基于初始水权分配的阿克苏河流域适时水权管理研究

阿克苏河是塔里木河来水量最大的源流。近几十年来,由于用水量的增加,进入塔里木河干流的水量逐年减少,导致塔里木河下游生态环境急剧恶化。为了改善下游的生态环境,完成向塔里木河干流输水目标的任务,阿克苏河流域建立了基于初始水权分配的适时水权管理系统。提出了适时水权的概念,将适时水权分为四个等级,并分别阐述了各级适时水权的确定及管理。最后举例说明了阿克苏河流域适时水权的实践情况及意义。     

基于Bayes判别法的马尾松毛虫一代、二代幼虫发生期的预报

为了提高马尾松毛虫Dendrolimus punctatus(Walker)发生量预测预报结果的准确性,本文运用Bayes判别分析法建立安徽省潜山县1983年-2016年33年的马尾松毛虫一代和二代幼虫发生期的预报模型。一代幼虫发生期的判别函数方程为:f(1)=-15744.058-361.501x1+60.759x2+133.502x3+511.368x4;f(2)=-16854.938-375.596x1+70.405x2+132.608x3+529.690x4;f(3)=-17645.295-384.956x1+73.601x2+134.955x3+541.782x4;f(4)=-18179.639-382.408x1+71.342x2+135.234x3+549.655x4对1983年-2018年一代幼虫发生期预报结果历史符合率为97.06%,二代幼虫发生期的判别函数方程为:f(1)=-134898.483+559.235x5+113.112x6-250.033x7+1461.350x8;f(2)=-138908.622+573.572x5+118.340x6-252.691x7+1474.569x8;f(3)=-141430.680+577.358x5+125.727x6-254.610x7+1483.336x8;f(4)=-143185.175+578.968x5+129.628x6-256.102x7+1491.257x8对二代幼虫发生期的预报结果的历史符合率为100%。对2017年和2018年的验证回报,与实况结果一致。筛选出对预报量有密切关系的预报因子是本方法预报准确性的关键,该方法是一种简便准确性高的预报方法。     

石羊河流域初始水权分配模型研究

针对石羊河流域开发利用状况,按照水权的动态变化特性,将石羊河流域水权的演变分为历史水权、现状水权与未来水权。在分析流域历史水权形成的基础上,选择应用较为广泛的层次分析法(AHP)以及综合指标的筛选原则,建立了基于AHP的石羊河流域初始水权分配模型。该模型涉及社会、经济、资源、技术和管理等方面,以石羊河流域初始水权分配为对象,建立了一种半结构化、多层次、多目标的水资源合理配置指标体系。计算结果表明,该模型在石羊河流域现状水权分配中,与甘肃省水利厅制定的分水方案基本一致,具有一定的可行性。结合对2010年各项评价指标的科学预测,再次应用该模型,通过专家打分,对流域未来初始水权的分配进行了尝试。     

基于区间两阶段抗风险随机规划的绿洲水资源优化配置

合理配置绿洲灌区的水资源是缓解绿洲水资源压力的主要解决方法。选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为研究区域,使用离散概率函数处理策勒河近60 a的年径流量数据,结合策勒绿洲特色经济果林种植特点,建立含有抗风险方法的区间两阶段随机规划模型,并基于灰度线性规划的解法对该模型进行求解。结果表明：在策勒河来水量不确定时,应优先灌溉红枣;相比原区间两阶段随机规划方法,引入抗风险方法后得到的配水策略虽略保守,却可以在枯水年与平水年保持总收益区间上限不变的同时,将总收益的区间下限分别从5.1×10⁷元、2.12×108元提高到5.6×10⁷元、2.17×10⁸元。通过典型案例应用分析,显示区间两阶段抗风险随机规划模型的应用不仅能够保证在满足各作物需水要求的情况下争取收益最大化,并且可以抵御由于水量不足而带来的风险。     

基于SD模型的新疆奇台县水资源的优化配置研究

利用系统动力学对新疆奇台县水资源的供需状况进行了深入研究,根据该地区的特点建立水资源系统动力学仿真模型。通过该模型对奇台县2010年、2020年的需水量进行预测和分析,提出高、中、低三个方案,并进一步分析比较得出了适合于该县经济和环境协调发展的综合方案,从而为决策者提供科学的决策依据。     

基于改进粒子群算法的两级渠道水资源优化配置

现有的渠系优化配水模型在减少配水损失方面效果显著，但配水过程中仍存在输水不稳定、弃水量大等不足。在配水过程中将“组间续灌、组内轮灌”的渠道配水方式变更为“组间轮灌、组内续灌”，以配水过程中渗漏损失最小为目标建立渠系配水模型，应用改进的粒子群算法求解，在寻找最优配水方案的同时均一化处理各配水方案中轮灌组内渠道的配水时间。选取张掖市西浚灌区为研究对象，研究结果表明：在保证渠道过水能力和需水要求的前提下，优化结果与该时段灌区的实际配水计划相比，配水时间减少了13.4 d，渠系水利用系数由0.65提高到了0.828，配水周期内上级渠道配水稳定，各轮灌组内渠道同时开启和关闭，减少了渠道弃水。该模型能够实现集中、高效配水，可为灌区管理部门制定配水计划提供决策。     

