一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法

1.本发明涉及水资源管理技术领域，具体涉及一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法。


背景技术：

3.以生态环境保护为基准对河流水资源进行合理的利用已经成为热点话题。
4.为了保证生态环境保护首先应当满足河流区域内生态用水的需求，而以生态用水的需求对河流整体的水资源配置进行反馈并对水资源配置进行合理的改善能够有效地促进河流生态系统的恢复。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法。
6.本发明的技术方案为：一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，包括：
7.s1、河流相关生态数据的获取
8.s1-1、对河流位置区域信息进行提取，并对收集到的数据进行标准化处理，然后先通过水文分析方法，生成河流的流域边界；
9.s1-2、对流域边界区域内5～15年的相关生态数据进行获取；
10.s2、计算单模块体系的用水量比例
11.s2-1、根据式w
供
＝w
总-w
流
确定河流可供水量，其中，w
供
表示河流可供水量，m3；w
总
表示河流径流量，m3；w
流
表示河流总路径中渗透生态水权计量，m3；
12.s2-2、然后依据s1-2所获取的相关数据确定生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa、生态模块实际供水比例pe；
13.s3、确定生态模块可供水比例
14.依据s2-2所得生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa计算生态模块可供水比例p
可
；其中，生态模块可供水比例p
可
＝1-p
t-p
i-pa；
15.s4、确定河流合理生态模块用水比例
16.定义生态模块需水量为：其中，w
min
表示河流生态模块最小需水量，m3；w
opti
表示河流生态模块最佳需水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；p
min
表示河流生态模块最小需水比例；p
opti
表示河流生态模块最佳需水比例；
17.s5、反馈调整
18.依据生态模块实际供水比例pe、生态模块可供水比例p
可
、河流生态模块最小需水比例p
min
、河流生态模块最佳需水比例p
opti
的大小对生态模块实际供水比例pe进行调整。
19.进一步地，s1-2所述相关生态数据具体包括流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据；基于社会、经济、环境、水资源进行分析，以流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据作为基础模
块数据进行分析，能够为经济的发展、社会的稳定以及生态环境的调节进行较为全面的的计算，更利于社会经济发展和生态环境的双赢。
20.更进一步地，所述用水用户包括生活用水用户、工业用水用户、农业用水用户以及生态用水用户；所述用户可为个人、机构、企业等一切用水户，且在进行数据获取时将其依照生活、工业、农业、生态进行区分，更便于后期对单模块体系用水量比例的计算。
21.进一步地，s2-1所述河流总路径中渗透生态水权计量w
流
由式w
流
＝2kilδt计算得到；其中，k表示河流含水层渗透系数，m/d；i表示河流水力平均坡度；l为河流补给长度，m；h表示河流平均含水层厚度，m；δt表示计算时间段，d。
22.进一步地，s2-2所述生活模块供水比例p
t
由式计算得到；其中，w
t
表示河生活模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。
23.进一步地，s2-2所述工业模块供水比例pi由式计算得到；其中，wi表示工业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。
24.进一步地，s2-2所述农业模块供水比例pa由式计算得到；其中，wa表示农业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。
25.进一步地，s2-2所述生态模块实际供水比例pe由式计算得到；其中，we表示生态模块实际供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。
26.进一步地，所述s5具体为：当p
min
＜pe＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；
27.当pe＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
min
或pe＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；
28.当pe＜p
可
＜p
min
时，调整调整pe＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；
29.当p
opti
＜pe时，调整调整pe＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明整体结构设计合理，对河流生态用水进行优化资源配置后对河流整体的水资源配置进行反馈调整，以对生态模块实际用水进行调整作为保证河流生态环境的基础，实现生态环境与社会经济发展的平衡；本发明依照生活、工业、农业、生态进行区分，能够将复杂的河流水资源系统简易化成易处理的模块化系统，在实际的使用中更利于搭载数字框架进行实际计算，进而实现合理分配。
附图说明
31.图1是本发明的流程图。
具体实施方式
32.实施例1
33.如图1所示的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，包括：
34.s1、河流相关生态数据的获取
35.s1-1、对河流位置区域信息进行提取，并对收集到的数据进行标准化处理，然后先通过水文分析方法，生成河流的流域边界；
