基于需水和输配水模拟与节水多准则分析的DSS模型应用研究.pdf

水 利 学 报 2004年11月 SHUIUXUEBAO 第11期 文章编号：0559．9350(2004)11．呦．08 基于需水和输配水模拟与节水多准则分析的DSS模型应用研究 许迪1，李益农1，刘钰1，J．M．Gon口alves2 (1国家节水灌溉北京工程技术研究中心，北京1000“；2葡萄牙里斯本科技大学农学院，里斯本) 摘要：应用具有决策支持系统(Dss)功能的sEDAM模型模拟黄河上游惠农引黄灌区的灌溉需求与渠系输配水状 况，利用节水多准则分析方法评价农田与输配水系统的改善方案。以田间实测的各类典型数据资料为基础，采用 随机方法生成与田间和各级渠道相关的数据，产生用于多准则分析的属性数据和性能指标。根据不同水平的与农 田及输配水系统相关的决策变量，设计了8种用于改善农田与输配水系统的模拟方案，通过模拟的需水量与现状 供水量之间的对比以及模拟的各类效用值随时间变化的趋势，对模拟结果进行分析。结果表明，采用改善的农田 与输配水系统运行方案可有效地减少惠农灌区的灌溉弃水和渠系输水渗漏量．较好地控制田间深层渗漏与地表径 流损失，达到节水增产、改善农田生态环境的目的。 关键词：需水；输配水；模拟；节水；多准则分析；决策支持系统(DSs) 中田分类号：s274；s126 文献标识码：A 制定科学合理的灌区农田与输配水系统运行方案所追求的目标应该是，在尽量满足田间需水要求 和节水灌溉的前提下获得较佳的总体效应。为此，在制定总体目标上，既要追求产量、成本、利润等经济 效益又应同时考虑节水带来的社会效益与生态环境效应；在决策变量的选择上，既要涉及到渠系输配水 系统又应考虑农田系统…。在考虑经济、社会、环境效益(应)多准则分析的前提下，合理地输送和配置 渠系引水量，科学地施用田间灌水量，有效地改善农田生态环境，正成为我国灌溉农业可持续发展所面 临的重要任务。本文应用在中国一欧盟重大科技合作项目“黄河流域节水策略研究”中开发的具有决策 支持系统功能的sEDAM模型，模拟黄河上游惠农引黄灌区的灌溉需求和输配水状况，以田间实测和调 查的各类典型数据为基础，采用随机方法生成与田间和各级渠道相关的数据，产生用于多准则分析的属 性数据和性能指标，利用节水多准则分析方法评价改善灌区农田与输配水系统性能的模拟方案。 1试验与方法 1．1研究区基本情况研究区为典型的黄河冲积平原，属大陆性季风气候区，年均降水180～220nm， 套种。当地浅层地下水埋深平均为1．5m，矿化度为2，4∥l。由于惠农灌区灌排工程系统配套不完整， 渠道老化失修，田间灌水方法落后，渠系运行管理不当，导致灌溉水的利用率较低。多年来大量引用黄 河水灌溉加之农田排水不畅，地下水位居高不下，强烈的蒸发已造成大面积的土壤盐碱化。 1．2需水与输配水模拟 1．2．1 sEDAM模型 sEDAM模型用来模拟区组尺度的灌溉需求与输配水过程，利用多准则分析方法 收稿日期：2003．1l一04 基金项目：中国一欧盟重大科技合作项目(ERmcl8clw0170) 作者简介：许迪(1957一)，男．北京人，博士，教授级高级工程师．主要从事节水灌溉理论与技术研究。 万方数据 模型为核心”1，以灌溉制度模型IsAREG“’51和地面灌溉模型sRlR“’7o为支撑，在获得完整的与作物需水 和灌溉性能相关的数据库基础上，构成集灌溉需求与输配水模拟为一体的含有数据库、模拟模型和多准 则分析模型的集成系统，各模型之间既相对独立，又保持着密切的联系。sEDAM模型借助于建立的数 据库和农田水利学的基本原理来描述灌溉、排水、盐碱之间的相互作用关系，其输出结果可作为灌区干 渠供水模型的输入(图2)。 sED^M模型 夺分区组灌溉需水与输配水模拟 夺估算不同尺度的灌溉需求 f