一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统，其中方法包括获取可调节水资源相关数据，还包括以下步骤：设置配置关系矩阵；根据所述可调节水资源相关数据，进行水源的水资源配置计算；生成基于Excel文件的初始水资源配置模型；将所述水资源配置计算方法导入所述初始水资源配置模型，生成优化水资源配置模型；将所述可调节水资源相关数据和所述配置关系矩阵输入所述优化水资源配置模型，输出水资源配置结果。本发明专利技术提出的一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统，以配置矩阵为基础进行水资源配置，搭建水资源配置模型用于快速输出水资源配置结果。型用于快速输出水资源配置结果。型用于快速输出水资源配置结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统


[0001]本专利技术涉及水库流量计算的
，特别是一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统。

技术介绍

[0002]水资源配置是指在流域或特定的区域范围内，遵循有效性、公平性和可持续性的原则，利用各种工程与非工程措施，按照市场经济的规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、保障有效供给、维护和改善生态环境质量等手段和措施，对多种供水水源在区域间和各用水部门及行业间进行的调配，实现有限水资源的经济、社会和生态环境综合效益最大。
[0003]供水水源包括地表水（水库、天然河流）和地下水；配置单元的用水部门及行业有城市生活、农村生活、工业、农业、生态环境等用水。
[0004]现有的水资源配置计算方法多采用线性规划等方法实现，需要编程或者采用商业软件求解，计算复杂，适用于大型、复杂网络条件下的水资源配置计算。张伟，吴泽宁在“气象与环境科学，2008（31），2”发表的论文“区域水资源优化配置多目标模型求解的Matlab与Excel集成实现”提出了一种基于Excel和Matlab的水资源配置计算模型，该方法实现了对区域水资源配置多目标模型的求解，但是需要用到专业软件Matlab，并且需要编程实现，对于不熟悉Matlab及编程的人员，应用时存在一定困难。
[0005]对于水源、配置单元规模较小，且配置关系简单的水资源配置计算，采用现有方法显得过于复杂，实现起来难度较大。

