211252331_图论在水资源系统建模与配置计算中的应用 .pdf

中国水利水电科学研究院学报（中英文）

第２１卷第３期Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．３

２０２３年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＭａｙ，２０２３

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文章编号：２０９７０９６Ｘ（２０２３）０３０２９５１２

图论在水资源系统建模与配置计算中的应用

郭聪，游进军，林鹏飞

（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京１０００３８）

摘要：为提高复杂水资源系统的供排水关系识别与模型构建计算能力，本文基于系统网络图探讨了图论在模拟水

资源系统复杂水量传输过程、确定网络遍历顺序与系统配水计算中的应用。利用图论中的拓扑排序算法与深度优

先有哪些信誉好的足球投注网站算法对水资源系统网络关系进行不同目标的分析识别。综合两种算法，进行一次供水、供水还原与二次供

水的多次网络分水过程设计和迭代计算，结合最大最小公平算法等水量分配原则，设计基于网络系统的复杂水量

分配计算过程，将用户需水、工程可供水量和供水网络关系结合进行供需自适应配置，解决多水源多用户对应关

系下的水源供给不均衡问题。以三亚市地表水资源配置开展实例研究，结果表明通过图论算法在系统拓扑关系遍

历和配水计算过程中的应用，系统枯水年城镇缺水率从３．４２％降至１．６３％，供需均衡度从０．３８提高至０．７１，提高

了配置的计算效率与合理性。

关键词：图论；拓扑排序；深度优先有哪些信誉好的足球投注网站；水资源系统；水资源配置；系统网络图

中图分类号：ＴＶ２１４文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．１３２４４?ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｉｗｈｒ

１研究背景

水资源配置是解决水资源供需矛盾的有效途径。国内水资源优化配置的研究始于１９世纪６０年

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代的水库调度计算，经历了不同阶段的发展［１３］，相关理论和技术逐渐丰富。随着水资源配置决策

因素增加，众多相互关联的水利元素构成了一个规模庞大、结构复杂、功能综合、影响因素众多的

复杂大系统。为应对水资源系统的复杂性，能够便捷准确地对系统进行模拟，学者们提出了不同的

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系统建模方法［４５］，但不论何种方法，通过网络关系表达系统的水量传输运移必不可少，并需要在

此基础上进行模型构建与计算求解。水资源系统网络图［６］是描述复杂水资源系统关键要素、上下游

拓扑关系、主要水力联系的有效方式，是系统建模的基础。尹明万等提出了以水资源网络关系描述

复杂系统的多水源配置方法，并应用于新疆全区配置，较系统地对水资源网络图构建模型和求解开

展了研究与应用［７］。游进军提出基于规则的水资源系统模拟和分层水资源网络理论和方法，并采

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用面向对象技术构建了可应用于水资源配置分析的模拟模型［８１０］。其他很多学者对系统网络图

开展了研究，如邢志提出了基于ＳｕｐｅｒＭａｐＯｂｊｅｃｔｓ的ＧＩＳ平台的水资源系统网络的绘制方法［１１］。

雷晓辉利用数字高程模型（ＤＥＭ）构建河网结构，提出了半自动的水资源系统网络图构建

方法［１２］。

空间均衡是水资源配置的重要目标，区域缺水差异尽可能小、水源利用状况与能力匹配是体现

均衡的重要指标。因此，缺水量和缺水差异尽可能小、供水水源尽可能均衡的水量分配方法是区域

水资源配置的重点问题。针对复杂水资源系统网络的复杂供水，均衡供水会面临诸多问题，例如：

①网络结构中节点的计算顺序难确定。考虑水量传递