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基于SWAM模型的二元水循環(huán)與區(qū)域水資源配置匹配度研究

2023-08-28 11:43楊木易
水利水電快報(bào) 2023年7期
關(guān)鍵詞:松花江流域

楊木易

摘要:為了實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展,通過SWAM模型,獲得合理準(zhǔn)確的區(qū)域水資源配置和二元水循環(huán)分布二者匹配度綜合評價(jià)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上,對松花江流域的水資源合理配置與水循環(huán)分布的合理性做出評判。運(yùn)用SWAM模型完成研究區(qū)域的水循環(huán)模擬,并且在各類約束下選擇最優(yōu)的多目標(biāo)平衡穩(wěn)定的水資源配置。結(jié)果表明:使用區(qū)域二元水資源循環(huán)系統(tǒng)匹配度最大的區(qū)域水資源分配方法,在P=50%時(shí),其所對應(yīng)的天然流域水資源總需求量為145.5億m3,總?cè)彼繛?.9億m3,總?cè)彼蕿?.3%;在P=90%時(shí),其所對應(yīng)的天然流域水資源總需求量為165.7億m3,總?cè)彼繛?6.8億m3,總?cè)彼蕿?1.3%。SWAM模型所模擬的二元水循環(huán)與水資源配置方案的匹配度可以全方位揭示經(jīng)濟(jì)用水過程和天然水文循環(huán)過程間相互作用,在保證二元水循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)上,為區(qū)域水資源配置提供參考。

關(guān)鍵詞:水資源配置; SWAM模型; 二元水循環(huán); 松花江流域

中圖法分類號:TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.07.003

文章編號:1006-0081(2023)07-0021-06

0 引 言

流域水資源空間分配不均、水利基礎(chǔ)設(shè)施不足、工程管護(hù)管理不當(dāng),以及隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展而產(chǎn)生的需水量迅速增長等因素,導(dǎo)致全域及局部地區(qū)產(chǎn)生了嚴(yán)重缺水和水生態(tài)污染等各種水資源問題[1]。需運(yùn)用相應(yīng)的方法和策略,以保證人類未來經(jīng)濟(jì)生活的總需水量與水資源的供應(yīng)在時(shí)間和空間上的分配平衡,改變生態(tài)環(huán)境以適應(yīng)生產(chǎn)、生活、生態(tài)環(huán)境等3個(gè)領(lǐng)域的水資源需求,實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)平衡的水資源配置。水資源配置是一個(gè)多目標(biāo)、階段區(qū)別明顯、主體多樣化的復(fù)雜問題。水資源配置體系包括自然水資源循環(huán)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和分布、生產(chǎn)形式、科學(xué)技術(shù)、自然資源狀況等要素,是復(fù)雜的大體系,需要運(yùn)用模型進(jìn)行研究[2]。水資源配置建模通??煞殖?種,分別是仿真模型、混合模型和優(yōu)化模型[3]。仿真模型通常按照節(jié)點(diǎn)的來水、供應(yīng)、調(diào)蓄、回歸,按照由上行至下行的次序完成逐節(jié)點(diǎn)水平衡運(yùn)算[4]。雖然此種仿真方法較為簡單,但由于每次都只是仿真一種水資源配置方案,而同時(shí)模擬多個(gè)水資源配置方案時(shí)需要計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)操作,還需要耗費(fèi)人力進(jìn)行調(diào)整、對比和選擇各方案,往往無法迅速得到最適宜的方案?;旌夏P鸵苑抡婺P偷挠?jì)算為前提,自動(dòng)進(jìn)行人工對比選擇方案過程,不足之處是計(jì)算繁瑣且工程量較大。而優(yōu)化模型則按照所選擇的對象數(shù)量,分成了單總體目標(biāo)綜合優(yōu)化建模[5]和多目標(biāo)綜合優(yōu)化建模[6]。兩種設(shè)計(jì)模式都使用優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方法得到最優(yōu)化配置方法,優(yōu)點(diǎn)是能夠自行得到優(yōu)化方法,不足之處是運(yùn)算周期很長,運(yùn)算效率低,并且在解決某些效益問題時(shí)程序的計(jì)算復(fù)雜程度會(huì)大大提高,但由于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)更新速度快,上述的缺點(diǎn)隨著算法的優(yōu)化能夠得到大幅改善。

