[發明專利]一種南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法

在審

• 申請號: 202210863908.X
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115099697A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 劉章君;成靜清;張靜文;許新發;溫天福;劉鑫
• 申請（專利權）人: 江西省水利科學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/02;G06Q50/06;G06N3/12
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 張榮

本發明公開了一種南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法，基于遺傳規劃建立區域農田灌溉畝均凈用水量和年降水量關系曲線，計算平水年區域農田灌溉用水量靜態控制指標，通過采用Copula函數預測面臨年度區域降水量，調整確定面臨年度區域用水總量動態控制指標。本發明可以考慮南方豐水地區面臨年度區域天然來水的豐枯變化，根據面臨年度天然來水情勢對區域用水總量靜態控制指標進行適應性調整得到區域用水總量動態控制指標，實現不同來水頻率的差別化管控，更好地發揮水資源的剛性約束作用，有助于提高區域水資源管理精細化水平和可操作性。

技術領域

本發明屬于水資源管理領域，特別涉及一種南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法。

背景技術

實行區域用水總量控制是最嚴格水資源管理制度的重要組成，合理地確定區域用水總量控制指標是實現科學化、精細化水資源管理的基礎支撐。當前南方豐水地區的區域用水總量控制指標再分配得到，為一固定值和靜態值，反映的是多年平均天然來水條件下(平水年)對區域用水總量的約束，并把這一用水總量靜態控制指標用于實際某一面臨年度的年度用水計劃制定和用水總量考核中。

對于南方豐水地區而言，實際某一面臨年度天然來水不是固定在平水年，而是呈現豐枯變化。此外，雖然實際某一面臨年度區域工業、生活等用水量基本不受當年氣象因子的影響，但氣象因子變化對于農田灌溉用水量具有重要影響，導致區域年際間農田灌溉用水量和用水總量呈現明顯的波動，有時不同年度可能相差很大。實際某一面臨年度直接采用現有的年度用水總量靜態控制指標沒有與天然來水豐枯變化相適應，不利于實現水資源的科學化、精細化管理。因此，亟待研發南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法，以適應面臨年份的天然來水情勢，提高區域水資源管理精細化水平和可操作性。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：一種南方豐水地區面臨年度用水總量控制指標動態調整方法，包括步驟：

步驟1，基于遺傳規劃建立區域農田灌溉畝均凈用水量和年降水量關系曲線；

步驟2，計算平水年區域農田灌溉用水量靜態控制指標；

步驟3，采用Copula函數預測面臨年度區域降水量；

步驟4，調整確定面臨年度區域用水總量動態控制指標。

進一步的，所述基于遺傳規劃建立區域農田灌溉畝均凈用水量和年降水量關系曲線，令H和P分別表示區域農田灌溉畝均凈用水量和年降水量，利用遺傳規劃進行符號回歸建立區域農田灌溉畝均凈用水量和年降水量關系曲線，基本步驟如下：

(1)確定個體表達式結構，包括函數集F和終止符集T，F＝{+,-,×,/,√,log,exp}，T＝{q,w}；

(2)產生初始群體，利用混合法隨機生成，生長法與完全法各50％，從函數集F及終止符集T中選擇字符組成不同的公式作為初始個體，設定種群數量為M；

(3)計算個體適應度，采用均方根誤差作為適應度函數對個體的好壞進行評判，適應度的值越小，該個體越好；

(4)生成新一代群體，執行遺傳操作，生成新的個體，主要遺傳操作包括：①復制，將已有的優良個體復制，加入新群體，并相應刪除劣質個體；②交換，將選出的兩個個體的部分節點進行交換，所產生的兩個新個體加入新群體；③突變，隨機改變個體的某一部分，將新個體插入新群體中；其中復制概率P_r，交叉概率為P_c，變異概率P_m；

(5)重復(3)、(4)，直至滿足終止條件，選擇最好結果作為最終解，其中 G代表迭代次數，初始種群為第0代，終止準則為達到最大迭代代數G_max；