[发明专利]基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法

权利要求书

1.基于供水保证率约束的水库水资源使用权量初始分配方法，包括如下步骤：

步骤1：调查收集水库基本资料；

步骤2：确定水库水资源使用权量的衡量方法；

步骤3：确定水库水资源使用权量的分配范围；

步骤4：确定水库水资源使用权量的分配主体；

步骤5：确定行业水资源使用权优先权次序；

步骤6：分析分配范围内各行业用水户需水量；

步骤7：构建水库水资源使用权量初始分配模型；

步骤8：采用逐步调算法对构建的分配模型进行求解，将水库水资源使用权量分配到各行业用水户；

所述衡量方法，是将水库向其各行业用水户设计供水保证率下的可供水量作为水库水资源使用权量；各行业设计供水保证率需根据国家现行规范标准确定；

所述水库水资源使用权量初始分配范围为政府批复的水资源配置方案规定的水库供水对象；

所述水资源使用权量的分配主体为行业用水户使用权权利代理人；其中，生活水权分配主体为水务集团、供水公司，工业水权分配主体为水务集团、供水公司、企业集体代表、行业用水协会，农业水权分配主体为灌区管理单位、水库管理单位、农户集体代表，生态环境水权分配主体为政府水行政主管部门；

所述行业水资源使用权优先权次序根据政府批复的水库设计功能确定；

所述分配范围内各行业用水户需水量分析按照如下步骤进行：

(1)采用如下公式分析居民生活需水量：

式中：为分配范围内居民生活需水量；

P_fp为分配范围内现状常住人口；

K_fp为分配范围内政府批复的单位人口生活用水定额；

(2)采用如下公式分析工业需水量：

式中：为分配范围内工业需水量；

G_fp为分配范围内工业增加值或工业产值；

B_fp为分配范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额；

(3)采用如下公式分析生态环境需水量：

式中：为分配范围内河流基本生态环境需水量；

为分配范围第i年第j月的平均流量；Z为换算系数，其值为3.1536×10⁷s；n为统计年数；

(4)采用如下步骤分析农业需水量：

①采用如下方法分析水库灌区总农业需水量：

农业需水量分水稻灌溉需水量和其他作物需水量；水稻灌溉需水量在分析水稻灌溉制度的基础上，推求水稻生育期的需水量；其他作物需水量依据政府批复的用水定额中其他作物用水定额与水稻用水定额的比例关系，将其他作物种植面积统一折算为水稻种植面积后推求需水量；

h₁+P+M-ET-D＝h₂

式中：h₁、h₂为时段初、末田面水层深度；P为时段内降水量；M为时段内灌水量，M＝h_max-h_min，h_max、h_min分别为水稻田面适宜水层上、下限，根据灌溉试验站试验数据取值；ET为时段内耗水量，为时段内作物需水量和田间渗漏量之和；D为时段内排水量，当时段田面水层深度超过雨后最大允许深度h_p时，超过部分应排除，这部分水量即为时段内的排水量；为时段内水田作物灌溉毛需水量；A为水田作物种植面积；k为农田灌溉水有效利用系数；

②构建灌区系统水资源供需分析模型；该模型的目标函数为各行业逐时段缺水量，其函数表达式为：

模型约束条件为：

水量平衡约束：

工程蓄水能力约束：

工程供水能力约束：

用户需水量约束：

式中：分别为生活、工业、农业、生态环境行业用水户第i时段缺水量；V_i^j为第j个水源工程第i时段蓄水量；为第j个水源工程第i时段来水量；为第j个水源工程第i时段向用水户t供水量；为第j个水源工程第i时段蒸发渗漏量；分别为第j个水源工程最小、最大蓄水能力；为第j个水源工程第i时段最大供水能力；为用水户t第i时段需水量；T为灌区系统用水户总个数；

③采用如下公式分析灌区范围生活、工业、生态环境行业需水量：

式中：为灌区范围内居民生活需水量；P_gq为灌区范围内现状常住人口；K_gq为灌区范围内政府批复的单位人口生活用水定额；为灌区范围内工业需水量；G_gq为灌区范围内工业增加值或工业产值；B_gq为灌区范围内政府批复的万元工业增加值用水定额或万元工业产值用水定额；为灌区范围内河流基本生态环境需水量，灌区范围第i年第j月的平均流量；其余变量含义同上；

④采用长系列模拟分析方法，对灌区系统水资源供需分析模型进行求解，得到农业缺水量即为所求的需要水库A供给的农业需水量，具体包括如下步骤：依次按生活、生态环境、农业、工业等行业次序进行长系列模拟分析，公式如下：

式中：分别为灌区系统第j个水源向生活、生态环境、农业、工业等行业用水户第i时段供水量；M为灌区水源总数；分别为灌区范围内生活、生态环境、农业、工业等行业第t₁、t₂、t₃、t₄个用水户第i时段需水量；T₁、T₂、T₃、T₄分别为生活、生态环境、农业、工业等行业用水户总数，T₁+T₂+T₃+T₄＝T。