水循環(huán)是水資源產(chǎn)生和發(fā)展的前提,是水資源合理配置的基礎(chǔ)。有研究者對基于水循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的水資源合理配置模式進(jìn)行探索,如廣義自然資源配置模式,包括水資源合理配置、水循環(huán)仿真和水資源環(huán)境模擬共3個(gè)模式,分布式水資源合理配置仿真DTVGM-WEAR[7],概念性半分配式水資源整合仿真與調(diào)度模式WAS[8];基于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水文模式的灌溉水優(yōu)化配置模式[9];采用改進(jìn)的SWAT模式,并嵌合傳統(tǒng)水資源分配模型的分布式水資源調(diào)度模式。上述研究成果中主要使用單目標(biāo)配置模型,僅少數(shù)研究成果中使用了多目標(biāo)配置模型,但由于在多目標(biāo)配置模型求解過程中常常采用人為的給定加權(quán),將其結(jié)果轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)方程來解決,其結(jié)果易受到主觀影響而產(chǎn)生偏差[10]。同時(shí)如果僅采用一個(gè)指數(shù)對多目標(biāo)模型實(shí)現(xiàn)單目標(biāo)轉(zhuǎn)換,既無法反映眾多管理者的選擇需求,也無法衡量選擇方法對多種維度的綜合影響。因此,有些研究者把各類優(yōu)選方法都融入了多目標(biāo)優(yōu)選模式的計(jì)算中,如推出了一種通過目標(biāo)排序計(jì)算適配點(diǎn)的多目標(biāo)遺傳算法,并經(jīng)過多次迭代實(shí)現(xiàn)了水資源的多目標(biāo)優(yōu)選配置。本文通過SWAM模型,獲得合理準(zhǔn)確的區(qū)域水資源配置和二元水循環(huán)分布二者匹配度的綜合評價(jià)結(jié)果,在此基礎(chǔ)上對松花江流域的水資源合理配置與水循環(huán)分布二者的合理性做出評判,為當(dāng)?shù)厮Y源優(yōu)化調(diào)度提供參考依據(jù)。

1 二元水循環(huán)與水資源配置聯(lián)系

水資源配置和水循環(huán)相互依賴,水資源配置方案的制定要遵循水循環(huán)的原則。水的自然水文循環(huán)和社會(huì)循環(huán)共同構(gòu)成了整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。將水資源體系的所有子系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起,二元社會(huì)自然水循環(huán)影響了所有子系統(tǒng)相互之間的關(guān)系。

自然水文循環(huán)是二元水循環(huán)的主體,在其中居于主導(dǎo)地位,它是指在太陽輻射和地球引力的作用下,地球上的水不斷進(jìn)行相態(tài)轉(zhuǎn)化的循環(huán)過程。正因?yàn)樽匀凰难h(huán)的自發(fā)進(jìn)行,使自然界中的總體水量保持相對平衡,再加上循環(huán)中各個(gè)環(huán)節(jié)的相互作用,使得水體不斷的變化和流動(dòng),這為人類的生存和發(fā)展提供了最基本的物質(zhì)來源。社會(huì)水文循環(huán)是指社會(huì)生活中人的衣食住行對水的需要,通過取、用、耗、排水等方式,在自然水文循環(huán)上疊加的過程。取水循環(huán)是指利用人工干預(yù)的方法把自然界水文循環(huán)系統(tǒng)中的水體帶入社會(huì)水文循環(huán)系統(tǒng)的開端階段,其目的就是讓天然水體創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)價(jià)值。用水環(huán)節(jié)和耗水環(huán)節(jié)正是實(shí)現(xiàn)這種目的最有效途徑,也是整個(gè)社會(huì)水文循環(huán)的核心。

