用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质

本发明涉及水资源管理，特别是涉及一种用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、用水总量指标分解是指将上级行政分区用水总量分解到下级行政分区，或是将上级水资源分区用水总量分解到下级水资源分区。为有效实施用水总量控制管理，各地区需要按照各地水资源禀赋条件、人口经济发展等实际情况开展用水总量控制指标分解工作。

2、用水总量指标分解涉及三个问题：一是用水总量指标分解单元的确定，二是各用水总量分解单元分解系数的优化与确定用水总量的分解方法，三是不同用水总量分解方案的评价与优选。针对第一个问题，当分解上级行政分区用水总量时，通常是将下级行政分区作为分解单元，当分解上级流域用水总量时，通常是将下级水资源分区作为分解单元。然而，仅采用行政分区作为分解单元未考虑行政分区内不同水资源分区水资源禀赋条件的差异，仅考虑水资源分区作为分解单元不利于开展水资源管理监督与检查工作。此外，目前在各个分解单元内部未进行分行业用水总量分解工作，不利于用水总量控制的管理与实施。针对第二、三个问题，现有用水总量的分解方法多基于单个或多个影响因子（如面积、人口等）确定及优化各个分解单元的用水总量分解系数，和谐度用水总量的分解方法、基尼系数等多用于评价此类分解方案的优劣。这类用水总量的分解方法大多仅从公平性角度进行分解系数的确定和分解方案的优选，缺乏对各分解单元用水效率的考虑。此外，部分水资源配置模型被用于用水总量分解，然而，这类模型一般结构较为复杂，数据需求较大。鉴于此，考虑完善并发展一种以水资源分区套行政分区分解单元兼顾公平与效率的用水总量指标分解用水总量的分解方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质，提升用水总量控制的精细化管理水平和可操作性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种用水总量的分解方法，所述方法包括：

4、确定待分配区域的所有行政分区和水资源分区；

5、基于所有所述行政分区和所有所述水资源分区，确定多个分解单元；

6、获取所述待分配区域的历史用水量比、可分配用水总量、历史生态用水量比和历史可用水资源量；所述历史用水量比包括：第一用水量比、第二用水量比和第三用水量比，所述第一用水量比为农业历史用水与历史用水总量之比，所述第二用水量比为工业历史用水与所述历史用水总量之比，所述第三用水量比为生活历史用水与所述历史用水总量之比；所述历史生态用水量比为历史生态用水量与所述历史用水总量之比；

7、确定各所述分解单元的历史占比、历史用水影响因子数据、需水量和用水系数；所述历史占比包括：灌溉面积占比、万元工业增加值占比和人口数占比；所述历史用水影响因子数据包括：历史农田灌溉有效利用系数、历史万元工业增加值用水量、历史人均用水量；所述需水量包括：农业需水量、工业需水量和生活需水量；所述用水系数包括：农业安全生产用水系数和工业安全生产用水系数；

8、基于所述历史占比、所述历史用水量比和所述历史用水影响因子数据，构建用水目标函数；所述用水目标函数是关于所有所述分解单元的待分配用水量占比的函数；所述用水目标函数包括第一用水目标函数和第二用水目标函数；所述待分配用水量占比为待分配用水量与所述可分配用水总量之比，所述待分配用水量包括：待分配农业用水、待分配工业用水和待分配生活用水；

9、基于所述历史生态用水量、所述历史用水总量、历史可用水资源量以及各所述分解单元的需水量和用水系数，构建约束函数；所述约束函数是关于所有所述分解单元的待分配用水量占比的函数；所述约束函数包括：总量约束函数、可用水资源量约束函数和安全保障约束函数；

