区域多部门协同的基础设施规划方法及系统与流程

技术特征：
1.区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、对规划区内的weef系统的协调性进行评价，并制定评分框架；s2、计算规划区内的环境可持续性和水安全程度的关键评价参数；s3、根据计算出的关键评价参数及评分框架，评价weef系统中当前拟定的水资源、能源、环境以及粮食子系统的相关基础设施发展规划，获得评价结果；s4、根据评价结果，对当前基础设施发展规划进行优化调整，直到评价结果满足期望标准，获得合格规划方案；s5、对所有合格规划方案进行风险评估，确定最终规划方案，并运用最终规划方案对规划区内的基础设施进行总体规划及布局建设。2.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s1中，进行协调性评价的方法具体为：s11、对规划区内的基础设施进行类型划分，获取规划区中水、能源、环境及粮食子系统相关的原始数据，并进行标准化处理；s12、基于标准化处理的数据，构建协调性评价体系并确定其权重；s13、根据协调性评价体系中各评价指标的标准化值及其权重，依次计算weef系统的耦合度、综合评价指数及耦合协调度；s14、基于weef系统的耦合度和耦合协调度，对weef系统进行协调性评价。3.根据权利要求2所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s12中，协调性评价体系指标体系中的评价指标为用于weef系统的协调耦合程度的评价指标；所述步骤s12中，协调性评价指标体系中评价指标的权重w
j
为：式中，g
i
为差异系数，n为协调性评价指标体系中的评价指标总数，下标i为评价指标的序数，j为第i个评价指标x
i
在一个统计年份中对应的m个数值中的第j个数值，j＝1,2,
…
,m，且m<n；所述步骤s13中，weef系统的耦合度c的计算公式为：c＝[f1(t)*f2(t)*f3(t)*f4(t)/(f1(t) f2(t) f3(t) f4(t))3]
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式中，f1(t)、f2(t)、f3(t)、f4(t)分别为weef系统中水资源、能源、环境和粮食子系统的综合指数，其根据协调性评价指标体系中各对应子系统中评价指标的权重确定；所述步骤s13中，weef系统的综合评价指数的综合评价指数t为：t＝af1(t) bf2(t) cf3(t) df4(t)式中，a、b、c、d分别为水资源、能源、环境和粮食子系统的权重系数；所述耦合协调度d为：所述步骤s14中评价方法具体为：分析weef系统的耦合度及耦合协调度的时序变化，当耦合度呈增长趋势时，则表明当
前基础设施对水资源、能源、环境和粮食的依赖程度以及对生态环境的破坏程度在不断加强；当系统耦合度呈减少趋势，则表明当前基础设施对水、能源、环境和粮食的依赖程度不断减轻。4.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s1中的评分框架用于对基础设施规划的协同效应进行简化评估，以反映不同决策与政策下，规划区内水资源、能源、环境和粮食子系统之间的相互作用变化及其对基础设施规划布局的影响；所述评分框架中的评分标准包括基础设施在weef系统中各子系统的关联程度icsu评分、基础设施规划与水的关联程度、基础设施规划对实现各子系统目标的影响程度，以及基础设施规划对粮食安全、能源安全、水安全以及环境可持续性的贡献程度。5.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s2中运用水文模型对规划区内的环境可持续性和水安全程度的关键评价参数进行计算；所述水文模型包括新安江模型、陕北模型、tank模型、黑箱模型、swmm模型以及swat模型；在选择水文模型时根据规划区的实际水文特点基于需要计算的关键评价参数选择对应的水文模型。6.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s2中，计算关键评价参数的方法具体为：s2-1、利用swat模型模拟规划区内的土地利用和气候变化对径流的影响，进而按土地利用和土壤面积阈值对规划区进行区域划分，使其对应于swat模型中的水文响应单元；s2-2、基于规划区的土壤及气候特点，选择水文模型计算各水文响应单元上的净雨计算产流量、泥沙及污染物质产生量；其中，对于湿润区域的水文响应单元采用新安江模型，对于干旱区域的水文响应单元采用陕北模型；s2-3、利用swmm模型对规划区中流域的流量过程线、污染物浓度过程线、超负荷水量以及所需泄流量进行演算，进而得到规划区内的出口断面流量、泥沙和污染负荷；s2-4、将净雨计算产流量、泥沙及污染物质产生量、出口断面流量、泥沙和污染负荷，作为规划区内的环境可持续性和水安全程度的关键评价参数。7.根据权利要求1所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s3中，分别通过指数评分法、集对分析法以及主成分分析法对基础设施规划进行评估；其中，指数评分法用于定量的对当前基础设施发展规划进行评分；集对分析法用于从众多的基础设施发展规划中选择出相对最优；主成分分析法用于确定影响当前基础设施发展规划的主要评价指标。8.根据权利要求7所述的区域多部门协同的基础设施规划方法，其特征在于，所述步骤s5中，对通过指数评分法、集对分析法以及主成分分析法的评估结果对拟定方案调整后获得的任一合格规划方案进行风险评估的方法具体为：s5-1、对合格规划方案对应的规划范围进行评估和决策，识别可能存在的风险；s5-2、量化风险可能带来的影响及损失，得到风险分析结果；s5-3、基于风险分析结果进行实施决策的适应性学习，将能够规避风险的规划方案作为最终规划方案。
9.基于权利要求1～8任一所述权利要求的区域多部门协同的基础设施规划方法的协同规划系统，其特征在于，包括：第一评价模块，用于对规划区的weef系统进行协调性评价并制定评分框架；参数计算模块，用于根据待规划区域的水文特点，利用对应的水文模型进行环境可持续性和水安全程度的评估参数计算；第二评价模块，用于利用预设评分方法对待规划区域内中基础设施的拟定规划进行评估，得到评价结果；规划调整模块，用于根据评价结果对拟定规划进行调整；规划确定模块，用于对调整后的多部门基础设施协同规划方案进行风险评估，确定基础设施的最终规划方案。10.根据权利要求9所述的协同规划系统，其特征在于，所述水文模型包括水文模型包括新安江模型、陕北模型、tank模型、黑箱模型、swmm模型以及swat模型；所述预设评分方法包括指数评分法、集对分析法和主成分分析法。

技术总结
本发明公开了一种区域多部门协同的基础设施规划方法及系统，具体为对研究区域内WEEF系统进行协调性评价并制定评分框架；利用水文模型对研究区域内环境可持续性和水安全项目进行参数计算；利用预设评分方法对基础设施投资的拟议中的规划进行评估和评分，得到评价结果；根据评价结果对规划进行调整，再返回到上一步骤进行评估和评分，直至评价结果合格；根据确定的基础设施排序方案对规划进行评价。该方案将研究区域看作一个整体系统进行研究，并在研究过程中考虑相关的基础设施之间也存在的相互影响和作用，这样就能够为系统调控政策以及基础设施规划措施提供相应的理论依据和参考。参考。参考。


技术研发人员：尚毅梓 李晓飞 尚领 冶运涛 龚家国 段沛 刘志武
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/11/18