配置方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：收集资料的步骤：用于对所研究山区的主要大型供水工程和主要居住集中地的位置进行调查；标识的步骤：用于在地区图上标出主要供水工程的位置、居民居住地分布和主要集市所在位置；建立需水单元的步骤：用于以大型供水工程为点，构建泰森多边形作为需水单元，每个泰森多边形内均有一个供水水源点；修订需水单元的步骤：用于根据当地实际供水情况和经济效益确定最大供水高差，插入地区等高线，若需水单元中存在高程差大于最大供水高差的区域，则将该区域修订到周围高程相差较小的需水单元中，若某一区域高程较周围区域均相差较大，则将该区域定义为供水困难单元；需水量计算的步骤：用于调查不同需水单元中用水户分布以及用水量情况，对用水量的统计按照时间划分为：高峰用水期和一般用水期，若调查过程中有用水户分布在供水困难单元，则此用水户不参与二次配置过程；判断供水量的步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传哲，刘佳，王洋，于福亮，田济扬，邱庆泰，聂汉江，张梦婕，谭亚男，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11