[发明专利]基于地下水模型的河系与渠系交错供水模拟方法及装置

说明书

本发明公开了一种于地下水模型的河系与渠系交错系统供水模拟方法及装置。方法包括S1、基于第一数据构建模拟输水通道，并对所有输水通道进行属性定义；S2、获取初始渗漏量、初始蒸发量和初始排泄量；S3、进行逆序需水计算；S4、进行顺序供水模拟；S5、获取相应水头，并基于水头得到各输水通道当次的渗漏量、蒸发量、排泄量、首端需水量和用水需求量；S6、根据水头判断当次迭代是否收敛，若是，进入步骤S7，否则更新后返回步骤S3；S7、判断是否存在下一个时间段，若是，更新后返回步骤S3，否则进入步骤S8；S8、判断是否存在下一个应力期，若是，更新后返回步骤S3，否则输出步骤S5得到的结果，并结束。

技术领域

本发明涉及水文水资源领域领域，具体涉及一种基于地下水模型的河系与渠系交错系统供水模拟方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，全球正面临着日益严重的能源危机，尤其是水资源的危机。我国由于社会经济的快速发展，社会及人们对水的需求量越来越大，使得人们加大了对水资源的开发利用。随着水资源供需矛盾日益尖锐，供水与用水已成为我国面临的重大问题。特别是在干旱和半干旱区域，地表水和地下水联合运用成为高效利用水资源的主要途径。而普遍地下水数值模拟软件无法根据灌区的需水量确定渠首的总引水量。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种能够根据灌区的需水量确定渠首的总引水量的基于地下水模型的河系与渠系交错系统供水模拟方法、装置及计算机可读存储介质。

为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于地下水模型的河系与渠系交错系统供水模拟方法，其包括：

S1、获取研究区域的第一数据，基于第一数据构建河系与渠系交错系统的模拟输水通道，并基于模拟输水通道构建拓扑结构，然后对拓扑结构中所有输水通道进行属性定义，并对首端河道的首端分水量和所有输水通道的用水需求量赋初始值，输水通道包括河道和渠道；

S2、将第一数据输入MODFLOW软件中得到各输水通道的初始的渗漏量、初始的蒸发量和初始的排泄量，并将应力期次数置1，时间段次数置1；

S3、基于用水需求量初始值、第一数据、属性定义、渗漏量、蒸发量和排泄量进行逆序需水计算得到首端渠道的首端需水量和所有输水通道末端的分水权重；

S4、基于分水权重、首端河道的首端分水量的初始值和首端渠道的首端需水量进行顺序供水模拟得到所有输水通道当次的渗漏量参数、排泄量参数、蒸发量参数和用水量参数；

S5、根据所有输水通道当次的渗漏量参数、排泄量参数、蒸发量参数和用水量参数构建矩阵方程求解得到相应水头，并根据水头和水量平衡方程得到各输水通道当次的渗漏量、蒸发量、排泄量、首端需水量和用水量；

S6、判断当次迭代后求解得到的水头的最大值与上次迭代后求解得到的水头最大值之间的差是否小于设定的收敛指标；若是，进入步骤S7，否则，返回步骤S3；

S7、时间段次数累加1，并判断当前时间段次数是否大于该应力期内的时间段次数预设值，若是，将时间段次数置1后，进入步骤S8，否则，返回步骤S3；

S8、应力期次数累加1，并判断当前应力期次数是否大于应力期次数预设值，若是，输出根据水头和水量平衡方程得到的结果并结束，否则，返回步骤S3。

进一步地，属性定义包括：编号、上游通道编号、上游通道汇入量、下游通道编号、分流通道编号、分水属性、分流方式、首端附加流量、分流比例、用水需求量、用水方式、末端需水量、首端需水量、首端引水量、计算水位、渗漏量、蒸发量和排泄量。

进一步地，逆序需水计算包括：

S3.1、令L＝a，a为编号的最大值；