基于空间均衡指数的水资源空间均衡评价模型

为贯彻习近平总书记“十六字”治水思路,深化水资源空间均衡理论及方法研究,从水资源供需两端出发选取相关指标构建水资源空间均衡评价体系,运用五元联系数方法评价供需两侧的发展水平,依据评价结果采用均衡差异度公式和均衡协调公式计算供需两侧的均衡差异关系和均衡协调关系,最后将差异度结果与协调度结果进行加权运算得到区域的空间均衡程度评价值,进而构建水资源空间均衡评价模型。将上述模型应用于2009—2018年的安徽省水资源空间均衡评价中,结果表明:①安徽省南北均陷入不同态势的水资源空间失衡状态;②合肥的差异度评价低于皖北,但其协调度评价则优于皖北,且合肥的供给侧评价值亦优于皖北,说明皖北因为供给侧长期受限影响了需求侧指标的进一步发展,亟待调水改善状况。综上,论文从状态及数量两个角度进行空间均衡状态评价,并提出公式将二者耦合为空间均衡指数,较以往的耦合协调度模型更加深入,且能判断出失衡类型以及提供优化思路。

基于分形理论的非汛期水文分期研究与应用

非汛期的水资源供需矛盾和用水部门之间的竞争更加突出,原有的非汛期水库调度方式已难以满足精细化的水资源管理需求,合理的非汛期分期是改进水库调度方式和优化水库运行管理机制的基础。文章以分形理论方法为基础,对梅山站1951—2015年逐日降水量的日平均降水量系列进行分维计算与分析,确定了非汛期的水文分期,为开展水库非汛期水资源分期优化控制奠定基础。

基于联系数的大型灌区水资源空间均衡评价与优化调控

区域水资源空间均衡评价与调控是水资源开发利用与经济社会协调发展的重要技术基础和科学管理手段。可供水量与需水量是区域自然资源条件和经济社会活动对水资源系统的综合体现指标,二者之间的平衡关系可以直观地揭示水资源系统的单元供需均衡和空间均衡程度。针对水资源空间均衡研究现状,首先以供需差占供需总量比定义并计算水资源系统的单元供需均衡度;再以各单元面积、人口和经济占比确定单元的系统权重,并运用七元联系数将各单元均衡度综合为系统空间均衡等级并识别均衡状态;以淠河灌区现状及远景规划年为例,对有无水量调配下水资源空间均衡状态开展评价计算与对比分析,最后针对性地提出提高灌区水资源空间均衡状态的优化调控方案。研究结果表明:现状水平年灌区水资源空间均衡状态经系统内水资源调配后有明显提升;远景规划年不同来水情景下,水资源供需矛盾较为尖锐,只有在充分节水基础上借助系统内、外多水源调配方能使灌区水资源系统达到基本均衡;单元供需均衡度能同时表达缺水型失衡和余水型失衡而更有普适性;改进的七元联系数评价模型可更加细致地刻画复杂水资源系统的不确定性,为准确判别区域水资源系统所处空间均衡状态提供了新思路新途径;大型灌区内部由于县市之间自然禀赋和经济社会不同导致水资源均衡度差异明显,而通过系统内单元间水资源优化调配以及系统外多水源调配能有效改善区域单元供需均衡度和空间均衡状态,对促进水资源与经济社会环境协调发展、保障区域远景规划的顺利实施具有重要的支撑作用。

基于模糊集对分析的灌区水库旱限水位及供水策略优化研究

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅山水库为例,首先考虑城乡供水、农业灌溉、水力发电和生态环境等诸多因素,构建基于模糊集对分析法的水库灌区水资源系统运行效果综合评价模型,并以水资源系统综合运行等级最优为目标,以分期分级旱限水位、灌溉限供措施(基于水库来水特征和作物生长特性)为优化变量,运用免疫遗传算法进行系统优化求解,最后对比有无旱限水位下水库水资源系统综合运行效果,并分析了不同控制方式下水库供水变化和灌区作物因旱减产风险。结果显示:该优化方法相较于以水库供水经济效益为目标旱限水位确定方法,多项年均指标都有较大改善,其中梅山水库经济效益提高了46万元,充反调节水库水量增加了555万m^(3),而水库弃水量减少了566万m^(3);史河灌区塘坝供水量增加了253万m^(3),而作物减产率下降了3.32%,同时作物因旱减产风险降低了3.15%。可见,运用系统综合评估决策方法有利于改善水库灌区系统综合运行效果,提高系统水资源利用效率和水库灌区经济效益;优化的旱限水位控制和与作物生长特性相适应的优化供水策略相对于经验性控制能有效减少灌区中稻因旱减产率,为保障旱限水位的顺利实施和干旱时期农业灌溉抗旱提供有力支撑。