一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，以水源、用水户双排序规则为出发点研发的模拟模型。以水源来说，供水顺序是非常规水优先，其次是地表水，最后是地下水；以用水户来说，对其受水优先级进行排序，当居民生活需水得到完全满足后，才能给工业供水，当工业需水得到完全满足后，才能给城镇公共供水，依此类推。本发明专利技术所述的以水源和用水户双排序为规则的水资源模拟系统及方法，在水源供水顺序上充分考虑了这种供用水现实，可提高水资源配置科学性，可用于流域水资源综合规划，水资源模拟科学研究，水生态保护与规划等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法
本专利技术属于水资源科学配置领域，尤其是涉及一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法。
技术介绍
按照水资源公报对用水户的划分标准，可将用水户划分为六类，居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉。目前通用的方法是通过线性规划(单纯形法)或遗传算法进行水资源模拟，其基本思路是，确定目标函数和约束条件来进行优化，一般将缺水量最少或者效益最大作为目标函数，根据约束条件的不同，导致六类用水户的需水满足情况具有随机性。本方案以水源、用水户双排序规则为出发点研发的模拟模型，对用水户的优先级进行排序，当居民生活需水得到完全满足后，才能给工业供水，当工业需水得到完全满足后，才能给城镇公共供水，依次类推，这样的供水模式更符合供水现状和人们的普遍认知。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，包括：S1.水源、用水户划分；S2.根据划分好的水源和用水户，分别确定用水户受水优先级和水源供水优先级；S3.搭建水资源模拟模型；S4.水资源模拟模型读取输入数据；S5.根据输入的数据及用水户受水优先级和水源供水优先级确定水资源配置方案；S6.输出上一步分析得出的水资源配置方案。进一步的，所述步骤S4中输入的数据，包括资源量、水库基本数据、需水数据、灌溉面积、灌溉定额和降雨数据。进一步的，其中资源量包括当地地表资源量、外调水量、非常规水量以及地下水资源量。进一步的，水库基本数据包括总库容、兴利库容、死库容、漏损系数、降低调水系数、加大调水系数、水库所属水资源分区编号、供水目标所属水资源分区编号、水库控制面积占所属水资源区比例、水库目标供水占所属水资源区比例、兴利调度线、防洪调度线、水位-库容-面积曲线。进一步的，需水数据包括居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉、计算分区名称、计算分区编号；降雨数据包括逐年长系列数据、年平均降雨量、25％年降雨量、50％年降雨量、75％年降雨量。进一步的，所述水源供水优先级先后如下：非常规水、地表水、地下水；其中，非常规水的用水户受水优先级先后如下：城镇公共、生态环境、农业灌溉；地表水的用水户受水优先级如下：居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉；地下水的用水户受水优先级先后如下：居民生活、工业、城镇公共、林牧渔畜。进一步的，所述步骤S5中包括：无水库供水方法和有水库供水方法；无水库供水方法，非常规水不足时，由地表水补充供应非常规水的用水户；其中，地表水不足时，居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉缺水量由地下水补充；其中，地下水供水不可超过可开采量。有水库供水方法，由水库首先供水，缺水量由非常规水、地表水补充，还缺水由地下水补充，地下水供水不可超过可开采量。进一步的，所述步骤S5还包括模型参数率定，模型参数包括河道渗漏损失系数、引提水能力系数、工业耗水率、城镇公共耗水率、林牧渔畜耗水率、农业耗水率。进一步的，所述步骤S6中输出的水资源配置方案中的数据，包括地表水、地下水和非常规水分别为居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉等用水户的供水数据以及蒸发渗漏损失量、计算单元出入境水量。一种以水源和用水户双排序为规则的水资源模拟系统，包括：水资源模块，涵盖所有可用水源，用于供水；需水预测模块，预测用水需求的具体量；平衡分析模块，模拟分析实际用水情况；输入输出模块，用于输入各类水资源情况及输出缺水解决方案。进一步的，所述水资源模块包括，当地地表水、外调水、地下水、非常规水；所述需水预测模块包括，居民生活、工业城镇公共、生态、农牧鱼畜、农业；所述平衡分析模块包括，节点逻辑模块、水库模块、引提水模块、地下水模块、蒸渗损失模块。进一步的，所述缺水解决方案包括但不限于超采地下水、加大外调水量、实施应急引水。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术以水资源的公共产品属性为出发点，开发了以水源和用水户双排序为规则的水资源模拟方法。随着再生水的持续增长，加大再生水利用率已势在必行，华北平原地区地下水超采严重，造成地下水位下降和地面沉降等次生灾害，减少地下水开采已经刻不容缓，本专利技术在水源供水顺序上充分考虑了这种供用水现实，可提高水资源配置科学性。本专利技术相对于水资源优化模拟方法，更符合实际，本专利技术可用于流域水资源综合规划，水资源模拟科学研究，水生态保护与规划等领域。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的水资源模拟框架示意图；图2为本专利技术实施例所述的水资源模拟基本准则示意图；图3为本专利技术实施例所述的水库节点水平衡示意图；图4为本专利技术实施例所述的水资源系统概化；图5为本专利技术实施例所述的水源供水模式通用模块示意图；图6为本专利技术实施例所述的通用水库模块流程图；图7为本专利技术实施例所述的通用引提水模块流程图；图8为本专利技术实施例所述的通用地下水模块流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。1建立水资源模拟框架水资源模拟是根据对系统实际过程的深入分析，模仿实际系统的各种效应，对系统输入给出预定规则下的响应过程。对于水资源模拟模型的基本思路是：按照符合实际流程的逻辑推理对水资源模拟系统中的水资源存蓄、传输、供给、排放、处理、利用、转换等进行定量分析和计算，以获得水资源的模拟结果。模拟模型根据不同的输入信息以内部预定的逻辑判断完成相应的系统输出结果。水资源模拟框架见图1。2确定水源、用水户排序规则水资源模拟是以现实供用耗排关系为基础进行的的系统化仿真，通过对水务部门和用水户调研座谈后确定了符合实际的水源、用水户供用水排序规则，水资源模拟基本准则见图2。3基本计算公式水资源系统中水流在时段末的状态仅与时段初时刻的状态有关，而与以前各时段的状态无关。模拟时段的长短视问题的要求而定，一般与模拟精度有关。在给定系统的初始状态后，就可依时间先后顺序逐年逐时段进行模拟，节点之间按着先上游后下游的次序进行。(1)起始节点起始节点为地表径流的水源点，它可以是上游来水量，也可以是区间水量。起始节点流入下游的水量可用下式表示，即D(t,n)＝Q(t,n)+OF(t,n)式中D(t,n)---第t年n时段的节点下游水量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，其特征在于：包括：/nS1.水源、用水户划分；/nS2.根据划分好的水源和用水户，分别确定用水户受水优先级和水源供水优先级；/nS3.搭建水资源模拟模型；/nS4.水资源模拟模型读取输入数据；/nS5.根据输入的数据及用水户受水优先级和水源供水优先级确定水资源配置方案；/nS6.输出上一步分析得出的水资源配置方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，其特征在于：包括：
S1.水源、用水户划分；
S2.根据划分好的水源和用水户，分别确定用水户受水优先级和水源供水优先级；
S3.搭建水资源模拟模型；
S4.水资源模拟模型读取输入数据；
S5.根据输入的数据及用水户受水优先级和水源供水优先级确定水资源配置方案；
S6.输出上一步分析得出的水资源配置方案。


