一种跨流域调水效率评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区域水资源模拟的跨流域调水效率评估方法，该方法通过模拟调水工程对区域水资源压力的影响范围与强度，辨识复杂环境变化背景下跨流域调水对水资源受益区的正面影响与对水资源受损区的负面影响，系统地衡量复杂变化环境下的跨流域调水效率，提出了“调入比与调出比之差”、“水资源压力缓解指数”等调水效率评价指标，为不同水文地质与经济社会背景下不同跨流域调水效率的一致性量化比较提供了一种简单有效的解决方法。

An evaluation method of water transfer efficiency across river basins

【技术实现步骤摘要】
一种跨流域调水效率评估方法
本专利技术涉及跨流域调水效率
，尤其涉及一种跨流域调水效率评估方法。
技术介绍
目前，跨流域调水工程在世界各地被广泛用于缓解缺水地区的水资源压力。已有许多学者从不同的资源或环境视角来解读和衡量单个调水工程的效益及其负面影响，然而，由于难以在复杂水系统中辨识出多种环境与人为因素的影响，系统地衡量调水工程对区域水资源压力的影响范围与强度仍然是一项富有挑战性的工作。现存的调水工程涉及到不同的水文地质、经济社会、以及生态环境背景。这些工程通过人工渠道与天然流域的河流、湖泊相连接，改变了原有的由河川径流、取水、用水、退水等物理过程所构成的区域间水资源联系。尤其是在大流域，下游地区水资源供给对上游环境变化与人类用水的非线性响应过程可能会更为深刻而复杂。然而，在以往的跨流域调水评价中，这类存在于调水工程、区域水资源开发利用、与天然流域水循环之间的相互作用关系及其对变化环境的响应并没有得到很好的反映。因此，为合理评估跨流域调水在缓解区域水资源压力上所起的作用与效率，需要一种综合考虑变化环境下调水对于区域水资源正面与负面影响的评估方法。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的跨流域调水评价中无法合理评估跨流域调水在缓解区域水资源压力上所起的作用与效率的问题，提供了一种跨流域调水效率评估方法。为实现以上专利技术目的，而采用的技术手段是：一种跨流域调水效率评估方法，包括以下步骤：S1.根据评估目的设定跨流域调水工程的不同环境背景，分别收集各环境背景下流域径流过程的数据并计算对应的区域水资源量；S2.设定在不考虑跨流域调水工程的受水区与供水区下游影响时，跨流域调水效率的效率评价指标，根据所述效率评价指标构建跨流域调水效率的评价模型；S3.设定跨流域调水工程的受水区与供水区下游所受影响的影响评价指标，根据所述影响评价指标构建跨流域调水效率的总体评价模型；S4.将步骤S1收集的所述数据及区域水资源量输入步骤S2的评价模型或步骤S3的总体评价模型，从而得到相应的跨流域调水效率评估结果。优选的，步骤S1所述跨流域调水工程的不同环境背景包括：自然情景，表示没有人类活动干扰；调水后情景，表示受到跨流域调水工程影响；耗水后情景，表示受到上游消耗性用水影响；耗水及调水后情景，表示受到上游消耗性用水与跨流域调水工程共同影响。优选的，步骤S1所述计算对应的区域水资源量具体为：自然情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数；调水后情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Tj为第j个相关跨流域调水工程的调水量，M为跨流域调水工程的总数；耗水后情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Ci为发生在第i个上游流域的耗水量，即发生在第i个上游流域的取水量与退水量的差值；耗水及调水后情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Tj为第j个相关跨流域调水工程的调水量，M为跨流域调水工程的总数，Ci为发生在第i个上游流域的耗水量。优选的，步骤S2所述的效率评价指标为每个跨流域调水工程中受水区的调入比与供水区的调出比之差，其中调入比为调水量与受水区在自然情景下的区域水资源量的比值，调出比为调水量与供水区在自然情景下的区域水资源量的比值。优选的，步骤S2所述的不考虑区域下游影响时跨流域调水效率的评价模型为：其中TI与TO分别表示调入比与调出比，T为调水量，TFm(r)与TFm(s)分别为受水区与供水区在自然情景下的区域水资源量；DIO＝TI-TO其中DIO为跨流域调水工程中受水区的调入比与供水区的调出比之差，TI表示调入比，TO表示调出比；在所述评价模型中，DIO的数值越大，表示在不考虑区域下游影响时跨流域调水效率越大。优选的，步骤S3所述的影响评价指标包括跨流域调水工程中受水区与供水区所覆盖的面积、人口、以及跨流域调水工程导致的区域水资源压力变化：其中区域水资源压力变化的计算为：其中WD为区域需水量，TFct与TFc分别为耗水及调水后情景下以及耗水后情景下的区域水资源量。优选的，步骤S3所述的总体评价模型具体为：其中SRI为水资源压力缓解指数，Pi为第i个受到调水影响的流域内的人口，ΔWSi为调水对第i个区域水资源压力的缓释指数λi为预赋值的区域权重系数，T为调水量；在所述总体评价模型中，SRI的数值越大，表示在综合考虑受水区与供水区下游影响的情况下该跨流域调水工程的效率越大。