[发明专利]一种多层水资源管理的水量分配方法

权利要求书

1.一种基于多层水资源管理的水量分配方法，具体步骤是：

第一步：根据作物的种植结构，利用作物需水计算不同灌溉单元作物需水量，得到不同 时间段内作物的实际需水量；

（1）作物耗水计算：

ETP为日蒸发能力（mm/d），R_a为天文辐射日总量（MJ/(m²·d)），T_c为日平均气温（℃），T_d为日最高气温与最低气温之差（℃），K_c为作物耗水系数，C0是转换系数，当Ra以mm/d为单位 时，C₀=2.3×10^-3，而当Ra以MJ/(m²·d)为单位时，C₀=9.93×10^-4，

；

其中，G_SC为太阳常数，0.0820MJ/(m²·d)，d_r为日地相对距离的倒数，ω_s为日没时角， rad；Φ为纬度，rad；δ为太阳赤纬，rad；J为1年中日序数（1-365）；

（2）不同空间尺度的作物需水计算：

基于水权面积和毛灌溉定额的作物的需水:

其中，Q为灌溉定额，m³/(亩·d)，A为作物种植面积，亩；

第二步：根据灌溉网络，利用网络渠道计算不同时间不同级别引水口、或管道分叉口处 流量，最终计算出总供水口处流量；

（3）基于农渠渠口作物耗水流量计算:

其中，W_n为农渠渠口流量，m³/s，为农渠水利用率；

（4）基于水权面积和毛灌溉定额的农渠渠口流量计算:

（5）两种耗水的斗渠渠口流量计算:

其中，W_d为斗渠渠口流量，m³/s，为第i条农渠的渠口流量，m³/s，为斗渠水利用率；

（6）两种耗水的支渠渠口流量计算:

W_b为支渠渠口流量，m³/s，为第i条斗渠的渠口流量，m³/s，为支渠水利用率；

（7）两种耗水模型的干渠渠口流量计算:

W_m为干渠渠口流量，m³/s，为第i条支渠的渠口流量，m³/s，为干渠水利用率；

第三步：利用基于植被蒸腾与潜水位之间的关系，计算区域生态需水量：

其中，E为蒸发强度，mm/d，E₀为某时段内日平均水面蒸发量，mm/d，H为某时段内地下水 平均埋深，m，H_max为潜水蒸发停止时的地下水埋深，又称潜水蒸发极限深度，m，b为与包气带 土质、气候有关的指数，一般取1-3；

第四步：根据工业发展规模和生成制造耗水量以及水利用率，利用工业需水模型计算 区域不同时段的工业需水量：

其中，为C区域工业需水量，m³，为第i个工业生产需水量，m³，α为工业废水循环利 用率；

第五步：根据区域人口规模、经济发展水平、人均收入以及水价，利用生活需水计算不 同时段不同区域的生活需水量：

其中，Q_L为城镇居民家庭生活需水量，m³，P为生活供水价格，元/m³，S为居民收入数据， 元/年；Y供水人口，α、β、γ、c为常数，分为价格需求弹性系数、工资需求弹性系数、人口需求 弹性系数；

第六步：根据地表水与地下水位，计算时段区域可供给总水资源量，扣除生活和工业刚 性需水量之后，计算农业供水比例；

（8）最上一级水管理部门可调控总有效用水量计算：

其中，为最上一级水管部门可调控有效用水量，m³，为区域总有效供水量，m³，为调控系数；

(10)配水比例计算：

其中，δ为配水比例，Q_s为区域需水量，m³，Q_m为区域供水量，m³；

第七步：根据可供水量，不同级别引水口流量，利用多层水分配可计算出多级引水口供 水量，田间供水量和区域生活供水量以及生态供水量；

(12)各级渠口供水流量计算：

其中，为第x级渠道第i个引水口门的引水流量（m³/s），为第x级渠道第i各引水口 门的需水量（m³），n为第x级渠道的引水口门数量，Q_Total为第x级渠道可供引水总流量（m³/ s），

(13)各级渠口供水时间计算；

其中，为第i级渠口引水时间，h，为第i级渠口引水量，m³，为第i级渠口流量， m³/s。