[发明专利]一种南方丰水地区考核年份用水总量折算方法

说明书

本发明公开了一种南方丰水地区考核年份用水总量折算方法，通过收集区域历史长系列及考核年份年降水和用水资料，确定区域年降水量频率曲线，在计算历史长系列及考核年份农田灌溉亩均净用水量的基础上，基于人工神经网络模型建立区域农田灌溉亩均净用水量和年降水量关系曲线，进而计算不同年降水量频率条件下区域农田灌溉用水量折算系数，获取区域考核年份折算用水总量。本发明可以准确捕捉区域农田灌溉亩均净用水量和年降水量的非线性关系，可以考虑超过保证率枯水年份存在的农田灌溉供水破坏情形，更加符合南方丰水地区水资源利用特点，有助于提高南方丰水地区考核年份用水总量折算的科学性和可操作性。

技术领域

本发明属于水资源管理领域，特别涉及一种南方丰水地区考核年份用水总量 折算方法。

背景技术

区域用水总量的考核是最严格水资源管理制度考核的主要内容之一，对于发 挥水资源刚性约束作用和促进经济社会的可持续发展具有重要意义。目前，用于 考核的用水总量控制指标是在多年平均来水(平水年)条件下制定的，反映的是 多年平均条件下对用水总量的约束。然而，天然来水是丰枯变化的，导致不同来 水频率年份下的区域用水总量呈现明显的波动。

目前关于区域考核年份用水总量折算方法研究成果较少，有学者提出了以用 水量特性曲线(即区域用水总量与降水量的函数关系)为基础的年度用水总量折 算考核方法。然而，该法存在以下问题：(1)不考虑超过保证率枯水年份时供水 破坏情形，这一基本假设不符合实际情况；(2)该法中区域用水总量系列为发生 在同一水平年的事件系列，是一模拟计算结果，这在现实中是不存在的，需依赖 于较为复杂的水资源配置模型，影响其在部分基础较为薄弱、缺少相应技术手段 区域的推广使用。

对于南方丰水地区而言，区域工业、生活等用水量基本不受年降水变化的影 响，区域用水总量随年降水量波动主要是农田灌溉用水量随年降水量波动造成 的；此外，直流式火电和核电冷却系统从水源取得的水量仅仅通过换热设备一次 就被排到取水口下游回归河道内，耗水量通常很小，不能把从水源的取水量全部 计算为用水量，需要将其相应的退水量进行核减。因此，南方丰水地区考核年份 用水总量折算的重点为农田灌溉用水量和直流式火(核)电冷却用水量。亟待研 发能反映南方丰水地区特点的考核年份用水总量折算方法，以提高南方丰水地区 用水总量考核工作的科学性和可操作性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种南方丰水地区考核年份用水总 量折算方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种南方丰水地区考核年份用水总量折算方法，包括步骤：

步骤1，收集区域历史长系列及考核年份年降水和用水资料；

步骤2，根据步骤1中的区域历史长系列年降水量资料，选取适当的频率曲 线线型，并估计其参数，确定区域年降水量频率曲线；

步骤3，根据步骤1中的区域历史长系列及考核年份用水资料，计算相应的 农田灌溉亩均净用水量；

步骤4，根据步骤1中的区域历史长系列年降水量和步骤3中相应的农田灌 溉亩均净用水量同步资料，基于人工神经网络模型建立区域农田灌溉亩均净用水 量和年降水量关系曲线；

步骤5，根据步骤2中确定的区域年降水量频率曲线及步骤4建立的区域农 田灌溉亩均净用水量和年降水量关系曲线，计算不同年降水量频率条件下区域农 田灌溉用水量折算系数；

步骤6，根据步骤1中的区域考核年份年降水和用水资料及步骤5中的不同 年降水量频率条件下区域农田灌溉用水量折算系数，获取区域考核年份折算用水 总量。

所述步骤2中，采用皮尔逊III型分布作为频率曲线线型，并采用线性矩法 估计频率曲线线型的参数。

所述步骤4中，采用的人工神经网络模型为多层感知器神经网络，并采用 BP算法进行学习训练。