[发明专利]基于反馈机制的水资源优化配置方法

说明书

本发明涉及水资源管理领域，更具体地，涉及一种基于反馈机制的水资源优化配置方法。包括以下步骤：S1.构建水资源配置基础模型，运用常规水资源配置方法得到水资源初始配置方案；S2.将初始配置方案应用于实际水文情境中，由于需水不可准确预测，初始配置水量与实际需水量存在偏差，得到配置偏差序列；S3.构建反馈增益函数，利用偏差序列得到增益量；S4.利用增益量对未来时段的初始配置方案进行调整，得到反馈配置方案。本方法可以节约高效利用水资源，有效减少水资源管理的工程量，对于水资源管理具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及水资源管理领域，更具体地，涉及一种基于反馈机制的水资源优化配置方法。

背景技术

水资源配置的精准化是当今水资源配置问题中的研究方向之一。既满足水资源需求，又尽可能地减少冗余配水，从而提高水资源的有效利用，成为越来越多高强度用水区域的迫切需要。为了实现水资源的优化配置，目前常用的方法包括数学规划法，包括线性规划和非线性规划，以及面向多目标水资源配置问题的多目标规划方法。然而，上述方法在不断改进和丰富水资源配置优化求解的同时，仍然无法完全避免因为问题本身的多变量以及对精度的高要求所带来的“维数灾”问题，以及水资源配置方案面对自然环境和人类活动影响下的不确定性问题。总的来说，水资源优化配置问题本身的复杂性以及变化环境影响下的不确定性，导致水资源配置方案的求解过程繁琐，而且应用效果较差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于反馈机制的水资源优化配置方法，可以高效利用水资源，有效减少水资源管理的工程量，对于水资源管理具有十分重要的意义。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于反馈机制的水资源优化配置方法，包括以下步骤：

S1.构建水资源配置基础模型，运用常规水资源配置方法得到水资源初始配置方案；

S2.将初始配置方案应用于实际水文情境中，由于需水不可准确预测，初始配置水量与实际需水量存在偏差，得到配置偏差序列；

S3.构建反馈增益函数，利用偏差序列得到增益量；

S4.利用增益量对未来时段的初始配置方案进行调整，得到反馈配置方案。

进一步地，所述的水资源配置基础模型包括定义配置目标、决策变量和约束条件，还包括预测来水量和需水量。

进一步地，所述的常规水资源配置方法包括线性规划方法和遗传算法。

进一步地，所述配置偏差序列为初始配置方案与实际需水所存在的偏差在时间推进中产生的序列，其公式为：

dif(t)＝IAS(t)-RTD(t)

式中，t为时刻，dif(t)为偏差序列，IAS(t)为t时刻的初始配置方案，RTD(t)为t时刻实际水资源需求。

进一步地，所述的反馈增益函数为：

gain(t)＝Kr*dif(t)+Kd*∈

其中，gain(t)为增益量，Kr为误差系数，∈为噪声扰动，Kd为噪声扰动系数。根据上式，误差信息以一定的比例反馈给增益量，同时，反馈增益是一个受噪声干扰的随机变量；借鉴卡尔曼滤波理论中关于增益函数的设计，设计该噪声扰动是服从高斯分布的随机量。

进一步地，所述的S4步骤具体包括：

S41.反馈配置初始调整方案为：

FAS₀(t+1)＝IAS(t+1)+gain(t)

式中，FAS₀(t+1)为t+1时刻的反馈配置初始调整方案；