10、基于所述用水目标函数和所述约束函数，确定各所述分解单元的待分配用水量的值。

11、可选地，基于所有所述行政分区和所有所述水资源分区，确定多个分解单元，具体包括：

12、基于所有所述行政分区的矢量图和所有所述水资源分区的矢量图进行叠加，得到叠加后的矢量图；

13、基于所述叠加后的矢量图确定多个所述分解单元。

14、可选地，基于所述历史占比、所述历史用水量比和所述历史用水影响因子数据，构建用水目标函数，具体包括：

15、基于所述历史占比和所述历史用水量比，构建第一用水目标函数；

16、基于所述历史用水影响因子数据，构建第二用水目标函数。

17、可选地，基于所述历史生态用水量、所述历史用水总量、历史可用水资源量以及各所述分解单元的需水量和用水系数，构建约束函数，具体包括：

18、基于所述历史生态用水量和所述历史用水总量，构建总量约束函数；

19、基于可分配用水总量、历史生态用水量、历史可用水资源量和历史用水总量，构建可用水资源量约束函数；

20、基于各所述分解单元的需水量和用水系数，构建安全保障约束函数。

21、可选地，基于所述用水目标函数和所述约束函数，确定各所述分解单元的待分配用水量的值，具体包括：

22、基于所述用水目标函数和所述约束函数，确定所有所述分解单元的待分配用水量占比的目标值；

23、基于各所述分解单元的所述目标值和所述可分配用水总量，确定对应所述分解单元的待分配用水量的值。

24、一种用水总量的分解系统，所述系统包括：

25、分区确定模块，用于确定待分配区域的所有行政分区和水资源分区；

26、分解单元确定模块，用于基于所有所述行政分区和所有所述水资源分区，确定多个分解单元；

27、第一历史数据获取模块，用于获取所述待分配区域的历史用水量比、可分配用水总量、历史生态用水量比和历史可用水资源量；所述历史用水量比包括：第一用水量比、第二用水量比和第三用水量比，所述第一用水量比为农业历史用水与历史用水总量之比，所述第二用水量比为工业历史用水与所述历史用水总量之比，所述第三用水量比为生活历史用水与所述历史用水总量之比；所述历史生态用水量比为历史生态用水量与所述历史用水总量之比；

28、第二历史数据获取模块，用于确定各所述分解单元的历史占比、历史用水影响因子数据、需水量和用水系数；所述历史占比包括：灌溉面积占比、万元工业增加值占比和人口数占比；所述历史用水影响因子数据包括：历史农田灌溉有效利用系数、历史万元工业增加值用水量、历史人均用水量；所述需水量包括：农业需水量、工业需水量和生活需水量；所述用水系数包括：农业安全生产用水系数和工业安全生产用水系数；

29、目标函数构建模块，用于基于所述历史占比、所述历史用水量比和所述历史用水影响因子数据，构建用水目标函数；所述用水目标函数是关于所有所述分解单元的待分配用水量占比的函数；所述用水目标函数包括第一用水目标函数和第二用水目标函数；所述待分配用水量占比为待分配用水量与所述可分配用水总量之比，所述待分配用水量包括：待分配农业用水、待分配工业用水和待分配生活用水；

30、约束函数构建模块，用于基于所述历史生态用水量、所述历史用水总量、历史可用水资源量以及各所述分解单元的需水量和用水系数，构建约束函数；所述约束函数是关于所有所述分解单元的待分配用水量占比的函数；所述约束函数包括：总量约束函数、可用水资源量约束函数和安全保障约束函数；

31、水量分配模块，用于基于所述用水目标函数和所述约束函数，确定各所述分解单元的待分配用水量的值。

32、一种电子设备，包括：

33、一个或多个处理器；

34、存储装置，其上存储有一个或多个程序；

35、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述所述的用水总量的分解方法。

36、一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的用水总量的分解方法。

37、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

38、本发明公开了一种用水总量的分解方法、系统、电子设备及存储介质，首先根据待分配区域的行政分区和水资源分区；确定多个分解单元；然后基于各分解单元的历史占比、历史用水影响因子数据、需水量和用水系数以及待分配区域的历史用水量比、可分配用水总量、历史生态用水量比和历史可用水资源量，构建用水目标函数和约束函数，从而确定各分解单元的待分配用水量的值，和现有的单纯针对行政分区或水资源分区的用水分配方式相比，提升了用水总量控制的精细化管理水平和可操作性。