基于MIKE BASIN的石羊河流域蔡旗断面下泄水量模拟与分析

以石羊河流域蔡旗断面为研究对象,基于MIKE BASIN模型,根据研究区降水、蒸发和用水等资料,建立了石羊河流域水资源管理模型,模拟了石羊河流域蔡旗断面下泄水量变化特征。从模拟结果可以看出,所建立的水资源管理模型是正确的,选取的参数和计算的结果基本合理,模拟结果总体上反映了蔡旗断面水量变化,符合石羊河流域蔡旗断面的实际情况,可用于该流域水资源管理和预测研究,可为干旱内陆河流域水资源的合理开发提供科学依据和技术指导。     

基于MIKE BASIN的汕尾市水资源优化配置

在对汕尾市水文水资源情况调查分析基础上,基于MIKE BASIN数字平台构建了汕尾市水资源优化配置模拟模型。采用四级流域套县为计算单元,以河流、水库和山塘为供水水源,对基准年与规划水平年(2020年)在不同保证率下、不同需水推荐方案和供水推荐方案情况下,分别进行水资源供需平衡分析,从而使得城镇生活用水、农村生活用水、工业用水和农业灌溉用水及生态用水获得优化配置,以满足汕尾市规划水平年各类需水要求。     

基于河湖水系连通的高原湖泊水资源优化模拟

基于对滇池流域及下游螳螂川区间的现状水资源开发利用、生态用水调查,结合区域社会经济发展、生态景观等的水资源需求,考虑牛栏江-滇池补水工程、滇中引水工程等不同层次的河湖水系连通工程,优化配置宝象河、柴河等当地水库、当地引提水工程及城市再生水跨区域利用工程,建立MIKE BASIN水资源优化模拟模型,设置不同的水系连通工程供水方案组合,采用公平性最优和供水缺水率最小作为水资源优化配置的目标函数,对模拟结果进行评价。结果表明,2030年本区河湖水系连通工程加入后缺水率由51.63%降到48.6%,滇中引水工程加入后,缺水率进一步减小至0.8%,随着河湖水系连通工程的逐步完善,区域供水保障程度越来越高,区域间的供水公平性越来越好,河湖水系连通工程对减小区域缺水率、实现区域间及行业间的供水公平、保障河湖生态起到了重要作用。     

基于水足迹理念的水资源短缺评价—以2022年冬奥会雪上项目举办地为例

2022年北京冬奥会雪上项目将在崇礼区举行,随着旅游业的发展使得当地面临一定的水资源压力和风险,这对崇礼区水资源及水环境的治理和改善提出了更高的要求.以冬奥会主要雪上项目举办地崇礼区为研究区,基于水足迹理论,核算了2006―2015年崇礼区水资源消耗情况,并结合水量、水质评价崇礼区水资源压力.结果表明,崇礼区2006―2015年平均水足迹为6232.2万m3;蓝水足迹为3389.7万m3,其中种植业消耗蓝水足迹最多;多年平均绿水足迹为2842.4万m3,全部来自种植业;平均灰水足迹为2686.3万m3,其中畜牧业灰水足迹为1524.9万m3,占比达到57％,为主要的污染来源.多年平均水量性缺水指标(Iblue)为2.19,属于重度缺水;水质性缺水指标(Igrey)均值小于1,不存在水质性缺水问题.月尺度的水短缺研究表明,崇礼区水量性水资源短缺集中在5―7月,其中5月份最大,Iblue达5.86.总体而言,崇礼区水环境状况较好,但仍存在水量性水资源短缺的情况,因此需要加强水资源管理,实现水资源的可持续利用.     

纵向岭谷区农业水管理调控措施

为实现纵向岭谷区农业水管理调控,宏观上以流域水资源综合规划为基础,从需求入手,采取强化节水措施,提高水的利用效率,抑制需水的不合理增长,到2030年农田有效灌溉程度达到32%,灌溉水利用系数提高到0.581,农业灌溉需水总量控制在89.8亿m3,需水年均增长率仅0.52%,以MKIE BASIN模型的配置结果显示,各规划水平年能达到水资源供需平衡;微观上应建立数字流域工程,提高对流域雨水工情的实时监测.推行农业高效节水灌溉制度,建立和完善包括实时灌溉预报、渠系动态配水、实时信息采集和预报修正、灌区空间信息管理等内容的流域单元农业灌溉用水及水资源的实时调度系统,利用水资源配置成果与短期实时调度相结合,实现流域单元的农业高效用水调控.     

