干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型研究

通过动态耦合运算分布式地下水模拟模型与水资源优化配置模型的技术路线,建立了干旱灌区地表水和地下水联合利用耦合模型,该模型既可以对灌区地表水和地下水进行优化调度,又可以合理控制区域地下水位.最后将耦合模型应用到黄河流域某灌区,并对灌区2020和2030年的水资源进行了优化配置.同时对不同区域的地下水埋深进行了控制.研究成果可为干旱灌区水资源高效利用、盐碱化防治等方面提供借鉴和参考.     

基于生态的新疆干旱灌区水资源的优化配置

针对新疆干旱灌区水资源匮乏、降雨稀少、生态环境脆弱的现实,本文建立了基于生态水资源优化配置的基本原则、优化配置模型流程图和以生态需水满足度最大为生态目标、区域经济效益最大为经济目标、各子区域人均净效益变化率的均方差最小为社会目标的多目标水资源优化配置模型,在此基础上以阿拉尔灌区为研究区,建立灌区节点图,并根据数学模型进行归一化处理,加权求得综合配置目标,采用MATLAB软件计算出该灌区水资源优化配置方案,最后得到阿拉尔灌区的供水及配水方案:灌区地表水、地下水、其他可利用水供水比例为92.1∶6.4∶1.5,生态、生产、生活配水量比例为27∶71.1∶1.9。计算结果与实际值基本吻合,表明上述优化配置模型可靠可为同类地区生态环境保护及水资源优化配置提供参考。     

基于Pareto解集的多目标农业水土资源优化配置模型

考虑农业系统中水资源与土地资源相互联系、相互影响的特征,本研究建立非线性多目标水土资源联合配置模型.模型基于二次水分生产函数,以灌区总灌溉净效益最大和用水效率最大为目标,对不同作物不同月份的地表水灌溉水量和地下水灌溉水量、灌区种植结构进行联合优化配置.针对传统的求解方法造成结果信息丢失等问题,本研究使用遗传算法求解此复杂非线性多目标模型的Pareto解集.将模型应用于黑河流域中游盈科灌区,得到194组非劣的水土资源分配方案.结果表明:Pareto解集不仅可以直观展示出目标之间相互博弈的状态,而且可以全面展现出水土资源分配的博弈状态,以及随着目标倾向性改变,作物的重要性也可能随之改变的过程.该模型统筹考虑了地表水与地下水资源、水资源与土地资源、灌溉净效益与水资源利用效率之间的关系,将其内在复杂的博弈关系清晰地展现出来,可以为实际应用提供更丰富的决策支持信息.     

灌区水资源优化配置模型

围绕我国干旱、半干旱地区的灌区如何利用紧缺的水资源,获取最好的作物品质和最大的作物产量问题,提出了水资源优化配置模型.此模型可用于灌区的科学计划用水与配水.     

引黄灌区地下水漏斗的综合治理--以位山灌区为例

位山黄灌区下游由于地表水资源不足,地下水强烈开采,已形成大面积的漏斗区.为了该区域水资源的持续利用,应对该区域水资源施行统一管理、地下水的合理调控、节约用水、防治水污染和建立地下水监测网络等措施.     

邯郸地区水资源管理决策支持系统

为了更好的管理水资源,通过对邯郸地区水资源的合理分析,运用数值模拟和计算机技术建立了一个以地表水、地下水、大气降水资源信息库为基础,以"决策变量扣除法"所建立的优化模型为核心的区域水资源管理的决策支持系统.该系统可以为邯郸地区水资源的合理利用提供动态的科学决策.     

沿海缺水灌区水资源优化调配耦合模型

本文研究了一种基于含水层海水入侵模拟模型(子模型)和作物优化配水模型(子模型)的沿海缺水灌区水资源优化调配耦合模型,用数值方法求解了含水层海水入侵模拟子模型,并首次将基于分解协调的人工鱼群算法应用于作物优化配水的计算,通过地下水抽水量实现了子模型的耦合,利用Visual Basic610软件编制了耦合模型的计算程序。将模型应用于威海市节水灌溉示范区,得出其平水年(50%)、一般干旱年(75%)两种水文年型的水资源联合调配方案。结果表明基于分解协调的人工鱼群算法收敛性好,提高了计算速率,较好的解决了作物优化配水大系统中常见的变量维数高、约束方程多等问题,示范区平水年增加有效供水量997105m3/hm2,一般干旱年增加有效供水量86311m3/hm2,能高效利用水资源并能有效控制含水层海水入侵,经济效益和生态效益明显。     

引黄灌区地下水漏斗的综合治理-以位山灌区为倒

位山黄灌区下游由于地表水资源不足，地下水强烈开采，已形成大面积的漏斗区．为了该区域水资源的持续利用，应对该区域水资源施行统一管理、地下水的合理调控、节约用水、防治水污染和建立地下水监测网络等措施．     

