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水利学报 2021年第9期52卷 1011-1023页

作者：张礼兵喻海関金菊良胡亚南崔毅吴成国合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所安徽合肥230009

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... 详细信息

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。

关键词：大型灌区水资源系统空间均衡供需关系七元联系数综合评价优化调控

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大型灌区水资源空间均衡评价与调控研究

大型灌区水资源空间均衡评价与调控研究

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作者：胡亚南合肥工业大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。针对日益突出的水资源供需矛盾,本文提出了基于供需关系和七元联系数的区域水资源空间均衡评价方法,结合大型灌区水资源系统开展了评价与调控研究:先以供需差占供需总量比定义并计算现状水平年各县市单元供需均衡度;再根据评价标准构建基于七元联系数的系统综合评价方法,基此进行灌区有、无系统内水资源调配的水资源系统空间均衡评价计算与对比分析;然后通过对远景规划年需水量及可供水量的预测,开展了各县市单元供需均衡度和灌区水资源系统空间均衡预测评价,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。取得如下主要成果:（1）利用本文提出的区域水资源空间均衡评价方法对淠河灌区水资源空间均衡等级进行评价。现状水平年下,无系统内水资源配置时,灌区整体水资源空间均衡等级为2.95,处于中度缺水失衡状态。经灌区内水资源配置后,灌区水资源空间均衡等级提升至3.21,即轻度缺水失衡状态。利用遗传算法优化区域水资源配置方案可得合肥市区、肥东、肥西、长丰、六安市区、寿县的水量分配比分别为54.84%、0.69%、3.77%、7.28%、30.32%、3.1%,淠河灌区空间均衡等级提升至3.42。（2）远景规划年多年平均来水情景下,无系统内水资源配置时,灌区整体水资源空间均衡等级为2.75,即中度缺水失衡。按现行水资源配置方案进行灌区内水资源配置后,灌区水资源空间均衡等级提升至3.08。考虑灌区外部水源调水并利用遗传算法优化区域水资源配置方案可得合肥市区、肥东、肥西、长丰、六安市区、寿县的水量分配比分别为33.52%、2.36%、9.64%、12.00%、22.31%和20.17%,淠河灌区空间均衡等级提升至3.79,即供需基本均衡。（3）远景规划年80%来水频率情景下,无系统内水资源配置时,灌区整体水资源空间均衡等级为2.57,即中度缺水失衡。按现行水资源配置方案进行灌区内水资源配置后,灌区水资源空间均衡等级提升至2.62。考虑灌区外部水源调水并利用遗传算法优化区域水资源配置方案可得合肥市区、肥东、肥西、长丰、六安市区、寿县的水量分配比分别为35.67%、3.71%、30.98%、2.46%、11.95%、15.23%,淠河灌区空间均衡等级提升至3.51,即轻度缺水失衡。研究结果表明:现状水平年灌区水资源系统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条件下,水资源供需矛盾更为尖锐,只有在充分节水基础上借助系统内、外多水源调配方可使灌区水资源系统达到基本均衡。本研究表明: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以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的思路和途径;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。

关键词：空间均衡供需关系七元联系数综合评价优化调控淠河灌区

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