水循环与水资源合理配置模型(SWAM)Ⅱ:应用

作     者：赵晶 王涛 毕彦杰 韩宇平 张广浩 段晶晶 高峰 ZHAO Jing;WANG Tao;BI Yanjie;HAN Yuping;ZHANG Guanghao;DUAN Jingjing;GAO Feng

作者机构：华北水利水电大学水资源学院河南郑州450046 河南省黄河流域水资源节约集约利用重点实验室河南郑州450046 

出 版 物：《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 (Journal of North China University of Water Resources and Electric Power：Natural Science Edition)

年 卷 期：2023年第44卷第1期

页      面：20-31页

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52009042)。 

主　　题：水循环转化关系 供需水预测 水资源多目标配置 非劣解集 嫩江流域 

摘      要：为进一步检验SWAM功能,基于嫩江流域6个水文站的月径流系列、水库基本参数与入库径流、历年供用水量、水利工程分布情况等资料,构建了嫩江流域水循环与水资源合理配置模型,应用模型中的水循环模块,模拟分析了规划水平年2025年嫩江流域的水循环转化关系,在此基础上,计算了嫩江流域各地市可供水量,预测了规划水平年各行业的需水量,进行了水资源多目标优化配置分析,其中多目标模块设定3个目标(社会目标、经济目标、水量目标),应用NSGA-II求得非劣解集,选出嫩江流域2025年不同来水频率下的水资源合理配置方案,并将配置结果反馈给水循环模块。结果显示:(1)率定期(2010—2014年)6个水文站月径流模拟值与实测值的纳什效率系数均大于0.625,验证期(2015—2016年)6个水文站月径流模拟值与实测值的纳什效率系数均大于0.601,率定期与验证期的流量月过程线的拟合程度均较好。(2)嫩江流域2025年在P=50%的来水频率下,全流域的总降水量为1325.0亿m^(3),蒸散发量为886.0亿m^(3),下渗量为141.2亿m^(3),流域年末土壤水蓄变量为1.3亿m^(3),入境水量为135.0亿m^(3),出境水量为307.0亿m^(3),经济社会总取水量为131.5亿m^(3);其中,平原区地表水取水量为88.4亿m^(3),浅层地下水取水量为42.5亿m^(3),再生水取水量为0.6亿m^(3)。在P=90%的来水频率下,全流域的总降水量为1081.0亿m^(3),蒸散发量为953.3亿m^(3),流域年末土壤水蓄变量为-4.2亿m^(3);经济社会总取水量为138.9亿m^(3),地表水取水量为82.9亿m^(3),浅层地下水取水量为55.1亿m^(3),再生水取水量为0.9亿m^(3)。(3)在P=50%来水频率下,最优水资源配置方案对应的流域总需水量为134.3亿m^(3),总缺水量为2.8亿m^(3),缺水率为2.1%,经济损失量为1.5亿元,粮食减产量为51.0万t;在P=90%的来水频率下,最优水资源配置方案对应的流域总需水量为154.6亿m^(3),总缺水量为15.7亿m^(3),缺水率为10.2%,经济损失量为9.1亿元,粮食减产量为261.4万t。