浅析区域水资源改善调度国家核心期刊论文发表

　　摘要：地表水是指河流、湖或是淡水湿地。地表水由经年累月自然的降水和下雪累积而成，并且自然地流失到海洋或者是经由蒸发消逝，以及渗流至地下。文章发表在《贵州农业科学》上，是农业工程师论文发表范文，供同行参考。

　　关键词：区域水资源,水资源改善,改善调度

　　当下可供使用的水量是必须考量的。部分人的用水需求是暂时性的，如许多农场在春季时需要大量的水，在冬季则丝毫不需要。为了要提供水与这类农场，表层的水系统需要大量的存水量来搜集一整年的水，并在短时间内释放。另一部份的用水需求则是经常性的，像是发电厂的冷却用水。为了提供水与发电厂，表层的水系统需要一定的容量来储存水，当发电厂的水量不足时补足即可。

　　国际上运用系统分析的方法研究水资源配置问题,最初源于20世纪40年代Masse提出的水库优化调度研究,并于20世纪60年代后得到迅猛发展,1978年,Shafer等[7]提出了水资源系统模拟框架下的水资源配置和管理模型。2002年,McKinney等提出了基于GIS的水资源模拟系统框架。目前,国际上对水资源配置的研究更多地是在水资源系统模拟的框架下进行的,并开发了许多应用价值较高的相对成熟的水资源模拟软件,比较有代表性的有MikeBasin(丹麦)、WMS(美国)、Aquarius(美国)、Riverware(美国)和Waterware(奥地利)等[8]。

　　在我国,20世纪60年代就开始了以水库优化调度为先导的水资源分配研究。80年代初,华士乾等[9]利用系统工程方法对北京地区水资源进行了研究,该研究考虑了水量的区域分配、水资源利用效率、水利工程建设次序以及水资源开发利用对国民经济发展的作用,成为我国水资源配置研究的雏形。90年代初,陈志恺等首次开发出基于宏观经济的水资源配置模型,研制了京津唐地区水资源规划决策支持系统。此后,我国的水资源配置研究发展快速,解决了一批区域性水资源综合规划问题,取得了较好成果。

　　整体性是要求水资源配置研究更多地置于统一的流域或区域范围内进行;综合性则要考虑生态环境方面的需求;后评价注重对水资源配置方案的评价、修正和优选;软件化要求将复杂的水资源系统数字化和信息化,以提升配置效率。从研究内容来看,目前大量的水资源配置研究仍然集中在水量调控方面,水质调控虽有所涉及[18-26],但成果不够深入。

　　随着人类活动加剧,传统的集总式模型已经不能全面描述越来越复杂的点源和面源污染物扩散、汇集、稀释、转化等物理化学过程,应重视有物理机制的、能反映污染物运移过程的分布式水质模型的研究,并进行水质水量联合配置的研究。另外,建立基于流域水循环模拟的水资源调配集成模型也是当前水资源配置研究的发展方向之一,实现水资源“模拟—配置—评价—调度”一体化决策。

　　总之,今后的水资源合理配置需要由单一的流域水量配置和调度向全流域水质水量统一配置和调度发展,由集总式的、静态的水循环模拟和调控向分布式的、动态的水循环模拟与调控发展。

　　研究目标

　　开展沿海围垦区水资源优化配置研究,是落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要》确定的重点领域的需要。在国内外水资源优化配置与联合调度研究的现有基础之上,实施江苏沿海滩涂围垦区水资源优化配置与联合调度研究,为江苏沿海滩涂水资源保障提供关键性技术,也为其他类似地区的水资源开发积累技术经验。

　　本研究的具体目标如下:a.依据江苏沿海滩涂开发规划,揭示出围垦区各类水资源用户的需求特性,提出需水综合管理方案,实现需水精细化管理。b.根据江苏沿海滩涂围垦区各用户的需水要求,并结合当地水资源特点,构建多水源多用户多目标的水资源系统仿真模拟模型。c.实现当地水、过境水及远距离调水的联合优化调度,构建适合沿海围垦区水资源配置方案的评价体系,提出围垦区水资源配置优化方案,促进围垦区的水资源可持续利用。

　　研究内容

　　江苏沿海围垦区淡水资源极度缺乏,建立高效安全的水资源保障体系是实现围垦区水资源可持续利用的唯一途径,也是实现当地经济社会可持续发展的基本条件[2,27,28]。在分析沿海围垦区水资源开发利用潜力、蓄淡工程优化布局和非传统水资源开发利用的基础上,进行沿海围垦区水资源优化配置与联合调度研究,是建立江苏沿海围垦区水资源保障体系的必要环节。