技术实现思路

[0006]为了解决上述的技术问题，本专利技术提出的一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法及系统，以配置矩阵为基础进行水资源配置，搭建水资源配置模型用于快速输出水资源配置结果。
[0007]本专利技术的第一目的是提供一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，包括获取可调节水资源相关数据，还包括以下步骤：步骤1：设置配置关系矩阵；步骤2：根据所述可调节水资源相关数据，进行水源的水资源配置计算；步骤3：生成基于Excel文件的初始水资源配置模型；步骤4：将所述水资源配置计算方法导入所述初始水资源配置模型，生成优化水资源配置模型；步骤5：将所述可调节水资源相关数据和所述配置关系矩阵输入所述优化水资源配置模型，输出水资源配置结果。
[0008]优选的是，所述可调节水资源相关数据包括时段t水源i的来水量、时段t配置单元j的需水量、第1时段水源i的时段初库容、地下水源的可开采总量、水库水源的最大库容量和的最小库容量，其中，t=1
…
NumDT，i=1
…
m，j=1
…
n，NumDT为计算时段数，m为水源数量，n
为配置单元数量。
[0009]在上述任一方案中优选的是，所述步骤1包括按照配置单元的用水需求，将供水水源的水资源合理配置到配置单元，其中，每个水源能够向多个配置单元供水，每个配置单元也能够接受多个水源的供水。
[0010]在上述任一方案中优选的是，所述配置关系矩阵用于表示水源与配置单元之间的关系，设置配置关系矩阵X、Y如下：关系，设置配置关系矩阵X、Y如下：其中，矩阵X为配置单元接受供水水源的供水顺序，共m行n列，每列的内容为某个配置单元接受m个供水水源的供水顺序；矩阵Y为水源向配置单元供水的比例系数，共m行n列，每行的内容为某个水源向n个配置单元的供水比例。
[0011]在上述任一方案中优选的是，所述水资源配置计算包括以下子步骤：步骤21：计算水源可供水量；步骤22：配置计算配置单元水量；步骤33：平衡计算水库水量。
[0012]在上述任一方案中优选的是，所述水源可供水量的计算步骤如下：步骤211：判断水源i是否为水库，如果是，则可供水量，如果，则令，其中，为可供水量，V
i,t
为第t时段水源i的时段库容，WI
i,t
为时段t水源i的来水量，V
i,min
为水源i的最小库容；步骤212：判断水源i是否为地下水源，如果是，当t>1时，可供水量，当t=1时，，如果，则令，其中，为t
‑
1时段水源i的可供水量，P
i,t
‑1为t
‑
1时段水源i的供水量，为t时段水源的可开采量；步骤213：判断水源i是否为天然河流，如果是，则可供水量。
[0013]在上述任一方案中优选的是，所述配置单元水量的配置计算步骤如下：步骤221：从矩阵X中找出第j列元素值为k的元素所在的行，记为k
’
，即为向配置单元j供水的水源编号，其中k
’
=1
…
m；步骤222：判断水源k
’
的可供水量是否满足配置单元j的需水量，即，如果是，执行步骤223，如果否，执行步骤224，其中，为配置单元j时段t第k个水源供水时的需水量，为矩阵Y中第k
’
行第j列的元素值，为t时段水
源k
’
的可供水量；步骤223：配置单元j获得供水量为，水源k
’
的可供水量为，配置单元j仍需要的需水量为，直接执行步骤226，其中，为配置单元j时段t从第k个水源获得的供水量；步骤224：配置单元j获得供水量为，水源k
’
的可供水量为，配置单元j需水量为；从下一个水源获得供水，即k=k+1；步骤225：如果k≤m，则重新执行步骤221，否则执行步骤226；步骤226：计算配置单元j所获得的总供水量为，缺水量为WD
j,t
=N
j,t
‑
PS
j,t
，N
j,t
为时段t配置单元j的需水量，PS
j,t
为配置单元j时段t获得的供水量；步骤227：返回执行步骤221，计算下一配置单元的水资源配置，直至所有配置单元计算完毕；步骤228：计算各水源i时段t的供水量为，其中k=x
i,j
，x
i,j
为矩阵X中第i行第j列元素值。
[0014]在上述任一方案中优选的是，所述水库水量的平衡计算方法包括以下步骤：步骤231：判断水源是否是水库，如果是，则时段t的末库容V
i,t+1
=V
i,t
+WI
i,t
‑
P
i,t
，如果不是，不参与计算；步骤232：判断V
i,t+1
是否大于水源i的最大库容V
i,max
，如果是，则弃水量为WY
i,t = V
i,t+1
‑
V
i,max
，V
i,t+1
= V
i,max
，如果不是，则WY
i,t =0。
[0015]在上述任一方案中优选的是，所述初始水资源配置模型包括数据类工作表模型、配置关系类工作表模型和计算成果类工作表模型。
[0016]在上述任一方案中优选的是，所述数据类工作表模型包括三个工作表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，包括获取可调节水资源相关数据，其特征在于，还包括以下步骤：步骤1：设置配置关系矩阵；步骤2：根据所述可调节水资源相关数据，进行水源的水资源配置计算；步骤3：生成基于Excel文件的初始水资源配置模型；步骤4：将所述水资源配置计算方法导入所述初始水资源配置模型，生成优化水资源配置模型；步骤5：将所述可调节水资源相关数据和所述配置关系矩阵输入所述优化水资源配置模型，输出水资源配置结果。2.如权利要求1所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述可调节水资源相关数据包括时段t水源i的来水量、时段t配置单元j的需水量、第1时段水源i的时段初库容、地下水源的可开采总量、水库水源的最大库容量和的最小库容量，其中，t=1
…
NumDT，i=1
…
m，j=1
…
n，NumDT为计算时段数，m为水源数量，n为配置单元数量。3.如权利要求2所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述步骤1包括按照配置单元的用水需求，将供水水源的水资源合理配置到配置单元，其中，每个水源可向多个配置单元供水，每个配置单元也可接受多个水源的供水。4.如权利要求3所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述配置关系矩阵用于表示水源与配置单元之间的关系，设置配置关系矩阵X、Y如下：关系矩阵用于表示水源与配置单元之间的关系，设置配置关系矩阵X、Y如下：其中，矩阵X为配置单元接受供水水源的供水顺序，共m行n列，每列的内容为某个配置单元接受m个供水水源的供水顺序；矩阵Y为水源向配置单元供水的比例系数，共m行n列，每行的内容为某个水源向n个配置单元的供水比例。5.如权利要求4所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述水资源配置计算包括以下子步骤：步骤21：计算水源可供水量；步骤22：配置计算配置单元水量；步骤33：平衡计算水库水量。6.如权利要求5所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述水源可供水量的计算步骤如下：步骤211：判断水源i是否为水库，如果是，则可供水量，如果
，则令，其中，为可供水量，V
i,t
为第t时段水源i的时段库容，WI
i,t
为时段t水源i的来水量，V
i,min
为水源i的最小库容；步骤212：判断水源i是否为地下水源，如果是，当t>1时，可供水量，当t=1时，，如果，则令，其中，为t
‑
1时段水源i的可供水量，P
i,t
‑1为t
‑
1时段水源i的供水量，为t时段水源的可开采量；步骤213：判断水源i是否为天然河流，如果是，则可供水量。7.如权利要求5所述的基于配置矩阵的可调节水资源配置方法，其特征在于，所述配置单元水量的配置计算步骤如下：步骤221：从矩阵X中找出第j列元素值为k的元素所在的行，记为k
’
，即为向配置单元j供水的水源编号，其中k
’
=1
…
m；步骤222：判断水源k
’
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李匡，夏瑞，朱吉生，侯煜，徐海卿，于茜，柴福鑫，刘舒，
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：