【CN109712025A】一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法【专利】

3 .根据权利要求1所述的一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法，其特征在于
步骤2中各变量的计算步骤为：
步骤2-1 ：根据历史农业旱灾受灾面积、成灾面积和绝收面积的统计数据及灌区 农业供
水量数据为依据，基于旱灾损失综合减产成数法旱灾粮食损失量计算公式确定不供水引起
的最大损失Lmax、最小损失Lmin，旱灾损失综合减产成数法旱灾粮食损失量表达式为：
步骤2-3：统计研究区域i年作物最小受灾面积、成灾面积、绝收面积及作物播种面积，i
年作物单产量中的最大值，分别计算I1、I2、I3，代入式(5) ,得到因旱最小损失Lmin。
4 .根据权利要求1所述的一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法，其特征在于
步骤3中抗旱最适宜的供水量Xc的计算公式推导步骤为：
Ld＝B0·[I3·80％+(I2-I3)·30％+(I1-I2)·10％]·Yn·A
(5)
式中 ，Ld表示旱灾粮食损失量 ；B0为作物平均单价 ；I1为减产1成以 上的受灾面积占 播种
面积的比例；I2为减产3成以上的成灾面积占播种面积的比例；I3为减产8成以上的绝收面积
占 播种面积的比 例 ；Yn为正常年份的 农作物单产 ，取历年统计的 作物单产量的 最大值 ；A为
步骤1-1：通过构造Logistic函数，抗旱供水量X与因旱损失L(x)的函数关系式为
式中 ，k为待定参数 ，Lmax为不供水 引起的最大损失 ；设供水量最大值为Xmax时 ，因旱损失 最小Lmin，则有：
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则待定参数k表示为：
将式 (3) 代入式 (1) ，即得到抗旱供水量X与因旱损失L(x)的函数关系表达式
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910032841 .3
(22)申请日 2019 .01 .14
(71)申请人 三峡大学 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8 号
(72)发明人 常文娟 梁忠民 胡义明 马海波 朱士江 林青霞
(74)专利代理机构 宜昌市三峡专利事务所 42103
背景技术 [0002] 随着工业化、城镇化深入发展，全球气候变化影响加大，我国水利面临的形 势更 趋严峻 ，增强防灾减灾能 力要求越来越迫切。研究抗旱供水是积极应对干旱 ，保障区域水 资源安全和可持续发展的重大国家需求。确定抗旱最优供水量，也即 适宜供水量，是规划 抗旱水源工程 、制定抗旱实际 调度方案的 重要依据 ，因此 ，研究抗旱适宜供水量 确定方法 具有重要价值。 [0003] 为积极有效应对干旱，通常是通过工程和非工程措施增加抗旱水源，保障干 旱期 间水资源的供给需求，如规划一系列抗旱水源应急工程等。现有技术在干旱 应对中，主要 从需求侧通过压缩需水，制定干旱期用水定额来缓解干旱缺水，从 供给侧层面主要是通过 新建抗旱应急水源工程等工程措施和干旱期水源调度等 非工程措施来增加抗旱水源，保 障干旱期间水资源的供给需求。目前，尚无抗旱 最优供水量确定方法。因此，如何科学、合 理确定抗旱适宜供水量，满足抗旱兼 节水需求，提高干旱期用水效率是防旱减灾工作的重 点和难点问题。
实际作物播种面积；受灾面积、成灾面积、绝收面积等数据通过查阅研究区域水旱灾害公报
或统计年鉴获取；
步骤2-2：取历史统计i年灌区农业供水量最大值作为抗旱最大供水量 ，即Xmax＝max
(Xi) ，取i年中最大受灾面积、成灾面积、绝收面积及该年的实际播种面积，i年作物单产量
中的最大值代入公式(5)计算其因旱损失，作为不供水引起的最大损失Lmax；
一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定 方法 ，该方法包括以 下步骤 ：步骤1 ：建立抗旱供 水量X与因旱损失L( x )的函数关系表达式；步骤 2：计算函数关系中的变量；步骤3：确定供水损失 函数 和总损失函数 ；步骤4 ：确定最适
宜供水量 的计算公式；步骤5：代入数据，确定
抗旱最适宜的供水量 。本发明提供的一种基于 Logistic的抗旱适宜供水量确定方法，可以弥补 这一领域的空白 ，同时满足抗旱兼节水需求，可 提高干旱期用水效率，为抗旱水源工程规划和抗 旱实际调度提供科学依据和技术支撑。
步骤2 ：根据统计数 据 ，计算抗旱供水量X 与因旱 损失L (x) 函数关 系中的 变量Lmax 、Xmax 、 Lmin；
步骤3 ：把供水投资当作一种供水损失 ，确定供水损失函数G (x) 和总损失函数Z(x) ：
假设C0代表单方供水的平均投资，则抗旱供水量为x的投资表示为C0·x，即供水损失函 数G(x)＝C0·x；
式中 ，Lmax为不供水 引起的最大 损失 ，Xmax为供水量最大值 ，Lmin为供水最大时的因旱最 小损失，C0为单方供水的平均投资；
步骤5：将步骤2得到的Lmax、Xmax、Lmin以及根据统计数据得到的为单方供水的平均投资C0 代入步骤4得到的公式(10)中，即可确定抗旱最适宜的供水量Xc。
2 .根据权利要求1所述的一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法，其特征在于 步骤1中，建立抗旱供水量X与因旱损失L(x)的函数关系表达式的步骤为：
权利要求书3页 说明书7页 附图2页
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1 .一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤1：通过构造Logistic函数建立抗旱供水量X与因旱损失L(x)的函数关系表达式为
式中 ：Lmax为不供水 引起的最大 损失 ，Xmax为供水量最大值 ，Lmin为供水最大时的因旱最 小损失；
代理人 成钢
(51)Int .Cl . G06Q 50/06(2012 .01) G06F 17/15(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109712025 A (43)申请公布日 2019.05.03
( 54 )发明 名称 一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定
方法 ( 57 )摘要
总损失函数Z(x)表示为供水损失G(x)和因旱损失L(x)之和：
Z(x)＝G(x)+Y(x)＝C0·x+L(x) (6)
因此，总损失函数Z(x)表示为：
式中 ，Lmax为不供水 引起的最大 损失 ，Xmax为供水量最大值 ，Lmin为供水最大时的因旱最 小损失，C0为单方供水的平均投资；
步骤4：根据函数求导法则，对总损失函数Z(x)进行求导，解方程确定最适宜供水量Xc的 计算公式为
步骤3-1：令：
则有：
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求解方程(9) ，即可得到抗旱最适宜的供水量Xc ：
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说 明 书
一种基于Logistic的抗旱适宜供水量确定方法
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技术领域 [0001] 本 发 明 属 于 防 旱 减 灾 技 术 领 域 ，特 别 是 涉 及 一 种 基 于 生 物 学 分 析 理 论 (Logistic)的抗旱适宜供水量确定方法。