“二元水循環(huán)”的“二元”代表水循環(huán)在自然、社會(huì)兩個(gè)不同體系同時(shí)發(fā)生,隨著社會(huì)發(fā)展,兩者之間的聯(lián)系愈發(fā)緊密,整個(gè)循環(huán)環(huán)環(huán)相扣。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人口增多等社會(huì)因素,農(nóng)業(yè)、工業(yè)、日常用水等對水資源的需求不斷提高,這意味著愈來愈多以“自然”為單一水循環(huán)系統(tǒng)的水資源過渡為社會(huì)和自然綜合的水循環(huán)系統(tǒng),而在短期內(nèi)水資源的循環(huán)系統(tǒng)發(fā)生變化,隨之而來的問題也愈發(fā)嚴(yán)重。由于水資源的過量開采、水資源分配不當(dāng)?shù)纫幌盗幸蛩貙?dǎo)致自然環(huán)境破壞,地方缺水情況加重。因此,合理配置水資源,保證自然水資源循環(huán)所依附的生態(tài)環(huán)境不因水資源缺乏而被破壞,合理分配各用水單位的水資源供應(yīng)量,保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)能夠正常發(fā)展,進(jìn)而能夠保證水資源在自然、社會(huì)雙體系下正常穩(wěn)定地循環(huán)。在社會(huì)水文循環(huán)中,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)是最主要的需水對象,因此,清楚水資源循環(huán)和區(qū)域水資源配置之間的匹配度,在此基礎(chǔ)上選擇匹配度優(yōu)先級最高的水資源配置方案,既能保證農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)正常用水,也能維持自然、社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2 SWAM模型

水循環(huán)和水資源配置模型以二元水循環(huán)為基礎(chǔ),對水資源的配置進(jìn)行多目標(biāo)均衡最優(yōu)化處理,在優(yōu)化過程中考慮各類限制條件和系統(tǒng)規(guī)則,因此最終的水資源配置結(jié)果不僅能夠最優(yōu)化配置水資源,同時(shí)也能滿足現(xiàn)實(shí)的客觀實(shí)際需求。該模型由多個(gè)模型模塊共同組成,其中有需水、多水源分質(zhì)供水、水循環(huán)仿真、多目標(biāo)分配等模型。水循環(huán)仿真模型能夠計(jì)算出合理的水資源供應(yīng)量,這是多水源分質(zhì)供水模型所需要的重要參數(shù)。當(dāng)多目標(biāo)配置模型計(jì)算了水資源分配方法后,篩選出推薦方法,再展開水循環(huán)計(jì)算,直到結(jié)果合理。

2.1 水循環(huán)模塊

自然水循環(huán)部分是以網(wǎng)格中新安江模型為底層原理加以改進(jìn)。模型的蒸擴(kuò)散采取三層蒸發(fā)模式,充分討論了土質(zhì)含水百分率沿垂直方向分布的特異性。產(chǎn)流部分的模擬計(jì)算以上述模型的蓄滿產(chǎn)流為主要方法。對于匯流部分,流域單元研究區(qū)域的土壤水流量和地下水流量選取單位線法計(jì)算單元水資源出流量,依次計(jì)算各個(gè)研究單元的匯流順序,分別堆疊,直到流域產(chǎn)出。

2.2 多水源分質(zhì)供水模塊

可供用水總量和各水源的取水控制總量的約束條件主要來自于流域的水資源管理用水的控制紅線和水資源循環(huán)系統(tǒng)的有效控制。實(shí)際取水量主要取決于所計(jì)算單位的需水總量,以及飲用水來源(如河道、水庫、地下含水層等)的可供給量。

地表水資源(含外調(diào)水)供應(yīng):地表水(含外調(diào)水)的可供應(yīng)量取決于水資源的利用水量、取水工程建設(shè)(如引水渠道、給排水管線、機(jī)井等)的水資源供應(yīng)效率和水源地(包含境內(nèi)地表水與外調(diào)水)的飲用水管理紅線等制約要求。

水庫水資源供應(yīng):水庫庫容的計(jì)算根據(jù)上一時(shí)段末庫容總量和本時(shí)期水庫上游來水、庫面蒸發(fā)、水庫滲漏量和水庫供水情況共同確定。

再生水資源供應(yīng):由于水資源匱乏情況日益突出,因此將非常規(guī)水資源引入供給系統(tǒng)十分必要。目前,中國對非常規(guī)水資源的使用尚處在探索時(shí)期,非常規(guī)水資源常用作供應(yīng)給生態(tài)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等,為實(shí)行水資源分質(zhì)供應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。

