[发明专利]一种基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法

权利要求书

1.一种基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、根据区域实际情况，确定基准年及规划年，预测灌区内各水利计算单元的需水量和供水量，以进行灌区的水土资源供需平衡分析；

S2、建立灌区水土资源空间优化配置模型，为该模型确定目标函数并求解，获取空间均衡优化结果；

S3、根据空间均衡优化结果，建立灌区水土资源时间优化配置模型，为该模型确定目标函数并求解，获取时间均衡优化结果；

S4、将空间均衡优化结果和时间均衡优化结果输入地下水数值模拟模型，获取模拟的地下水位，并根据模拟的地下水位判断其是否达到地下水位优化目标，若是，则输出该模拟的地下水水位；若否，则调整供水量，并返回步骤S2，直到模拟的地下水位达到地下水位优化目标。

2.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：步骤S1具体为，根据区域实际情况，确定基准年及规划年，将灌区按照灌域和行政区划分成不同的水利计算单元；并预测灌区内各水利计算单元的种植结构、灌溉需水量、地表水可供水量和地下水可供水量，以进行水土资源供需平衡分析。

3.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：步骤S2具体包括如下内容，

S21、建立灌区水土资源空间优化配置模型；

S22、将灌区农业水土资源均衡度最大和各水利计算单元缺水率的平方和最小，同时作为灌区水土资源空间优化配置模型的目标函数；

S23、确定灌区水土资源空间优化配置模型的约束条件；

S24、确定两个目标函数的权重并求解，获取空间均衡优化结果。

4.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：所述农业水土资源均衡度和各水利计算单元缺水率的平方和最小的计算公式分别如下，

其中，E为单个水利计算单元的农业水土资源均衡度；min F₁和min F₂分别为灌区农业水土资源均衡度最大和各水利计算单元缺水率的平方和最小所对应的目标函数；F₁表示灌区农业水土资源均衡度；F₂表示各水利计算单元缺水率的平方和；W为农业灌溉水量，D_k为第k种作物的灌溉需水量，A_k为第k种作物的种植面积；i表示第i个水利计算单元，a为水利计算单元个数；X_i为第i个水利计算单元全年的地表水灌溉量，Y_i为第i个水利计算单元全年的地下水灌溉量；D_ik为第i个水利计算单元第k种作物全年的灌溉需水量，A_ik为第i个水利计算单元第k种作物全年的种植面积。

5.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：灌区水土资源空间优化配置模型的约束条件包括可供水量约束、需水量约束和干渠引水能力约束。

6.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：步骤S3具体包括如下内容，

S31、根据空间均衡优化结果，建立灌区水土资源时间优化配置模型；

S32、针对每个水利计算单元，将有灌溉需求月份之间的相对缺水率的平方和最小，作为灌区水土资源时间优化配置模型的目标函数；

S33、确定灌区水土资源时间优化配置模型的约束条件；

S34、对目标函数求解，获取时间均衡优化结果。

7.根据权利要求1所述的基于地下水位调控的灌区水土资源均衡优化配置方法，其特征在于：有灌溉需求月份之间的相对缺水率的平方和最小的计算公式为，

其中，j为月份，b为灌溉需水月个数；X_ij为第i个水利计算单元第j月的地表水灌溉量，Y_ij为第i个水利计算单元第j月的地下水灌溉量。