[發(fā)明專利]基于多源互濟供水模式的分布式水循環(huán)模型的設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110946366.8
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113407897B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊明智;許繼軍;桑連海;劉強;朱蘇葛;劉建峰;宋權;殷大聰;李思諾;曹仲
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種基于多源互濟供水模式的分布式水循環(huán)模型的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：采用基于“流域-水資源區(qū)-行政區(qū)-灌區(qū)-土地利用-土壤-坡度”多元屬性的嵌套式坡面離散方法進行HRU劃分，劃分后的HRU具有相應的屬性；

步驟S2：構建HRU屬性識別模塊，所述HRU屬性識別模塊用于識別HRU的屬性；

步驟S3：設計多源互濟供水模塊，所述多源互濟供水模塊用于調(diào)用HRU屬性識別模塊，以識別HRU的屬性，根據(jù)識別的屬性判定土地利用類型、對應的供水源及供水源的供水優(yōu)先次序，根據(jù)供水源的供水優(yōu)先次序調(diào)用相應的水源模塊進行取水；

步驟S4：將多源互濟供水模塊與SWAT模型中修改的模塊進行銜接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時交互，所述HRU根據(jù)輸入的需水信息、供水水源類型信息、供用水優(yōu)先序規(guī)則信息、水利工程信息和由SWAT模型提供的天然水文條件信息進行逐日水資源分配與調(diào)控，輸出逐日“供水-用水-耗水-排水”的人工側(cè)枝水循環(huán)信息，將人工側(cè)枝水循環(huán)信息傳遞給SWAT模型；

所述步驟S3包括：

設計水源代碼信息文件，所述水源代碼信息文件用于讀取指定的供水源信息，設置的供水源類型包括外調(diào)水、水庫水、河道水、淺層地下水、深層地下水、坑塘水6種水源類型，水源代碼信息文件通過程序指令讀入；

設計供水優(yōu)先次序信息文件，所述供水優(yōu)先次序信息文件用于讀取水源供水優(yōu)先次序信息，指定供水源供水優(yōu)先次序，供水優(yōu)先次序信息文件通過程序指令讀入；

設計取水控制量信息文件，所述取水控制量信息文件用于讀取供水控制總量信息，識別HRU所屬行政區(qū)的年度地表水供水控制總量和地下水開采控制總量，用于后續(xù)的水源的取水量計算；

設計多源互濟供水計算流程，具體計算流程如下：

首先識別HRU的土地利用類型，如果是建設用地，則程序進入城鄉(xiāng)供水計算流程；如果是農(nóng)業(yè)用地，則程序進入灌溉用水計算流程；如果是其他土地利用類型，程序結束；

通過識別HRU的取水源識別代碼，調(diào)用相應的水源模塊，通過水源代碼信息文件和供水優(yōu)先次序文件的讀取，識別每一個HRU的供水源個數(shù)、類型、取水先后順序，根據(jù)取水源識別代碼依次調(diào)用各水源模塊；

根據(jù)HRU的供水次序?qū)で蟾魉催M行取水，直至滿足該HRU的當日的生活、工業(yè)用水需求、農(nóng)業(yè)灌溉用水需求、或者到最后一個供水源供水完畢為止；

所述多源互濟供水計算的步驟包括：

明確目標HRU設定的當日需水量WD；

明確目標HRU的供水水源個數(shù)k、水源代碼及其供水優(yōu)先次序，其中，k≤30；

按次序調(diào)用各水源模塊，計算水源的取水量，水源模塊包括rchuse模塊、res模塊、watuse模塊、irr_rch 模塊、irr_res模塊和irrsub模塊，水源取水量取決于當日HRU的需水量和水源的可供水量，可供水量則取決于水源的可利用水量、取水工程供水能力和取水控制量，計算公式如下：

式中，i表示HRU序號；j表示水源的供水優(yōu)先次序號；WSP表示水源的當日實際取水量，單位是m³；WD表示HRU的當日需水量，單位是m³；Wsc表示水源的當日可供水量，單位是m³；WF表示取水工程的供水能力，單位是m³；WA表示水源的當日可利用水量，單位是m³；WMX表示年度取水控制量，單位是m³，WUM表示年用水控制總量，單位是m³；WSM表示年度地表取水控制總量，單位是m³；WGM表示年度地下水開采控制總量，單位是m³；

對供水優(yōu)先次序為1的水源，則優(yōu)先從該水源取水，如果水源的可供水量Wsc₁＞W(wǎng)D，那么該水源供水量為WSP₁=WD，供水程序結束，HRU的水源總供水量為WSP= WSP₁；否則，WSP₁=Wsc₁，并且HRU的需水量變?yōu)閃f =WD-Wsc₁，程序?qū)⒗^續(xù)尋找下一級供水源；

對供水優(yōu)先次序為j的水源，j=2,…,k-1；k≤30，如果該水源的當日可供水量Wsc_j＞W(wǎng)f，那么該水源供水量為WSP_j=Wf，程序結束，HRU的水源總供水量為WSP=WSP+WSP_j；否則，WSP_j=Wsc_j，并且HRU的需水量變成Wf=Wf-Wsc_j，程序?qū)⒗^續(xù)尋找下一級供水源；

對供水優(yōu)先次序為k的水源，k≤30，如果該水源的當日可供水量Wsc_k＞W(wǎng)f，那么該水源供水量為WSP_k=Wf，程序結束，HRU的水源總供水量為WSP=∑WSP_i；否則，WSP_k=Wsc_k，并且HRU的需水量變成Wf=Wf-Wsc_k，程序結束。