基于双层粒子群算法的下级渠道流量不等时渠系优化配水

以黑河中游张掖市甘州区盈科灌区盈四支一分支为研究对象,在现有渠道优化配水模型基础上,针对下级渠道配水流量不相等的情况,对渠系优化配水工作进行研究。选择以渠道输水损失最小与轮灌组间引水持续时间差异值最小建立多目标优化配水模型,以下级渠道出水口的开关状态与实际流量为决策变量,采用双层粒子群算法求解最优轮灌组合。成功构建了下级渠道不等时的渠系优化配水模型,采用双层粒子群算法求得的结果表明,轮灌组划分合理,下级渠系流量变化范围在其设计流量的[74.3%~77.6%],上级渠系流量变化平稳,最大配水时间113.4 h,其结果低于人工制定的168 h原配水计划。各渠道流量在其允许的范围内变化,渠系优化配水过程与配水时间组合合理,上级渠道配水流量均匀,避免了上级渠系流量突然变化与减少对下级渠系的影响,不仅减少了渠道弃水,同时使各个轮灌组同一时间关闭,有效减少了闸门调节次数,为灌区管理部门制定配水计划提供决策。     

塔里木河流域水权市场构建探讨

引入水权市场,可弥补单纯依靠行政调控模式调度成本高、协调难度大、水权主体缺乏参与积极性的缺陷。在塔里木河流域,水资源的宏观稀缺、初始水权的界定、管理机构的设立和水利基础设施的完善,为水权市场的建立创造了条件。从"流域级-地州级-县市级-用水者协会级"四个层次,探讨了水权市场的空间结构。提出了组建"源流与干流供水总公司-各团场、县市供水分公司-用水者协会"的水权市场主体结构、"塔里木河流域管理局-源流与干流管理处-水管所、水管站"的水权市场管理机构的设想。     

基于网络模拟模型的石羊河流域武威属区水资源合理配置研究

针对石羊河流域武威属区的水资源状况,对石羊河流域水资源系统进行合理的概化,并提出基于目标、约束条件及边界函数的网络模拟计算流程,建立该流域生态与正常用水相结合的石羊河流域武威属区水资源合理配置网络模拟模型。在模型中,采用典型年法以季度为计算时段进行了不同保证率不同水平年的水资源配置模拟计算,提出了多年平均的不同水平年的推荐方案,为缓解石羊河流域武威属区供需水矛盾、经济发展及环境规划提供依据。     

水量订单制度下黄河下游灌区水资源实时分配模型及管理软件开发

针对黄河下游引黄灌区水量订单随意性大、水资源利用率低的问题,本文紧密结合当前调度管理制度,基于实时灌溉预报与模糊聚类理论,提出了黄河下游灌区水资源实时分配管理模型,模型包括考虑土壤墒情、雨水资源及天气情况影响的作物需水预测模型和灌区实时水量订单模型两部分内容.在典型灌区,进行了模型的应用,并开发了相应的水资源管理软件;应用结果的合理性表明了模型的正确性,该模型可广泛用于黄河下游灌区的用水管理和调度.     

基于两阶段随机规划方法的绿洲水资源优化配置

选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为典型研究区,以当前绿洲种植的核桃、红枣及石榴经济林种为重点研究对象,针对绿洲水资源灌溉系统中的不确定性和复杂性,引入概率密度函数和离散区间方法,构建区间两阶段模糊随机规划模型,对各经济林种在各灌季的配水目标进行优化,模拟分析不同林种在不同灌季的最优配置水量。结果表明:灌溉主要集中在夏季与秋季;在策勒河来水量不确定时,春季依然需要少部分水量进行灌溉,应优先灌溉红枣和石榴;夏秋时,主要对红枣与核桃灌溉,同时对石榴的灌溉面积进行动态调节,获得种植业最大收益,系统收益区间为[0.67×10~8,1.32×10~8]元。通过典型案例运用分析,显示该模型不仅充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,风险进行权衡并以区间形式给出优化结果从而获得较为科学的决策方案。     

基于产量品质及水肥利用率的核桃水肥耦合方案优化

针对干旱区核桃水肥利用效率低及高效水肥制度不明晰的问题,以新疆阿克苏地区核桃树为研究对象,以核桃提质增效为目标,研究水肥耦合条件下对滴灌核桃的生理生长指标、果实品质、产量的影响。为了更精准地预测水肥制度,以灌水量（225 m³·hm^-2,W1;300 m³·hm^-2,W2;375 m³·hm^-2,W3）、施肥量（常规施肥量0.5倍（236.93 kg·hm^-2）,F1;常规施肥量（473.85 kg·hm^-2）,F2;常规施肥量2倍（947.7 kg·hm^-2）,F3）为试验因素,通过建立关于核桃的果实品质、产量、水分利用效率和肥料偏生产率的二元二次回归模型,并采用二代非支配排序遗传算法（NSGA-II）对该回归模型进行验证求解,从而模拟出最优水肥制度。结果表明：灌水量和施肥量两因子及其耦合效应对核桃的生长指标均有显著影响,核桃的果实品质、产量和水肥利用率随着灌水量和施肥量的增加呈现先增加后减小的趋势,在各处理情况下,W2F2处理为最优的灌溉施肥处理。通过NSGA-II模拟出的最优水肥制度为灌水量和施肥量分别是336.93 m³·hm^-2和715.21 kg·hm^-2。最终对应的蛋白质含量、产量、水分利用效率和肥料偏生产率分别是21.36%、2 971.66 kg·hm^-2、8.76 kg·mm^-1·hm^-2和1.02。