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公開番号2025104224
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2024144116
出願日2024-08-26
発明の名称水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法
出願人内蒙古農業大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20250702BHJP(計算;計数)
要約【課題】水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法を提供する。
【解決手段】方法は、水資源データ及び空間データを収集し、評価地域の水域の分布、地下水の利用可能性、気候条件を含む水資源賦存特性を決定するステップ1と、水資源の分布と利用可能性をシミュレーションするために数学的モデルを構築するステップ2と、モデルにおけるパラメータについては、確率分布を使用して不確実性を表すステップ3と、モンテカルロシミュレーション手法を使用して、ランダムサンプリングを通じてモデルの出力結果を評価し、シミュレーションを実行する度に、パラメータと入力データの分布から値を抽出し、水資源モデルを実行して、シミュレーション結果を生成するステップ4と、地域の水資源収容力を計算するステップ5を含む。この方法では、まず地域の水資源の賦存特性を考慮するため、評価がより現実的になり、モデルが実際の状況をより適切に反映するのに役立つ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水資源データ及び空間データを収集し、評価地域の水域の分布、地下水の利用可能性、気候条件を含む水資源賦存特性を決定するステップ１と、
水資源データと水資源賦存特性に基づいて、水資源の分布と利用可能性をシミュレーションするために数学的モデルを構築するステップ２と、
モデルにおけるパラメータについて、確率分布を使用して不確実性を表すステップ３と、
モンテカルロシミュレーション手法を使用して、ランダムサンプリングを通じてモデルの出力結果を評価し、シミュレーションを実行するたびに、パラメータと入力データの分布から値が抽出され、水資源モデルが実行されて、シミュレーション結果が生成されるステップ４と、
モンテカルロシミュレーションの結果に基づいて、地域の水資源収容力を計算するステップ５を含むことを特徴とする水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記ステップ１には、
降水量、河川流量、地下水位、水質を含む水資源データを収集し、
降水量データは気象観測所の過去の記録から取得され、
河川流量データは水文観測所を通じて監視され、
地下水位データは地下水位監視井戸から取得され、
水質データは、溶存酸素、ｐＨ、汚染物質濃度などの様々な水質パラメータを含み、水質監視ステーションによって収集されることと、
リモートセンシング技術を使用して地表水域の分布と特性を取得することと、
水域の分布、地下水の利用可能性、気候条件を含む水資源の賦存特性を決定し、
水域の分布はＧＩＳツールを使用してリモートセンシングデータを分析し、水域の位置、大きさ、形状及び深さを確認し、
地下水の利用可能性は、地下水位データと水文モデル分析から導出され、
気候条件は、気象データを使用して、気候の季節変化と長期的な傾向を評価することが含まれることを特徴とする請求項１に記載の水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法。
【請求項３】
前記ステップ２には、
水文モデル、気象モデル、地下水モデルが含まれ、
水文モデルは次を含み、
JPEG
2025104224000012.jpg
7
34
ここで、Ｐは降水量であり、ＥＴは蒸発と蒸散量であり、蒸発と植物の蒸散による土壌や水域からの水の蒸発を表し、Ｑは流出量であり、水が川、湖、地下水に流入することを表し、ΔＳは土壌水量と地下水位の変化であり、
気象モデルは次を含み、
TIFF
2025104224000013.tif
6
35
ここで、Ｐは降水量を表し、Ｒは流出量、即ち、降水後に川や湖に流れ込む水の量を表し、Ｅは土壌の蒸発や蒸散作用を含む蒸発量を表し、ΔＳは水の浸透または排水を含む土壌水分含量の変化を表し、
地下水モデルには次を含み、
JPEG
2025104224000014.jpg
11
34
ここで、∂ｈ／∂ｔは地下水位の時間変化率であり、ｈは地下水位であり、Ｓは比貯水係数であり、∇
２
ｈは地下水位の勾配であり、地下水の流れの方向と速度を表し、Ｑは地下水の涵養量と揚水量を含む地下水の涵養または排出であることを特徴とする請求項２に記載の水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法。
【請求項４】
前記ステップ３には、
モデルにおける各パラメータに対して、確率分布を使用してその不確実性を表し、
各パラメータに対して初期化を行い、
選択した確率分布対して、そのパラメータを決定し、
モデルの入力データに対して、その不確実性を考慮して、入力データの不確実性値を生成し、
確率分布と決定されたパラメータ値を使用して、分布から複数の値をサンプリングして、パラメータと入力データの不確実性サンプルの複数のセットを生成し、