基于CNSGA-III算法的乌苏市水资源优化配置

本文以新疆塔城区乌苏市水资源优化问题为例，构建以经济、社会和生态效益为目标的水资源优化配置模型，选用带有Deb约束准则的CNSGA-III算法对模型求解，结合熵权-TOPSIS评价模型，对求解方案进行对比筛选，选出区域水资源最佳配置方案。结果表明:在用水红线约束下，2025年、2035年优化后的水量较原始水量相比分别节约了5%、3.1%；在用水结构上，与现状年相比农业用水占比分别下降7%、11%；在水源结构上，地下水供水占比下降28%，效果明显，充分利用了地表水，地下水超采得到有效遏制，表明所建立的水资源优化模型对乌苏市水资源研究具有一定适用性，对未来水资源配置研究具有一定的参考价值。     

淮北阜阳市渠井结合灌区水资源优化调控研究

以安徽淮北阜阳渠井结合灌区为例，应用系统分析方法，建立了该区地面水与地下水优化调控模型，以最佳种植模式和最优工程运行策略，达到科学地加强该区的灌溉农业，合理地开发利用水资源，防止不当开采而造成的水资源浪费以及生态环境的恶化，优化调控地表水和地下水资源的目的     

都江堰灌区水资源优化调度系统研究

针对都江堰农业灌区覆盖面广，各区域灌溉农时略有差异和具备二级配水管理机构的特点，在非充分灌溉和大系统理论基础上，提出了基于时空优化的农业用水优化调度模型以及多目标用水群决策支持机制，构建了适合都江堰灌区的水资源优化调度系统框架，并重点研究了优化模型并初步探讨了群决策机制的实现方法．该系统可实施性强，部分研究结果应用于都江堰灌区渠首6条干渠配水系统，经过近一年的运行，取得了良好的效果．     

干旱灌区节水农业综合技术集成模式的研究

分析研究了在水资源短缺和干旱条件下大型灌区农业高效用水技术及发展模式。采用水情自动化测报系统。实现灌区信息、数据采集自动化，提出水资源合理配置与优化调度方案，研究抗冻胀防渗渠道的结构设计，田间节水灌溉技术，农业综合配套技术及相应的灌区管理技术，建立高度集成的灌区灌溉决策支持系统下的农业高效用水模式。     

灌溉水量分配大系统分解协调模型

本文运用大系统分解一协调方法建立了灌区优化灌溉制皮及地而水、地下水联合运用的谱系模型,模型中第一层子系统优化采用动态规划方法确定各种作物的灌水定额、灌水时问及次数;第二层平衡协调模型,通过线性规划方法确定了各时段地面水引水量、地下水抽水量及最优种植模式,以求达到灌区年净效益最大的目标.最后针对内蒙古河套灌区永联试区的具体情况运用本模型加以计算,取得了较为满意的结果.     

剡江流域地下水与地表水联合调度模型

以宁波剡江流域为例，建立了地下水与地表水联合调度模型，给出了联合调度的优化方案，并与其单独开发进行了对比，结果表明，联合调度是提高主流域水资源利用率的有效途径。     

大武水源地地下水动态分析及水质评价

大武水源地是我国北方罕见的特大型地下水源,它对淄博市的经济发展和社会稳定起到决定性的作用,然而自水源地投入使用以来,随着用水规模的迅速增加,相应出现了地下水位持续下降、局部地区水质严重污染等一系列问题.在对水源地地下水的开发利用现状和水位动态变化规律进行深入分析后,研讨了地下水中石油类污染的成因和时空分布特征,并选取多级关联水质评价方法和评价指标,对水源地各时空断面上的水质状况进行综合评价,给出水资源可持续开发利用的合理化建议。     

灌区灌溉供水服务的用水户满意度评价研究

在灌区供水服务评价中引入顾客满意度理论,对灌溉服务进行定量分析.研究采用因子分析法构建层次结构模型、模糊综合评价法进行综合评价的方法,并以皂河灌区为例,采取直接入户的问卷调查形式收集数据.研究结果表明:采用因子分析法能够客观构建灌溉供水服务评价体系;供水服务质量、灌区建设及人员管理、水费环节和扩展需求是影响灌区灌溉供水服务满意度的4个主要因子;通过模糊综合评价表明灌区总体供水服务处于比较满意的水平.     

基于水热耦合平衡的塔里木盆地绿洲的年蒸散发

为了分析中国塔里木盆地沙漠绿洲的水资源转化消耗规律,建立了绿洲水热耦合平衡模型。该模型以年灌溉引水量和降水量之和作为绿洲年可供水量,采用傅抱璞公式将Budyko假设推广。以塔里木盆地绿洲的5个大型绿洲1971—2004年的年降水、灌溉引水、径流和潜在蒸散发资料,验证了水热耦合平衡关系。分析了年蒸散发规律和土地利用变化对模型参数的影响。拟合了阿克苏河绿洲的估算模型参数的经验公式。     

缺乏水文地质参数地区地表水、地下水联合调度研究

以内陆河流域下游干旱平原地区的水资源系统为例，采用二维单增量搜索动态规划方法探讨了该地区地面水、地下水的联合调度问题。在数学模型中，针对缺乏水文地质参数地区的特点，提出了地面、地下水库逐时段最大、最小可能蓄水量的计算方法，为求解迭代确定了更严格的状态容许域；同时，在递推方程中引入惩罚因子这种软约束，以保证优化过程中地下水的多年均衡。通过模型的求解，可得出计算区的最佳灌溉面积、夏粮种植比以及水库的优化调度图。