2.根据权利要求1所述的一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，其特征在于：所述步骤S4中输入的数据，包括资源量、水库基本数据、需水数据、灌溉面积、灌溉定额和降雨数据；
其中，资源量包括当地地表资源量、外调水量、非常规水量以及地下水资源量；
需水数据包括居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉、计算分区名称、计算分区编号；降雨数据包括逐年长系列数据、年平均降雨量、25％年降雨量、50％年降雨量、75％年降雨量。


3.根据权利要求1所述的一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，其特征在于：所述水源供水优先级先后如下：非常规水、地表水、地下水；其中，非常规水的用水户受水优先级先后如下：城镇公共、生态环境、农业灌溉；地表水的用水户受水优先级先后如下：居民生活、工业、城镇公共、生态环境、林牧渔畜、农业灌溉；地下水的用水户受水优先级先后如下：居民生活、工业、城镇公共、林牧渔畜。


4.根据权利要求1所述的一种以水源和用水户双排序为规则基础的水资源模拟方法，其特征在于：所述步骤S5中包括：无水库供水方法和有水库供水方法；
无水库供水方法，
非常规水不足时，由地表水补充供应非常规水的用水户；
其中，地表水不足时，居民生活、工业、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王白陆，刘江侠，李致家，朱晓春，宋秋波，张建中，任涵璐，穆冬靖，韩云鹏，
申请(专利权)人：王白陆，
类型：发明
国别省市：天津;12