36.s1-2、对流域边界区域内5年的相关生态数据进行获取；相关生态数据具体包括流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据；用水用户包括生活用水用户、工业用水用户、农业用水用户以及生态用水用户；用户可为个人、机构、企业等一切用水户；
37.s2、计算单模块体系的用水量比例
38.s2-1、根据式w
供
＝w
总-w
流
确定河流可供水量，其中，w
供
表示河流可供水量，m3；w
总
表示河流径流量，m3；w
流
表示河流总路径中渗透生态水权计量，m3；其中，河流总路径中渗透生态水权计量w
流
由式w
流
＝2kilδt计算得到；其中，k表示河流含水层渗透系数，m/d；i表示河流水力平均坡度；l为河流补给长度，m；h表示河流平均含水层厚度，m；δt表示计算时间段，d；
39.s2-2、然后依据s1-2所获取的相关数据确定生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa、生态模块实际供水比例pe；
40.生活模块供水比例p
t
由式计算得到；其中，w
t
表示河生活模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
41.工业模块供水比例pi由式计算得到；其中，wi表示工业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
42.农业模块供水比例pa由式计算得到；其中，wa表示农业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
43.生态模块实际供水比例pe由式计算得到；其中，we表示生态模块实际供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
44.s3、确定生态模块可供水比例
45.依据s2-2所得生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa计算生态模块可供水比例p
可
；其中，生态模块可供水比例p
可
＝1-p
t-p
i-pa；
46.s4、确定河流合理生态模块用水比例
47.定义生态模块需水量为：其中，w
min
表示河流生态模块最小需水量，m3；w
opti
表示河流生态模块最佳需水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；p
min
表示河流生态模块最小需水比例；p
opti
表示河流生态模块最佳需水比例；
48.s5、反馈调整
49.依据生态模块实际供水比例pe、生态模块可供水比例p
可
、河流生态模块最小需水比例p
min
、河流生态模块最佳需水比例p
opti
的大小对生态模块实际供水比例pe进行调整；具体为：当p
min
＜pe＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；
50.当pe＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
min
或pe＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；
51.当pe＜p
可
＜p
min
时，调整调整pe＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；
52.当p
opti
＜pe时，调整调整pe＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。
53.实施例2
54.一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，包括：
55.s1、河流相关生态数据的获取
56.s1-1、对河流位置区域信息进行提取，并对收集到的数据进行标准化处理，然后先通过水文分析方法，生成河流的流域边界；
57.s1-2、对流域边界区域内10年的相关生态数据进行获取；相关生态数据具体包括流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据；用水用户包括生活用水用户、工业用水用户、农业用水用户以及生态用水用户；用户可为个人、机构、企业等一切用水户；
58.s2、计算单模块体系的用水量比例
59.s2-1、根据式w
供
＝w
总-w
流
确定河流可供水量，其中，w
供
表示河流可供水量，m3；w
总
表示河流径流量，m3；w
流
表示河流总路径中渗透生态水权计量，m3；其中，河流总路径中渗透生态水权计量w
流
由式w
流
＝2kilδt计算得到；其中，k表示河流含水层渗透系数，m/d；i表示河流水力平均坡度；l为河流补给长度，m；h表示河流平均含水层厚度，m；δt表示计算时间段，d；
60.s2-2、然后依据s1-2所获取的相关数据确定生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa、生态模块实际供水比例pe；
61.生活模块供水比例p
t
由式计算得到；其中，w
t
表示河生活模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
62.工业模块供水比例pi由式计算得到；其中，wi表示工业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
63.农业模块供水比例pa由式计算得到；其中，wa表示农业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
64.生态模块实际供水比例pe由式计算得到；其中，we表示生态模块实际供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
65.s3、确定生态模块可供水比例
66.依据s2-2所得生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa计算生态模块可供水比例p
可
；其中，生态模块可供水比例p
可
＝1-p
t-p
i-pa；
67.s4、确定河流合理生态模块用水比例
68.定义生态模块需水量为：其中，w
min