2.3 需水模塊

2.3.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)

本模型還需提供現(xiàn)狀年的社區(qū)數(shù)據(jù)和發(fā)展規(guī)劃水平年增長資料。社區(qū)數(shù)據(jù)包含:常駐居民(鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)居民)、大家畜、小家畜,工業(yè)、建設(shè)、服務(wù)業(yè)生產(chǎn)總值、糧食作物(麥子、包谷、水稻、經(jīng)濟(jì)作物)栽培面積、設(shè)計(jì)灌溉面積、森林草地面積、畜牧業(yè)規(guī)模和增長率等。關(guān)于社區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)模層次的發(fā)展資料包含:人均增長率、GDP增長速度、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化量、糧食作物播種面積應(yīng)變增長率等。

2.3.2 水資源需求量

水資源需求量計(jì)算包括畜牧、工業(yè)、服務(wù)業(yè)與建筑業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)種植業(yè)。農(nóng)業(yè)的水資源需求量為林業(yè)、草業(yè)、漁業(yè)、灌溉水資源需求量的總和。

2.4 多目標(biāo)配置模塊

本模型共設(shè)定了3個(gè)主要目標(biāo):經(jīng)濟(jì)總體目標(biāo)、社會(huì)總體目標(biāo)與水量總體目標(biāo)。經(jīng)濟(jì)總體目標(biāo)以區(qū)域效益最高來表現(xiàn),經(jīng)濟(jì)社會(huì)總體目標(biāo)以因水資源不足而導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)量最少來表現(xiàn),水量總體目標(biāo)以水資源缺乏量最少來表現(xiàn)。

2.5 信息聚合

信息聚合也可理解為數(shù)據(jù)整合,是指將水資源供應(yīng)和用水單位的水資源消耗的數(shù)據(jù)連接運(yùn)算。水源供水核算是水資源配置模型和水循環(huán)模塊之間的關(guān)鍵階段。對各個(gè)計(jì)算模塊內(nèi)的各種水資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì),再同步對各個(gè)用水單位的水資源消耗量調(diào)整控制。將所有用水單位的水資源供應(yīng)量求和,求和所得的水資源供應(yīng)總量數(shù)值是水循環(huán)模型對水循環(huán)進(jìn)行仿真的重要參數(shù)。

3 研究區(qū)概況

松花江流域(圖1)地處中國大陸的東北區(qū)域,位于北緯41°39′~51°40′,東經(jīng)119°49′~132°29′。松花江流域東北以小興安嶺山地為界,西達(dá)大興安嶺,東側(cè)地區(qū)以完達(dá)山余脈、老爺嶺、張大才嶺、長白山等為界,西北部的山麓地區(qū)則為松花江與遼河2個(gè)主要流域面積的分水嶺。

松花江是中國七大河流之一,總長1 931 km,東西橫跨930 km,南北寬約1 080 km,橫跨中國內(nèi)蒙古、吉林省、黑龍江三省,面積約56.79萬km2,占黑龍江省總面積(約185.5萬km2)的30.61%,年均徑流量773億m3。

本次研究選取的城市分布在松花江流域干、支流水源區(qū)域,這些城市分別在人口、耕地面積、工業(yè)程度上具有典型代表性,如吉林市區(qū)、松原市區(qū)、扶余縣、哈爾濱、佳木斯等地區(qū),對上述地區(qū)進(jìn)行供水預(yù)測能夠在一定程度上體現(xiàn)松花江流域在規(guī)劃水平年的供水情況。

3.1 水資源總量

1960~2021年松花江流域多年平均值水資源量為941.7億m3,同時(shí)地表水資源量平均值為792.5億m3,其他自然資源量為348.9億m3,地下水資源和地表水資源的不重復(fù)總量均為169.3億m3。

3.2 水資源可利用量

1960~2021年松花江流域水資源需求量為511.8億m3,實(shí)際可利用率為55.3%;地表水的可開發(fā)利用總量為378.2億m3,可開發(fā)利用度為48.1%;平原區(qū)淺層地下水可開采量181.0億m3,占總補(bǔ)給量的80.9%。

