基于水资源转化模拟的内陆河流域水资源优化配置研究.pdfVIP

中国水利技术信息中心 《全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊》 基于水资源转化模拟的内陆河流域水资源优化配置研究 粟晓玲，史银军 (西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100) 【摘 要】流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础。针对内陆河流域水资 源多次转化多次利用的特点，建立以水资源转化过程为基础的流域水资源优化配 置模型。按水力联系将内陆河流域系统分为独立的子系统。按水资源转化特点和 用水格局将各独立水系统分渠灌区、井灌区和渠井混灌区三个一级计算单元，每 个一级计算单元由若干灌区(二级计算单元)组成。运用水均衡模型和BP人工神 经网络模型模拟一级计算单元问的水资源转化过程，分别模拟井灌区和渠井混灌 区的来水量。建立一级计算单元和二级计算单元两层水资源优化模型，分别以灌 溉用水效益最大和公平用水为配置目标。将一级计算单元的优化模型耦合到水资 源转化模拟模型中。分别采用模拟寻优和遗传算法求解两层优化模型，将水量分 配到灌区，进而分配到行政区，实现水资源的流域配置和行政区配置的统一，便 于水资源统一管理。 【关键词】水资源转化模拟，水均衡模型；BP人工神经网络模型；优化配置；石羊河流域 巾图分类弓：TV213．9 文献标识码：A 大规模的人类活动不断改变着天然的 和需水过程的特点，论述了水资源配置系统 水循环过程，使得流域水循环变为天然和人 分析的思路和方法[8]。裴源生等以二元水 类活动双重作用下的二元水循环模式[1]。 循环为理论框架，提出应用于西北干旱区的 流域水循环过程是水资源合理配置对象依 水资源实时调度模式[9]。中国内陆河流域 存和演化的基础[2]，因此水资源配置必须 地表水和地下水的多次相互转化，使得流域 紧密结合流域水资源的转化过程。目前，已 水资源多次重复利用，上中游用水影响下游 有学者探讨了二元水循环模式[3—4]，考虑 来水，进而影响到下游用水，因此，考虑水 水资源转化过程的水资源配黄研究还不多 资源转化模拟的内陆河流域水资源配置，能 见。王浩等提出“二元水循环”理论，并耦 更好的反映流域用水实际，对解决内陆河流 合分布式水文模型、水资源合理配置模型、 域的用水矛盾有重要意义。 多目标决策分析模型开发了“天然一人工” 石羊河是甘肃河西走廊三大内陆河流 二元水循环模型[5]，应用于三川河、海河 域之一，水资源短缺，生态环境脆弱。本文 等流域水资源管理[6—7]。魏传汀根据流域 基于二元水循环理论，运用水量平衡原理和 二元水循环模式和耗水平衡原理、径流过程 BP人工神经网络方法模拟流域水资源转化 55 中国水利技术信息中心 全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊》 过程，得到不同计算单元的来水量，以此为 资源的转化关系，同时也能反映水资源消耗 基础，建立区域间水资源配置的模拟优化和 利用的情况。凶此，文中根据水量平衡方程 区域内水资源配置的非线性优化丽层优化 来模拟井灌区来水量f13-141。井灌区地下水均 模型，探索流域水资源的合理配置模式。 衡关系为： ∑K}一∑％=△矿 (1) l、石羊河流域基于二元水循环的水资源转 式中V补为井灌区地下水补给量：y捧为 化模拟 井灌区地下水排泄量：厶V为地下水储量变 二元水循环模式使得水