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术通过模拟了自然、调水后、耗水后、耗水及调水后几种跨流域调水工程的不同环境背景下的区域地表水资源量，并在此基础上提出反映跨流域调水对受水区与供水区水资源干扰程度的调入比与调出比指标，进而通过调入比与调出比之差衡量跨流域调水工程的效率。其次，基于区域之间的上下游水力联系与调水前后的区域水资源压力评估，提出了反映跨流域调水对水资源系统总体影响的水资源压力缓解指数，从而通过综合考察调水工程对不同区域水资源压力的影响范围与强度，科学衡量不同水文地质与经济社会背景下的跨流域调水效率。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。一种跨流域调水效率评估方法，如图1所示，包括以下步骤：S1.根据评估目的设定跨流域调水工程的不同环境背景，分别收集各环境背景下流域径流过程的数据并计算对应的区域水资源量；该步骤通过比较不同环境背景下的区域水资源量，分析上游消耗性用水与跨流域调水工程对区域水资源量的单独影响与组合影响。具体如下：设定的跨流域调水工程的不同环境背景包括：自然情景，表示没有人类活动干扰；调水后情景，表示受到跨流域调水工程影响；耗水后情景，表示受到上游消耗性用水影响；耗水及调水后情景，表示受到上游消耗性用水与跨流域调水工程共同影响。各情景下对应的区域水资源量计算具体为：自然情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数；调水后情景下的区域水资源量：其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Tj为第j个相关跨流域调水工程的调水量，M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨流域调水效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.根据评估目的设定跨流域调水工程的不同环境背景，分别收集各环境背景下流域径流过程的数据并计算对应的区域水资源量；/nS2.设定在不考虑跨流域调水工程的受水区与供水区下游影响时，跨流域调水效率的效率评价指标，根据所述效率评价指标构建跨流域调水效率的评价模型；/nS3.设定跨流域调水工程的受水区与供水区下游所受影响的影响评价指标，根据所述影响评价指标构建跨流域调水效率的总体评价模型；/nS4.将步骤S1收集的所述数据及区域水资源量输入步骤S2的评价模型或步骤S3的总体评价模型，从而得到相应的跨流域调水效率评估结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种跨流域调水效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.根据评估目的设定跨流域调水工程的不同环境背景，分别收集各环境背景下流域径流过程的数据并计算对应的区域水资源量；
S2.设定在不考虑跨流域调水工程的受水区与供水区下游影响时，跨流域调水效率的效率评价指标，根据所述效率评价指标构建跨流域调水效率的评价模型；
S3.设定跨流域调水工程的受水区与供水区下游所受影响的影响评价指标，根据所述影响评价指标构建跨流域调水效率的总体评价模型；
S4.将步骤S1收集的所述数据及区域水资源量输入步骤S2的评价模型或步骤S3的总体评价模型，从而得到相应的跨流域调水效率评估结果。


2.根据权利要求1所述的跨流域调水效率评估方法，其特征在于，步骤S1所述跨流域调水工程的不同环境背景包括：自然情景，表示没有人类活动干扰；调水后情景，表示受到跨流域调水工程影响；耗水后情景，表示受到上游消耗性用水影响；耗水及调水后情景，表示受到上游消耗性用水与跨流域调水工程共同影响。


3.根据权利要求2所述的跨流域调水效率评估方法，其特征在于，步骤S1所述计算对应的区域水资源量具体为：
自然情景下的区域水资源量：



其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数；
调水后情景下的区域水资源量：



其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Tj为第j个相关跨流域调水工程的调水量，M为跨流域调水工程的总数；
耗水后情景下的区域水资源量：



其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的水量，N为上游流域的总数，Ci为发生在第i个上游流域的耗水量，即发生在第i个上游流域的取水量与退水量的差值；
耗水及调水后情景下的区域水资源量：



其中LF为本区域的产水量，UFi为汇集自第i个上游流域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段凯，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44