　　在充分了解围垦区水资源开发利用潜力的同时,分析围垦区水资源需求时空变化特征,运用围垦区当地蓄水工程与远距离调水的联合调度技术以及多水源多用户多目标联合调控与分配技术,生成围垦区不同水平年水资源优化配置方案,不仅可以实现水资源在不同区域和用水户之间的有效公平分配,而且可以实现对区域水循环及其影响的自然与社会诸因素进行整体调控。本研究围绕以下几方面内容展开研究:a.沿海围垦区水资源需求分析与预测。

　　结合江苏沿海滩涂围垦区发展规划,了解沿海围垦区各水资源用户的需水要求,包括水量要求、水质要求及用水时间要求等,分析其在时程分配上和空间分布上的变化特性,预测不同发展水平年下江苏沿海围垦区在生活、生产和生态三方面的需水过程以及综合需水过程,分别研究基于用水总量控制、用水效率控制、排污总量控制以及多目标控制的沿海围垦区需水管理技术与方法。

　　b.沿海围垦区多水源供水系统联合调度。在沿海围垦区水资源评价的基础上,结合江苏沿海滩涂开发规划,分析沿海围垦区各供水工程、用水户在流域水系和自然地理上的拓扑关系,构建沿海围垦区水资源供需系统网络图,厘清其水资源供需结构,并根据各水源之间、各用水户之间以及水源与用水户之间的水力联系、水源特性和用水特性,建立沿海围垦区多水源多用户水资源模拟仿真系统,建立沿海围垦区多水源联合优化调度模型,尤其是当地蓄水工程与外调水的联合调度模型。

　　c.沿海围垦区水资源合理配置。根据江苏沿海滩涂开发规划,兼顾抑制需水、增加供水和保护生态,构建沿海围垦区水资源配置方案集;基于公平性、有效性和可持续性原则,建立多水源、多用户水资源系统联合调控与分配模型;构建适合沿海围垦区的水资源配置方案评价指标体系与方法,分析评价不同配置方案在经济、技术和生态环境等方面上的差异,确定围垦区水资源最佳配置方案。在上述研究内容中,本研究的主要技术难点在于,沿海垦区多水源、多用户、多目标的水资源联合调度和优化配置。

　　技术路线

　　针对上述研究内容,本研究在充分收集与分析江苏沿海滩涂围垦区水文、气象、水文地质、潮汐、土地利用及社会经济等方面资料的基础上,将首先对沿海围垦区水资源需求的时空变异特性、河流渠道水系结构以及围垦区内供水工程布局进行分析,研究沿海围垦区的水资源需求管理措施,构建水资源系统供需网络图,并结合沿海围垦区水资源开发潜力研究与特殊水资源开发利用研究,建立起多水源多用户的水资源模拟仿真系统以及联合优化调度模型,根据沿海滩涂发展规划,生成各类情景下沿海围垦区水资源配置方案,建立沿海围垦区水资源配置方案评价指标体系与方法,最终提出沿海围垦区水资源优化配置优化方案,从而为江苏沿海滩涂围垦区水资源利用提供技术保障(图略)。

　　预期成果

　　江苏沿海围垦规模巨大,世界尚无先例,在该区域进行水资源优化配置与调度研究,符合我国水资源合理配置研究的发展需求。目前,我国水资源合理配置研究大多数集中于北方干旱缺水地区,鲜有关于沿海围垦区的水资源合理配置研究。通过江苏沿海围垦区域水资源优化配置与联合调度研究,一方面为江苏沿海围垦区水资源保障提供关键性技术支撑,另一方面又进一步丰富我国水资源合理配置研究案例,为我国沿海地区的水资源可持续利用积累经验和提供示范。

　　其预期成果表现为3个方面:a.提出基于用水总量控制、用水效率控制和排污总量控制的江苏沿海滩涂围垦区水资源需求管理方案和措施。b.提出盐碱环境下多水源多用户淡水资源联合调控和水资源优化配置技术,提高水量利用率5%。c.构建沿海围垦区水资源配置方案的评价指标体系与方法,确定不同发展水平下的围垦区水资源优化配置方案。本研究的创新之处在于,将建立起盐碱环境中淡水资源工程体系联合调度模型,结合水资源供需动态预测,实现多水源、多用户的水资源优化配置。

　　国家核心期刊论文发表：《贵州农业科学》是贵州省农业科学院主办的综合类农业学术期刊，主要报道农业科研单位、农业院校和农业生产第一线的主要研究成果大面积高产工程的技术措施，种养业、产品加工业增值技术，宏观农业的发展战略与对策，农业产业化，计算机技术在农业中的应用以及持续农业的发展等。

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