[发明专利]一种面向河流生态需水的多水源优化配置方法

说明书

本发明公开了一种面向河流生态需水的多水源优化配置方法，包括对进行区域划分后的各分区采用遗传算法进行水资源供需平衡计算，得到各分区配置水量；计算河流节点之间的渗透损失量；采用动态规划算法对水库进行优化调节计算，得到水库出库径流量；演算各控制断面生态水量和河流渗漏量；构建多目标优化模型，并进行求解；生成不同分区水资源配置方案及水库调度方案。本发明通过区域间水资源的合理配置和水利工程优化调度，生成不同情景下的水资源配置方案及水库调度方案，减少河流补水沿线下渗水量，保障下游断面的生态需水，从而提高河流补水效率，减少引外调水水量及补水成本，进而能够产生明显的生态效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及水资源配置技术领域，具体涉及一种面向河流生态需水的多水源优化配置方法。

背景技术

水资源的高效利用是指对水资源系统本身的质和量在空间和时间上综合配置水资源。由于水资源短缺、时空分布不均是我国基本国情水情，如何高效利用有限的地表水资源取得最佳综合效益是目前水资源配置需要解决的问题及难点。

我国水资源合理配置方面的研究虽起步较晚，但发展很快。20世纪60年代，开始了以水库优化调度为先导的水资源分配研究。20世纪80年代后期，学术界开始提出水资源配置及承载能力的研究课题，并取得初步成果。代表性成果主要有：许新宜、王浩等于编著了《华北地区宏观经济水资源规划理论与方法》，谢新民等著《宁夏水资源优化配置与可持续利用战略研究》，王浩等著《黄淮海流域水资源合理配置》、《西北地区水资源合理配置与承载能力研究》。这些研究成果标志着我国水资源合理配置理论和方法体系框架的基本形成。海河流域作为我国严重缺水地区，在水资源配置方面开展了诸多研究。陈文艳针对流域水资源配置涉及水资源、社会经济及生态环境等诸多影响因素，选用生活、工业、农业与生态四个配水量作为评价指标，提出了基于模糊识别的水资源配置评价方法，并以海河流域为例进行水资源配置方案评价；张金堂以水功能区划和分水协议为基础，综合考虑上下游工农业用水和生态环境用水，探讨了滦河流域水资源配置与合理利用方案，为水资源开发利用提供参考依据。

目前我国水资源合理配置体系较为完善，基本上都是从宏观尺度上进行研究，通过产业结构调整来协调社会经济用水与生态环境用水或者改善水环境，为相关规划提供参考。但是，一般通过产业结构来调整，时间尺度长，协调难度大，而且并不能有效解决当下水资源的高效利用问题。特别是一些水资源短缺的北方河流，流域水资源短缺，当地径流、外调水和再生水之间如何协调和合理配置，现有技术很难协调社会经济用水与河道内生态用水的矛盾。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种面向河流生态需水的多水源优化配置方法。从微观尺度上，在不调整产业结构的情景下，仅围绕如何提高地表水资源高效利用研究的较少，基于用水公平、输水效率、生态效益原则，通过多水源的合理配置与调度，从而发挥当地地表水资源的高效利用，减少外调水的生态补水水量及补水成本。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种面向河流生态需水的多水源优化配置方法，包括以下步骤：

S1、对进行区域划分后的各分区采用遗传算法进行水资源供需平衡计算，得到各分区配置水量；

S2、根据水资源供需平衡后的河道径流量计算河流节点之间的渗透损失量；

S3、根据水库入库径流量、水库约束条件和集中生态补水方案集，采用动态规划算法对水库进行优化调节计算，得到水库出库径流量；

S4、根据水库出库径流量和渗透损失量演算至下一个河流节点，直至出口断面，得到各控制断面生态水量和河流渗漏量；

S5、构建包括河道外供水系统缺水率最小化目标函数、河流输水损失量最小化目标函数及河流生态效益最大化目标函数的多目标优化模型，根据各分区配置水量、各控制断面生态水量和河流渗漏量对多目标优化模型进行求解；