黄河流域区域目标ET的优化配置及调控措施实例研究

针对黄河流域R-ET水资源管理模式中目标ET的优化配置问题,基于多目标遗传算法,构建了水资源总量控制、ET总量控制、粮食用水保障和生态生活用水保障,共4个目标函数及约束条件,设计了遗传算法的相关参数,从而对目标ET的优化配置进行求解。以鄂尔多斯地区为研究实例,对2015年5个方案的目标ET进行优化配置,其中灌溉耕地目标ETIta占到总目标ETta的36%左右;居工地ETJta占到20%左右,不可控目标ETNta占到50%左右。各分项实际ET的分布比例为:不可控ETN为实际ET总值的64.4%,灌溉耕地ETI为33.6%和城乡居工地ETJ为2%,经过对比认为要达到目标ET,削减和调控的重点在不可控ET和耕地ET。根据研究区的实际情况,提出了各分项目标ET的调控重点和相关措施,为下一步实施黄河流域的R-ET水资源管理奠定了必要的基础。

地下水超采区目标ET确定——以介休市为例

以介休市为例阐述了地下水超采区目标蒸散发(ET)计算的理论与方法,将地下水位恢复纳入目标ET计算当中,采用先综合、再分项、后评估的方法,计算得到介休市2020年不同水文年的目标ET,即平水年(保证率为50%)、枯水年(保证率为75%)分别为480.9和433.0mm.从区域整体水资源消耗角度出发:根据不同外调水量及地下水开采量组合的水资源条件组合,设置了9种方案,分别计算了各种方案的综合ET;根据不同的农业灌溉节水措施和中水回用措施,提出相应的分项ET方案;根据ET的确定原则,对二者计算结果进行了协调分析与评估,给出了推荐方案,得到目标ET.

区域目标ET的理论与计算方法

目标ET(evapotranspiration)是当今水资源研究的前沿,基于目标ET的区域水资源管理是针对一定范围(区域)内的综合ET值与当地的可利用水资源量的对比关系,进行水资源的分配或对ET进行控制的管理办法.通过提高水资源的利用效率,减少社会水分循环系统中不可回收水量,使同等水分消耗条件下生产效率得以大幅提高,从而达到资源节水的目的;在满足地下水不超采、农民不减收、环境不破坏的条件下进一步合理分配各部门和各行业可用水量,通过调整产业结构和应用各种节水新技术新方法,解决各部门和各行业(包括环境和生态用水)之间的竞争用水问题,达到整个区域的水量平衡.根据资源节水的理念,提出区域目标ET的定义、分项指标体系和制定原则,并结合分布式水文模型和土壤墒情提出一套计算区域目标ET的方法体系.

区域目标ET的理论与计算方法：应用实例

目标ET是指在一个特定发展阶段的流域或区域内,以其水资源条件为基础,以生态环境良性循环为约束,满足经济持续向好发展与和谐社会建设要求的可消耗水量.基于目标ET的水资源配置用耗水量代替需水量,突出了资源节水理念,是未来水资源管理的发展趋势.本文采用先分项、再综合、后评估的方法计算了天津市2010水平年的目标ET.分项目标ET包括不可控ET和可控ET,不可控ET利用分布式水文模型和遥感监测模型互为校验得到;可控ET主要包括灌溉耕地ET和居工地ET,灌溉耕地ET利用土壤墒情模型和蒸散发模型计算,居工地的工业生活用水ET通过定额和耗水率计算.论文根据不同的水资源条件组合,设置了八套计算方案,分别计算了各种方案的目标ET,并对计算结果进行了评估,给出了推荐方案.

黄河流域兰州-头道拐区间ET管理应用

黄河水权分配指标与取水管理相脱节,致使一些省份引黄耗水量超出了分水指标。ET管理能够明确区域的水循环过程与真实耗水,为区域水资源管理部门节水管理以及河道管理部门取水管理提供技术支撑。本文研究了基于ET的水资源管理模式,并将ET管理应用于黄河流域兰州-头道拐区间,具体介绍了ET管理的应用思路,并建立了区域取耗水关系,使河道管理部门取水管理具有可操作性。

基于ET管理的节水效果分析——以山东省德州市为例

ET管理的理念,是把不必要的或过多消耗的耗水量降下来,以减少蒸腾蒸发(ET)为目标,使经济社会发展与可利用水资源量相匹配。2006年德州市被确定为海河流域水资源水环境综合管理GEF项目区,文章以德州市为例,通过基于ET管理的水资源供耗平衡分析及实施节水措施,将2009—2013年目标ET及消减量和实际值进行对比,并进行基于ET管理的节水效果分析,为海河流域水资源与水环境综合管理提供借鉴。

基于供耗平衡的区域水资源规划实例研究

供耗平衡分析是当前流域水资源规划中提出的一个新概念。它是以ET控制为基础,以区域真实节水为手段,以实现区域水资源的可持续利用为最终目的。本研究基于供耗平衡分析原理,以SWAT模型为平台构建了分布式水文模型,结合基线调查,对新乡县水资源利用进行规划。通过耗水平衡分析,确定了近、中、中长期规划下的区域耗水目标;在方案分析的基础上,得到了规划年的最优方案集。优选方案评价结果表明:2010年、2015年和2020年目标ET的完成情况为91%、86%、95%;2010年、2015年和2020年地下水超采控制目标完成情况为43%、67%、95%;2020年基本实现了供耗平衡。结果表明:2020年新乡县地下水环境可得到明显改善,在合理的规划下其水资源可实现持续利用。

北京大兴区真实节水示范区机井取水定额分析计算

为保障大兴区水资源的可持续利用,研究了大兴区GEF真实节水示范区的节水方法并预测未来节水效果。以真实节水理念为指导,基于遥感ET和目标ET,制定了机井取水量定额和取水量消减计划。结果表明,示范区现状机井取水量为119.2万m3,机井取水定额累计为107.0万m3,消减的机井取水量为12.1万m3,占现状取水量的10.2%;根据消减计划,到第五年基本实现消减任务。该研究对于提高水资源利用效率,开展区域农业节水管理,提供了一种有效的方法和示范推广作用。

基于ET控制的平原区县域水资源管理研究

受气候变化和人类活动的影响,水循环过程发生改变,单纯基于用水侧考虑已不能完整反映区域的水资源问题,必须从水资源物理成因角度开展用水控制。本文从水资源的自然属性出发,以水循环过程为基础,重点阐述了基于ET控制的水资源管理的基本理论与方法,针对平原区县域的特征,提出了基于ET控制的平原区县域水资源管理模型及计算方法,并以地下水超采典型区—滦南县为例进行了实例应用。模型以县域ET控制为手段,以消减ET实现为目标,从水资源的物理驱动过程入手,考虑了产业发展、种植结构、节水潜力以及地下水超采等县域发展的实际问题,使规划管理方案更贴近县域生产实际,控制超采更具可操作性。

区域综合节水效果的遥感评价方法研究与应用

区域节水效果的常规评价方法都是利用单项指标评价单一行业的或者单方面的节水效果,不能反映区域综合节水效果。本文从耗水控制水平和地下水可持续利用的角度出发,提出了以目标蒸散量(ET)和地下水位理论变幅为评价基准,利用遥感技术监测区域实际蒸散量和地下水位实际变幅,采用基准比较法评价区域节水综合效果的方法;并以北京市大兴区为例,开展了该区的综合节水效果遥感评价,为区域综合节水效果评价提供了新的思路。