4 供水預(yù)測

本文基礎(chǔ)年份定為2021年,而規(guī)劃年份則設(shè)定在2025年。考慮來水頻率分別為P=50%,P=90%時(shí)的情況。

根據(jù)1960~2021年松花江流域60 a降水量排頻結(jié)果,來水率為50%的對應(yīng)的年份為2014年、來水率為90%的對應(yīng)年份為2006年。將2014年和2006年的降水量數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型,根據(jù)水循環(huán)模擬數(shù)據(jù),依次計(jì)算該流域各個(gè)用水單位的可供水量,見表1。從表1中得出結(jié)果:當(dāng)來水頻率為50%時(shí),總水資源可供應(yīng)量為146.9億m3,包括地表水資源總供應(yīng)量95.0億m3,地下水水資源總供應(yīng)量51.4億m3,其他水資源總供應(yīng)量為0.5億m3;當(dāng)來水頻率為90%時(shí),總水資源可供應(yīng)量為144.3億m3,包括地表水資源總供應(yīng)量90.7億m3,地下水水資源總供應(yīng)量53.3億m3,其他水資源總供應(yīng)量為0.3億m3。

5 結(jié)果與討論

5.1 水循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系

對松花江流域的水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,得出在來水頻率為50%時(shí),全流域的總降雨量為1 436.0億m3,其中山區(qū)降雨量為812.0億m3,平原地帶降雨量為535.0億m3;全流域的總蒸散發(fā)總量為855.0億m3,其中山區(qū)的總蒸發(fā)能力為544.0億m3,平原地帶的總蒸發(fā)能力為364.0億m3;全流域的下滲總量為152.3億m3,其中山區(qū)的總下滲量為54.9億m3,平原地帶的總下滲量為88.5億m3;全流域面積年末總土地水蓄變量為2.4億m3,進(jìn)境供水為146.0億m3,過境供水為318.0億m3;全流域面積經(jīng)濟(jì)社會(huì)總體取水量為142.6億m3,基本匯集于平原區(qū),其中地表水取水量為89.1億m3,淺層地下水總體取水量為43.6億m3。在來水頻率為90%時(shí),全流域面積的總降雨量為1 092.0億m3,其中山地降雨量為659.7億m3,平原地帶降雨量為443.5億m3;全流域面積的總蒸散發(fā)量為954.5億m3,其中山地的總蒸發(fā)能力為586.7億m3,平原地帶的總蒸發(fā)能力為388.8億m3;山地的下滲量為16.3億m3,平川區(qū)的下滲量為25.6億m3??梢?,松花江流域主要的水資源供給來源為自然大氣降水和地表徑流,地下水的水資源供應(yīng)源則為自然雨水、河流湖庫的滲入等;流域面積內(nèi)最主要的水資源消耗項(xiàng)為蒸散發(fā)和經(jīng)濟(jì)取水,所占比依次為87.6%,14.6%。在旱災(zāi)時(shí)期,由于降水少,導(dǎo)致土地水蓄變量下降,流域徑流量大幅下降。旱災(zāi)時(shí)期因社會(huì)取水增多,造成地下水開采量上升。

5.2 水資源配置結(jié)果

復(fù)雜水資源分配體系的影響因子很多,包括天然水循環(huán)(自然來水的隨機(jī)性與不確定性)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化因素、城市供水能力、低碳技術(shù)、城市化、生態(tài)環(huán)境因素等,而大量的半結(jié)構(gòu)性、無結(jié)構(gòu)性因素也要求水資源配置方案的決策者做出重新評估與選擇,而決策者的偏好也將改變水資源配置體系。

本部分將介紹SWAM模型的應(yīng)用結(jié)果,包括來水頻率P為50%和90%時(shí)的水資源配置方案結(jié)果。在SWAM模型的基礎(chǔ)上,本研究采用了需水量、供水量、缺水量和缺水率等指標(biāo),對水資源配置方案進(jìn)行評價(jià)。需水量是指區(qū)域內(nèi)各個(gè)用水部門的水需求量,供水量是指水資源供給的總量,缺水量則是指需水量與供水量之差,缺水率則是指缺水量與需水量的比值,具體數(shù)值見表2和表3。