各パラメータセットと入力データサンプルを使用して、水資源モデルを実行し、対応するシミュレーション結果を取得し、
シミュレーション結果を分析し、不確実性の影響を考慮してモデル出力の変動性を評価することが含まれることを特徴とする請求項３に記載の水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法。
【請求項５】
前記ステップ５には、
水資源収容力の推定値を含む、モンテカルロシミュレーションから得られた一連のシミュレーション結果を集約して、複数のシミュレーションの結果を含むデータセットを形成し、
持続可能な水の消費量、水質基準、生態系のニーズを含む持続可能な水資源の利用に関する基準と指標を定義し、
シミュレーション結果セットに対して統計分析を実行して、水資源収容力の確率分布を計算し、
持続可能な水資源利用基準と確率分布の分析に基づいて、水資源収容力の境界値を決定し、
不確実性を考慮して、水資源収容力の不確実性の範囲を決定することが含まれることを特徴とする請求項４に記載の水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、資源収容力評価の技術分野に関し、特に、水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
水資源の賦存特性とは、自然条件下で特定の地区または地域が所有する水資源の性質と量を指し、これらの特性は、その地方の水資源の利用可能性と水質に影響を与える可能性があり、水資源の管理と持続可能な利用に重要な影響を与える。水資源の賦存特性に基づいて一つの地域の水資源収容力を評価でき、水資源の収容力とは、一つの地域の、当該地域の自然条件下で、水資源に対する人間および自然システムのニーズをサポートし、満たす能力を指す。水資源の賦存特性を分析することで、一つの地域の水資源のニーズバランス及び過剰開発或は過剰利用のリスクがあるかどうかを評価できる。水資源の賦存特性に基づいて地域の収容力を評価する場合、いくつかの技術的な問題や課題に直面する可能性があり、例えば、水資源の収容力の評価は多くの場合、数学モデルや計算モデルに依存しており、これらのモデルには、不確実性が含まれている可能性があり、モデルのパラメータの選択と仮定は、評価結果に重要な影響を与える。
【発明の概要】
【発明の概要】
発明が解決決しようとする課題
【０００３】
上記課題を解決するために、本発明は、水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明が採用する技術的解決策は以下のとおりである。
水資源の賦存特性に基づく地域収容力評価方法であって、次のステップが含まれる。
ステップ１：水資源データ及び空間データを収集し、評価地域の水域の分布、地下水の利用可能性、気候条件を含む水資源賦存特性を決定し、
ステップ２：水資源データと水資源賦存特性に基づいて、水資源の分布と利用可能性をシミュレーションするために数学的モデルを構築し、
ステップ３：モデルにおけるパラメータについては、確率分布を使用して不確実性を表し、
ステップ４：モンテカルロシミュレーション手法を使用して、ランダムサンプリングを通じてモデルの出力結果を評価し、シミュレーションを実行するたびに、パラメータと入力データの分布から値が抽出され、水資源モデルが実行されて、シミュレーション結果が生成され、
ステップ５：モンテカルロシミュレーションの結果に基づいて、地域の水資源収容力を計算する。
【０００５】
さらに、前記ステップ１には、
降水量、河川流量、地下水位、水質を含む水資源データを収集し、
降水量データは気象観測所の過去の記録から取得され、
河川流量データは水文観測所を通じて監視され、
地下水位データは地下水位監視井戸から取得され、
水質データは、溶存酸素、ｐＨ、汚染物質濃度などの様々な水質パラメータを含み、水質監視ステーションによって収集されることと、
リモートセンシング技術を使用して地表水域の分布と特性を取得することと、
水域の分布、地下水の利用可能性、気候条件を含む水資源の賦存特性を決定し、
ここで、水域の分布はＧＩＳツールを使用してリモートセンシングデータを分析し、水域の位置、大きさ、形状及び深さを確認し、
地下水の利用可能性は、地下水位データと水文モデル分析から導出され、
気候条件は、気象データを使用して、気候の季節変化と長期的な傾向を評価することが含まれる。
【０００６】
さらに、前記ステップ２には、
水文モデル、気象モデル、地下水モデルが含まれ、
水文モデルは次を含み、
【０００７】
JPEG
2025104224000002.jpg
7
34
【０００８】
ここで、Ｐは降水量であり、ＥＴは蒸発と蒸散量であり、蒸発と植物の蒸散による土壌や水域からの水の蒸発を表し、Ｑは流出量であり、水が川、湖、地下水に流入することを表し、ΔＳは土壌水量と地下水位の変化であり、
気象モデルは次を含み、
【０００９】
TIFF
2025104224000003.tif
6
35
【００１０】
ここで、Ｐは降水量を表し、Ｒは流出量、即ち、降水後に川や湖に流れ込む水の量を表し、Ｅは土壌の蒸発や蒸散作用を含む蒸発量を表し、ΔＳは水の浸透または排水を含む土壌水分含量の変化を表し、
地下水モデルには次を含み、
（【００１１】以降は省略されています）

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