[发明专利]一种基于宏观配置方案的水资源多目标均衡调度方法

权利要求书

1.一种基于宏观配置方案的水资源多目标均衡调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1构建水资源宏观配置模型，并运行得出最优的水资源宏观配置方案；

S2概化水资源多目标均衡调度系统，并进行模型参数设置；

S3基于水资源宏观配置方案，耦合多目标均衡调度模型的时间序列，目标函数和约束条件；

S4构建水资源多目标均衡调度模型，采用高斯优化混沌粒子群算法对模型进行求解并得到多目标均衡解；

S5判断多目标均衡解是否满足全时段、各计算分区最优均衡解，若不满足，重复S4；若满足，则输出水资源多目标均衡调度最优解；

其中，步骤S3包括，

S31从模型计算时段的角度，耦合多目标均衡调度模型的时间序列；

S32从各用水户需水量及自然状态下各生态节点处旬均径流量值两个指标出发，耦合多目标均衡调度模型的目标函数；

S33从各水源可供水量及各用水户需水量两个指标出发，耦合多目标均衡调度模型的约束条件；

步骤S31耦合后的时间序列以旬为计算时段，通过事先根据各计算分区内生活、生产、生态需水的时间分布特征，对水资源宏观配置模型的方案结果进行数据预处理；

生活用水、生态用水、工业用水需水量旬数据通过配置方案中的月数据平均求得；

农业用水参考当地农业灌溉制度表，根据农作物种类、种植结构及灌溉定额划分成旬数据；

步骤S32目标函数的耦合，在社会效益目标中，以水资源宏观配置方案生成的各分区各用水户实际供水量耦合代替多目标均衡调度模型中的各用水户需水量；在生态效益目标中，以宏观配置方案所得的旬均径流量值耦合代替自然状态下旬均径流量值；

耦合后的目标函数表达式为：

社会效益目标：

经济效益目标：

生态效益目标：

式中，由水资源宏观配置方案耦合得到的有W_tij、Nm_e,m，分别表示第t时段第j个计算分区内第i类用水户需水量，万m³，以及自然状态下各生态节点处的旬均流量值，m³/s；

Gs_tij、Gg_tij、Gd_tij、Gr_tij分别表示第t时段第j个计算分区内地表水、地下水、外调水和再生水分别供给第i类用水户水量，万m³；

Bs_tij、Bg_tij、Bd_tij、Br_tij分别表示第t时段第j个计算分区内第i类用水户分别从当地地表水、当地地下水、外调水及再生水取单位水量所产生的效益，元/万m³；

Cs_tij、Cg_tij、Cd_tij、Cr_tij分别表示第t时段第j个计算分区内第i类用水户分别从当地地表水、当地地下水、外调水及再生水取单位水量所需的费用，元/万m³；

Nm_0,m表示实施调度后各生态节点处的旬均流量值，m³/s；M_m表示实施调度后与自然状态下各生态节点的旬均流量值偏差百分率，％；

步骤S33的约束条件的耦合时，各水源供给各用水户供水量之和不超过宏观配置模型中各水源实际供水量；调度模型中各用水户实际需水情况以水资源宏观配置模型输出的各计算分区内各用水户供水量耦合代替，并根据不同用水户用水保证率的高低调整各水源在不同用水户之间的供水比例；

耦合后的约束条件表达式为：

(1)各水源供水能力约束

当地地表水可供水量约束：

当地地下水可开采量约束：

外调水可供水量约束：

再生水可供水量约束：

式中，由水资源宏观配置方案耦合得到的有Ws_tj、Wg_tj、Wd_tj、Wr_tj，分别表示第t时段第j个计算分区内当地地表水、当地地下水、外调水及再生水的实际可供水量，万m³；

(2)各用水户需水能力约束

城镇生活需水量约束：W_t1j≤Gs_t1j+Gg_t1j+Gd_t1j≤U_t1j；

农村生活需水量约束：W_t5j≤Gs_t5j+Gg_t5j+Gd_t5j≤U_t5j；

河道外生态需水量约束：β_sW_t3j≤Gs_t3j+Gg_t3j+Gd_t3j+Gr_t3j≤U_t3j；

工业、农业需水量约束：G_t2j+G_t4j≤Max{(W_t2j+W_t4j),(W_tj-G_t1j-G_t3j-G_t5j)}；

G_t1j＝Gs_t1j+Gg_t1j+Gd_t1j；

G_t2j＝Gs_t2j+Gg_t2j+Gd_t2j+Gr_t2j；

G_t3j＝Gs_t3j+Gg_t3j+Gd_t3j+Gr_t3j；

G_t4j＝Gs_t4j+Gg_t4j+Gd_t4j+Gr_t4j；

G_t5j＝Gs_t5j+Gg_t5j+Gd_t5j；

式中，由水资源宏观配置方案耦合得到的有W_t1j、W_t2j、W_t3j、W_t4j、W_t5j、W_tj，分别表示第t时段第j个计算分区内城镇生活、工业及三产、河道外生态、农业、农村生活需水量以及各用水户需水总量，万m³；

U_t1j、U_t3j、U_t5j分别表示第t时段第j个计算分区内城镇生活、河道外生态及农村生活预测需水量，万m³，在水资源宏观配置模型前计算求得；

β_s表示河道外生态需水量满足系数，β_s≤1；

G_t1j、G_t2j、G_t3j、G_t4j、G_t5j分别表示第t时段第j个计算分区内各种水源给城镇生活、工业及三产、河道外生态、农业及农村生活总供水量，万m³。