[发明专利]一种基于单库-单站的水土资源优化配置方法及系统

权利要求书

1.一种基于单库-单站的水土资源优化配置方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、收集并处理灌区所涉及的数据；

S2、将灌区多种作物的年产值最大作为目标，依据水分生产函Jensen数模型，确定水土资源优化配置模型的目标函数，同时根据“单库-单站”灌溉系统的工程特性，确定灌溉系统年供水总量约束、作物种植面积约束、水库调度准则约束、补库泵站约束、作物需水量约束；

S3、采用大系统逐次逼近方法求解水土资源优化配置模型。

2.根据权利要求1所述的基于单库-单站的水土资源优化配置方法，其特征在于，步骤S1中，收集的灌区所涉及的数据包含：

确定灌区总种植面积TA与各作物的最小种植面积确定每种作物的生育阶段M_i；确定作物供水充分时各生育阶段的需水量YS_i,j、水分敏感指数h_i,j、供水充分时作物最大的年产量(Y_m)_i；查询水库资料，确定水库的初始库容V₀、死库容V_min、防洪库容V_max、兴利库容V_兴利；依据研究的水文年型，确定水库年可供水总量SK、水库各阶段的来水量LS_i,j、降雨量P_i,j、蒸发量EF_i,j；根据水泵性能特性，确定补水泵站年允许提水总量BZ和各阶段的最大提水量其中，i＝1,2；j＝1,2,…M_i。

3.根据权利要求2所述的基于单库-单站的水土资源优化配置方法，其特征在于，步骤S2中，依据水分生产函Jensen数模型，确定水土资源优化配置模型的目标函数，该目标函数如下公式：

式中，G为灌区总产值；A_i为i作物种植面积；P_i为i作物单价。

4.根据权利要求3所述的基于单库-单站的水土资源优化配置方法，其特征在于，步骤S2中，根据“单库-单站”灌溉系统的工程特性，确定灌溉系统年供水总量约束、作物种植面积约束、水库调度准则约束、补库泵站约束、作物需水量约束；

供水量约束包含系统年供水总量约束及单作物全生育期供水总量约束；

年供水总量约束：

单作物全生育期供水总量约束：

式中，IW_i为i作物全生育期供水量上限；

作物种植面积约束包含多作物种植总面积约束及单作物种植面积约束；

多作物种植总面积约束：

单作物种植面积约束：

水库调度准则约束：

式中，V_i,j为i作物第j阶段末的水库蓄水量；为i作物第j阶段末的水库蓄水量下限；为i作物第j阶段末的水库蓄水量上限；

其中，V_i,j据水量平衡方程确定：

V_i,j＝V_i,j-1+LS_i,j+Y_i,j-X_i,j-EF_i,j-PS_i,j

式中，V_i,j-1为i作物第j-1阶段末的水库蓄水量；PS_i,j为i作物第j阶段末的水库弃水量；

根据系统水量平衡方程，确定水库调度准则如下：

补库泵站约束包含补库泵站提水能力约束及补库泵站提水耦合约束；

补库泵站提水能力约束：

式中，为i作物第j阶段泵站最大提水量；

补库泵站提水耦合约束：

初始条件与边界条件：

V₀＝V_end

式中，V₀为水库调度的初始库容；V_end为水库调度的种植库容。