表示河流生态模块最小需水量，m3；w
opti
表示河流生态模块最佳需水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；p
min
表示河流生态模块最小需水比例；p
opti
表示河流生态模块最佳需水比例；
69.s5、反馈调整
70.依据生态模块实际供水比例pe、生态模块可供水比例p
可
、河流生态模块最小需水比例p
min
、河流生态模块最佳需水比例p
opti
的大小对生态模块实际供水比例pe进行调整；具体为：当p
min
＜pe＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；
71.当pe＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
min
或pe＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；
72.当pe＜p
可
＜p
min
时，调整调整pe＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；
73.当p
opti
＜pe时，调整调整pe＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。
74.实施例3
75.一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，包括：
76.s1、河流相关生态数据的获取
77.s1-1、对河流位置区域信息进行提取，并对收集到的数据进行标准化处理，然后先通过水文分析方法，生成河流的流域边界；
78.s1-2、对流域边界区域内15年的相关生态数据进行获取；相关生态数据具体包括流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据；用水用户包括生活用水用户、工业用水用户、农业用水用户以及生态用水用户；用户可为个人、机构、企业等一切用水户；
79.s2、计算单模块体系的用水量比例
80.s2-1、根据式w
供
＝w
总-w
流
确定河流可供水量，其中，w
供
表示河流可供水量，m3；w
总
表示河流径流量，m3；w
流
表示河流总路径中渗透生态水权计量，m3；其中，河流总路径中渗透生态水权计量w
流
由式w
流
＝2kilδt计算得到；其中，k表示河流含水层渗透系数，m/d；i表示河流水力平均坡度；l为河流补给长度，m；h表示河流平均含水层厚度，m；δt表示计算时间段，d；
81.s2-2、然后依据s1-2所获取的相关数据确定生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa、生态模块实际供水比例pe；
82.生活模块供水比例p
t
由式计算得到；其中，w
t
表示河生活模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
83.工业模块供水比例pi由式计算得到；其中，wi表示工业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
84.农业模块供水比例pa由式计算得到；其中，wa表示农业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
85.生态模块实际供水比例pe由式计算得到；其中，we表示生态模块实际供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；
86.s3、确定生态模块可供水比例
87.依据s2-2所得生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa计算生态模块可供水比例p
可
；其中，生态模块可供水比例p
可
＝1-p
t-p
i-pa；
88.s4、确定河流合理生态模块用水比例
89.定义生态模块需水量为：其中，w
min
表示河流生态模块最小需水量，m3；w
opti
表示河流生态模块最佳需水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；p
min
表示河流生态模块最小需水比例；p
opti
表示河流生态模块最佳需水比例；
90.s5、反馈调整
91.依据生态模块实际供水比例pe、生态模块可供水比例p
可
、河流生态模块最小需水比例p
min
、河流生态模块最佳需水比例p
opti
的大小对生态模块实际供水比例pe进行调整；具体为：当p
min
＜pe＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；
92.当pe＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整pe＝p
min
或pe＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；
93.当pe＜p
可
＜p
min
时，调整调整pe＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例pi、农业模块供水比例pa进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；
94.当p
opti
＜pe时，调整调整pe＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。

技术特征：
1.一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，包括：s1、河流相关生态数据的获取s1-1、对河流位置区域信息进行提取，并对收集到的数据进行标准化处理，然后先通过水文分析方法，生成河流的流域边界；s1-2、对流域边界区域内5～15年的相关生态数据进行获取；s2、计算单模块体系的用水量比例s2-1、根据式w
供
＝w
总-w
流
确定河流可供水量，其中，w
供
表示河流可供水量，m3；w
总
表示河流径流量，m3；w
流
表示河流总路径中渗透生态水权计量，m3；s2-2、然后依据s1-2所获取的相关数据确定生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例p