基于模拟优化模型的渠井结合灌区多目标水资源优化配置

为协调渠井结合灌区灌溉经济效益、灌溉用水效率、作物缺水、地下水可持续利用和渠系配水公平度5个目标,确定各作物合理的灌溉用水量与适宜的渠井用水比例。采用基于Python开发的MODFLOW模块FloPy构建地下水数值模拟模型,在此基础上采用优化框架Pymoo中的NSGA-Ⅲ算法构建了紧密耦合的灌区多目标水资源优化配置模拟优化模型,获得了一个假想渠井结合灌区的多目标水资源优化配置方案。结果表明：与57个非劣解集的平均值相比,经济效益最优方案,经济效益高1.10%;地下水可持续利用方案中地下水平均累计降深低4.52%;作物缺水量最小方案中缺水量低14.25%;配水公平度最高方案中公平度高32.84%;用水效率最高的方案中用水效率高19.72%;采用博尔达计数规则优选出的最优方案中,经济效益高0.14%,地下水平均累计降深低4.49%,缺水量低0.15%,用水效率高16.90%,但用水公平度低52.2%。基于模拟优化模型通过调整渠井用水比例和灌溉水量来进行渠井结合灌区多目标水资源优化配置,并采用博尔达计数规则确定最优配置方案,可为灌区地表水地下水可持续安全高效利用,地下水取水总量和地下水水位双...     

基于SD变化环境下农业水资源供需平衡模拟

为了探讨变化环境对农业水资源供需平衡的影响,运用系统动力学软件Vensim-Dss建立了农业水资源供需平衡的系统动力学模型,综合考虑社会经济发展和气候变化情景,仿真模拟了变化环境下农业供、需水量及缺水量的变化情况.石羊河流域模拟结果表明:未来农业供水量和需水量受气候变化的影响程度不同,但 2033年以后,农业供水量在不同气候变化情景下的变化趋势相同;不同行政区农业水资源系统对气候变化的响应存在明显差异,金昌市A2气候情境缺水率大于B2情景,在2029年、2038年缺水率分别达到32.0%,28.6%, B2情境下,2021年开始出现轻度缺水,中度缺水年仅出现在2023年和2039年,缺水率分别为30.7%,30.5%;武威市A2气候情境下缺水率小于B2情景,仅2038年为中度缺水,缺水率为24.9%,B2气候情景中度缺水年较多,2023年缺水率最大,达到33.2%.研究结果可以对变化环境下区域用水规划和农业发展规划提供指导.     

仿柯布-道格拉斯生产函数的中国地区缺水量预测

根据2013年美国大学生数学建模竞赛B题的要求,对中国地区缺水量进行预测。仿照柯布-道格拉斯生产函数,建立用水需求与人口规模、GDP的函数关系模型,运用国内31个省份的面板数据估计出模型的相关参数。再运用Leslie人口预测和GDP增长模型,预测得出中国2012-2025年各省人口规模与GDP,从而得出相应年份中国各省用水需求量。最后,通过分析各省实际可用水资源情况,计算得出各地区缺水情况。可知中国缺水省份由2012年的11个增加到2025年的13个,其中缺水情况最严重的省份是江苏省。     

面向生态的察汗乌苏河流域水资源配置方案研究

为解决察汗乌苏河流域灌溉高峰期河道断流和工程性缺水问题,以区域综合缺水量最小作为水资源优化配置目标,优先考虑河道内生态需水量2 743.1万m~3,河道外生态需水量1 859.6万m~3,在供需平衡分析的基础上提出了多年平均来水条件下的可供水量配置方案,从而寻求经济社会用水与生态用水的平衡点,对促进区域经济社会与生态协调发展,维持河道生态健康和保护下游湖泊湿地生态稳定具有非常重要的意义。     

基于NSGA-Ⅲ算法与TOPSIS决策下的区域水资源多目标优化配置

为缓解水资源供需紧张,指导区域用水管理,以社会、经济、生态综合发展为目标,供水量与需水量双向约束构建区域水资源优化配置模型.结合该模型特点,引入NSGA-Ⅲ算法对模型进行求解,以寻求Pareto前沿面与最优解集.同时,利用TOPSIS决策理论对众多Pareto可行解进行综合评价,选择权衡解作为最佳折衷方案.将该模型应用于南阳市鸭河口灌区进行验证,对灌区来水频率P=75%时下近期水平年与远期水平年进行水资源优化配置,并进行二次水资源供需平衡分析.结果表明,相对于基本方案,折衷方案在近期水平年余水量增长至11 497.60万m3,可节约水资源3 272.38万m3;远期水平年由缺水4 279.28万m3变为余水3 950.30万m3,可节约水资源8 229.58万m3,节水效果明显,符合鸭河口灌区整体规划与用水需求.     