規(guī)劃水平年至2025年,松花江流域的水循環(huán)變化情況如下:當(dāng)來水頻率為50%時(shí),該流域面積的自然環(huán)境降水補(bǔ)給量為1 436.0億m3,蒸散發(fā)量為855.0億m3,下滲水量為152.3億m3,土壤蓄水能力變化為2.4億m3,入境供水為146.0億m3,出境供水為318.0億m3;在沖積平原區(qū),經(jīng)濟(jì)社會(huì)總?cè)」┧疄?42.0億m3,同時(shí),地面環(huán)境取供水為89.1億m3,淺層地下水平均取供水為53.6億m3。在來水頻率為90%時(shí),該流域面積的環(huán)境降水補(bǔ)給量為1 092.0億m3,蒸散發(fā)量為954.5億m3,流域年末土壤蓄水能力變化為-5.3億m3;平原地區(qū)水資源總?cè)∮昧繛?49.9億m3,地下水取使用量為84.0億m3,淺層地下水水資源總?cè)∮昧繛?7.2億m3。

由于水資源配置結(jié)果由多目標(biāo)的結(jié)果共同體現(xiàn),針對單一目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化只能得出在該目標(biāo)上的最佳配置方案,因此為了體現(xiàn)水資源配置方案的綜合效益,對各現(xiàn)有方案進(jìn)行多目標(biāo)的配置決策評價(jià),給每個(gè)水資源配置方案最終優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定權(quán)重,而pareto解集計(jì)算所得最優(yōu)解能夠避免各個(gè)目標(biāo)權(quán)重在設(shè)定時(shí)存在主觀性,通過最終的多目標(biāo)權(quán)重的博弈選擇出更加適配地方特性的水資源配置方案[11-12]。通過在經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)、社會(huì)目標(biāo)、用水量目標(biāo)之間的博弈,如表4所示,共得出了14組非劣解,以經(jīng)濟(jì)效益最好、糧食減產(chǎn)量最少為基礎(chǔ),篩選出來水頻率為50%,90%時(shí)與二元水循環(huán)系統(tǒng)匹配度最高的水資源配置方案為最優(yōu)方法,其相應(yīng)的流域內(nèi)水資源總供應(yīng)量為145.5億m3,總?cè)彼繛?.9億m3,總?cè)彼蕿?.3%。在該方法下生活供水量(不含生態(tài)需水量)、工業(yè)生產(chǎn)用水量和農(nóng)業(yè)需水量分別為10.8億、17.5億、99.9億m3。在各種供應(yīng)水源地中,地表水供水量最大,為99.5億m3,其次為地下水,為53.6億m3,其余水源中再生水最少,為0.6億m3,在該方法下的經(jīng)濟(jì)損失為2.6億元,糧食減產(chǎn)量為62.0萬t。當(dāng)來水頻率為90%,松花江流域的水資源總需求量為165.7億m3,水資源總供應(yīng)量為149.0億m3,總?cè)彼繛?6.8億m3,總用水虧缺率為11.3%。

6 結(jié) 語

本文建立了水循環(huán)和水資源配置模型,系統(tǒng)地介紹了建??蚣堋⒔A鞒?、求解方式。模塊中主要的功能模塊如下:水循環(huán)模塊、多源分質(zhì)供水功能、需水功能、多目標(biāo)配置功能。同時(shí),本文以松花江流域?yàn)槔?,基于SWAM模型,以二元水循環(huán)系統(tǒng)和水資源配置方案的匹配度為依據(jù),對研究區(qū)域的水資源配置方案進(jìn)行優(yōu)化。通過SWAM模型而進(jìn)行的二元水循環(huán)與水資源使用的匹配性分析可以充分反映經(jīng)濟(jì)用水活動(dòng)和天然水文循環(huán)活動(dòng)間的相互作用,了解水資源循環(huán)和區(qū)域水資源配置之間的匹配度,在此基礎(chǔ)上選擇匹配度優(yōu)先級最高的水資源配置方案。這樣既能保證農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)正常用水,也能維持自然、社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定。通過這種方式,在保證二元水循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)上,為區(qū)域水資源配置提供參考。

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(編輯:江 文)

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