i
、农业模块供水比例p
a
、生态模块实际供水比例p
e
；s3、确定生态模块可供水比例依据s2-2所得生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例p
i
、农业模块供水比例p
a
计算生态模块可供水比例p
可
；其中，生态模块可供水比例p
可
＝1-p
t-p
i-p
a
；s4、确定河流合理生态模块用水比例定义生态模块需水量为：其中，w
min
表示河流生态模块最小需水量，m3；w
opti
表示河流生态模块最佳需水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3；p
min
表示河流生态模块最小需水比例；p
opti
表示河流生态模块最佳需水比例；s5、反馈调整依据生态模块实际供水比例p
e
、生态模块可供水比例p
可
、河流生态模块最小需水比例p
min
、河流生态模块最佳需水比例p
opti
的大小对生态模块实际供水比例p
e
进行调整。2.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s1-2所述相关生态数据具体包括流域、河网、控制节点、水库、用水用户、以及与其相关的供/退水线路的相关数据。3.如权利要求2所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，所述用水用户包括生活用水用户、工业用水用户、农业用水用户以及生态用水用户。4.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s2-1所述河流总路径中渗透生态水权计量w
流
由式w
流
＝2kilδt计算得到；其中，k表示河流含水层渗透系数，m/d；i表示河流水力平均坡度；l为河流补给长度，m；h表示河流平均含水层厚度，m；δt表示计算时间段，d。5.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s2-2所述生活模块供水比例p
t
由式计算得到；其中，w
t
表示河生活模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。6.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s2-2所述工业模块供水比例p
i
由式计算得到；其中，w
i
表示工业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。
7.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s2-2所述农业模块供水比例p
a
由式计算得到；其中，w
a
表示农业模块供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。8.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，s2-2所述生态模块实际供水比例p
e
由式计算得到；其中，w
e
表示生态模块实际供水量，m3；w
供
表示河流可供水量，m3。9.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，所述s5具体为：当p
min
＜p
e
＜p
可
＜p
opti
时，调整p
e
＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；当p
e
＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整p
e
＝p
min
或p
e
＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；当p
e
＜p
可
＜p
min
时，调整调整p
e
＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例p
i
、农业模块供水比例p
a
进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；当p
opti
＜p
e
时，调整调整p
e
＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。10.如权利要求1所述的一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，其特征在于，所述s5具体为：当p
min
＜p
e
＜p
可
＜p
opti
时，调整p
e
＝p
可
或不调整；即将生态模块实际供水比例增加至与生态模块可供水比例相等或不进行调整；当p
e
＜p
min
＜p
可
＜p
opti
时，调整p
e
＝p
min
或p
e
＝p
可
；即将生态模块实际供水比例增加至与河流生态模块最小需水比例或生态模块可供水比例相等；当p
e
＜p
可
＜p
min
时，调整调整p
e
＝p
可
＝p
min
；即依据河流生态模块最小需水比例将生活模块供水比例p
t
、工业模块供水比例p
i
、农业模块供水比例p
a
进行对应调整至生态模块可供水比例与河流生态模块最小需水比例相等；当p
opti
＜p
e
时，调整调整p
e
＝p
opti
；即将生态模块实际供水比例降低至与河流生态模块最佳需水比例相等。

技术总结
本发明公开了一种基于反馈机制的河流生态水资源配置方法，包括：确定河流的流域边界并进行相关生态数据进行获取；计算单模块体系的用水量比例；确定生态模块可供水比例；确定河流合理生态模块用水比例；然后依据生态模块可供水比例、河流合理生态模块用水比例对生态模块实际供水比例进行调整；本发明整体结构设计合理，对河流生态用水进行优化资源配置后对河流整体的水资源配置进行反馈调整，以对生态模块实际用水进行调整作为保证河流生态环境的基础，实现生态环境与社会经济发展的平衡。实现生态环境与社会经济发展的平衡。实现生态环境与社会经济发展的平衡。


技术研发人员：刘彬 郭旺鑫
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/13