MKE BASN在水资源论证中的应用研究

以MIKE BASIN软件为技术工具,建立论证范围内的水资源系统模拟模型.通过模型建立、数据输入、参数率定、模拟计算、成果输出整理等步骤及实例验证,结果表明该方法计算成果与实测径流和传统的典型年法误差较小,可以在水资源论证工作中进一步推广应用,为建设项目水资源论证提供技术支持。     

龙川江流域径流量变化趋势及水资源合理配置研究

采用Mann-Kendall法分析近50年来龙川江流域的径流量的变化趋势;采用MIKE BASIN研究龙川江流域的水资源合理配置方案.研究结果表明:龙川江流域降水量呈增加趋势,但由于水利工程的建设和枯季农业用水量的不断增加等人类活动的影响,改变了径流的年内分配过程,导致流域内年径流量和枯季径流量呈减少趋势.要从根本上解决流域的水资源供需矛盾,除了推行强化节水、水资源保护等措施,建设青山嘴水库等新的水源工程,还必须依靠滇中引水等外流域调水工程.     

基于水权的金沟河流域农业水资源优化配置

为了实现金沟河流域枯水期农业水资源的合理配置,以农业水权分配的公平、效率、可持续性原则为目标,建立金沟河流域农业水权分配指标体系,以该指标体系为模型,利用模糊优选理论对模型进行了求解,通过计算与现状相比,流域11个用水单位农业水资源得到了较为公平、有效的配置。     

湖南省水库向城市供水研究

在湖南省已建水库资源总量、分布、水质以及相关城市供水现状与需水预测等大量资料的基础上，分析了水库水资源重新配置和城市供水紧缺的关键要素。在此基础上应用模糊数学多级多因子综合评价原理与方法，对湖南省目前29座城市的江湖水资源与已建67座靠近城市的大中型水库资源，给出了科学的定量评价。同时建立了“水库富水评价”、“城市水资源短缺评价”、“水库向城市供水方式评价”3个通用模式。     

滇中洱海流域水资源配置初步研究

根据云南滇中水资源系统特点，采用四层网络的滇中水资源大系统优化配置结构，建立了以缺水量最小为目标的水资源配置模型。结合水资源系统分区及各区运行调度规则，以洱海流域片区为例，采用常规模拟技术对模型进行求解，得出了洱海片区各计算单元四个水平年水资源供需平衡结果及各区的调水方案等水资源配置初步成果，分析了解决缺水的可能途径。     

武威市石羊河流域种植结构调整与节水思路

石羊河流域武威市属区水资源紧缺,严重制约了区域的社会经济发展.从水资源实际和供水情况看,现状农业种植结构存在总种植面积大、水资源严重超栽、夏秋作物种植比例不合理、种植结构单一等问题.种植结构调整要围绕水资源的合理配置和高效利用,以水定灌溉规模,以结构调整促发展的思路.节水与结构调整相结合,变革耕作制度,提高水资源的利用效率,运用水价杠杆,激励结构调整,依法治水,合理高效利用水资源.     

额济纳地区水资源利用模式优选探

水资源是额济纳地区最具有战略意义的资源，水资源短缺是制约该地区发展的至关因素，合理有效地利用水资源对额济纳实现整体规划和“2010年远景目标”具有决定性意义。水资源的优化利用在保证满足优势产业结构用水的基础上，利用多目标线性规划模型，以农牧业产业结构为主优化因子，并考虑其它产业用水情况下，给出了水资源在最枯状态、平均状态供水量及“甘蒙”分水方案实施后的配水量进行优化配置的方案集。应用层次分析法对多目标线性规划给出的方案集做出最终决策，为该地区水资源的合理利用提供决策依据。     

水资源合理配置的研究

水资源合理配置是解决水资源短缺的有效途径之一。为此,在讨论水资源合理配置概念的基础上,综述了国内外水资源配置的研究进展,指出了目前水资源合理配置研究中存在的对不确定性问题、多流域水资源配置等方面研究不够深入的问题,并提出了在今后的水资源合理配置研究中,一方面可考虑应用供应链管理的理论和方法来解决水资源配置中的管理问题,另一方面开展多流域水资源配置的研究,为流域水资源合理配置与科学管理实践提供科学的决策依据。