申请/专利权人：上海应用技术大学

申请日：2023-10-19

公开（公告）日：2024-05-28

公开（公告）号：CN117455041B

主分类号：G06Q10/04

分类号：G06Q10/04;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F30/27;G06N3/126;G06F111/04;G06F111/06;G06F113/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.28#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明涉及一种针对预测所得未来水资源的多目标管控利用方法，采用：使用“虚拟气候变暖”方法，利用叠加气候变暖信息得到未来气候情景的逐日预测结果；利用城市水量平衡模型计算拟模拟区域的雨水资源化潜力；构建确定评价指标及其量化方法；基于多目标优化算法，构建雨水资源利用优化规划方案筛选方法，形成最优解集；在最优解集中使用构建的评价指标以及量化方法，最终形成最优灌溉花卉雨水利用方案；本发明在历史观测数据的基础上，对研究区域的雨水资源化潜力进行评估，再根据养殖花卉的需水量等多个决策变量优化算法的量化计算，最终得到未来气候条件下的最优花卉灌溉雨水方案。

主权项：1.一种针对预测所得未来水资源的多目标管控利用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：构建研究区域未来预测情景，包括：采用PGW方法与GCM模型，选择SSP126、SSP245和SSP585情景来生成设定未来时间段内研究区域逐日的降水量、最高和最低气温、风速和辐射数据，具体包括：采用PGW方法，叠加气候变暖信息来研究未来气候变化背景下天气事件强度与结构变化，将未来的逐月平均预测结果与历史气候逐月平均资料相减或相比，得到未来气候变化的信号，再将现有气象站的观测数据作为可靠的气候背景场，得到未来气候情景的逐日预测结果；用EC-Earth3地球系统模型设定未来时间段的逐月气温预测结果，减去设定历史时间段逐月气温数据，得到设定未来时间段最高、最低气温变化的信号；将EC-Earth3地球系统模型对设定历史时间段的逐月降水和辐射的预测结果，除以设定未来时间段逐月降水和辐射数据，得到设定未来时间段未来降水和辐射变化的信号；将得到的逐月气候变化信号进行线性插值生成逐日气象资料集合，再乘以设定历史时间段的站点观测资料，得到一套未来气候变化的逐日情景集合；步骤二：基于城市水量平衡模型，以及气象站点观测数据，并根据彭曼公式估算研究区域潜在蒸发量和参考作物的蒸发蒸腾量，模拟研究区域在历史观测情景及未来预测情景下的雨水资源化潜力，包括：通过ArcGIS软件对研究区域监督分类计算出研究区域内各类下垫面的面积占比；根据城市水量平衡模型结构，设定所有来自铺砌区域的径流全部流入未铺砌区域，未铺砌区域的雨水资源化潜力包含了来自铺砌区域的径流；在此基础上，基于城市水量平衡模型结构对研究区域的SSP126、SSP245和SSP585预测情景展开模拟及分析；步骤三：根据研究区域内的花卉规模、需水量、经济成本和气象条件因素，构建综合决策框架，包括：三个决策变量为蓄水池的尺寸、可养殖花卉的规模和新增集水面积的大小，三个目标函数为花卉的缺水天数、经济成本和单位花卉的黄河取水量；所述花卉的缺水天数通过研究区域内雨水资源化潜力、蓄水池尺寸和花卉需水量三个指标进行计算,所述研究区域的雨水资源化潜力，通过城市水量平衡模型计算每日的雨水资源化潜力，对于每日的雨水资源化潜力，首先与蓄水池尺寸进行比较，若小于则存放至蓄水池，若大于则以蓄水池的容量作为当日的雨水资源化潜力；将当日可利用的雨水资源与花卉需水量进行比较，若小于则增加一天缺水天数，若大于则将可利用的雨水资源量减去花卉的需水量，剩余可利用的雨水资源存储至蓄水池；所述经济成本计算公式如下：Fcost＝CiXi+CjXj式中：Fcost—经济成本，单位：元m3；Ci—蓄水池单位容积成本，单位：元m3；Xi—蓄水池建造尺寸，单位：m3；Cj—集雨面单位面积成本，单位：元m2；Xj—集雨面建造面积，单位：m2；所述单位花卉的黄河取水量计算公式如下： 式中：Fdemand—每年的黄河取水量，单位：m3棚；Fshortage—花卉的缺水天数，单位：天年；Yi—养殖的花卉数量，单位：棚；约束函数依据研究区域现有土地利用条件及特色花卉产业规划，对不同方案中蓄水池尺寸、花卉的养殖规模与集雨面建造面积进行约束，具体的约束方程如下： 式中：ai—规定的最小蓄水池尺寸，单位：m3；bi—规定的最大蓄水池尺寸，单位：m3；aj—规定的最少养殖花卉规模，单位：棚；bj—规定的最多养殖花卉规模，单位：棚；Xmax—规定的最大集雨面建造面积，单位：m2；Ytotal—养殖花卉的总天数，单位：天；N为常数；步骤四：利用NSGA-II算法生成满足约束条件与目标函数的雨水资源规划，选出Pareto最优解集；步骤五：基于历史观测情景及未来预测情景，量化评价Pareto最优解集中方案，利用熵权法对Pareto最优解集中方案的目标函数值进行综合评分，得到最优方案。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海应用技术大学 一种针对预测所得未来水资源的多目标管控利用方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD