[发明专利]一种多层水资源管理的水量分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及水资源管理领域，具体地说是涉及一种基于多层水资源管理的水量分 配方法，该方法充分考虑了作物不同生长时期需水量，不同用水单元需水量对水资源分配 过程的影响，使得水更加精确地分配到用水单元，从而能够有效地提高区域水资源利用率， 尤其是农业水资源利用率。

背景技术

我国人均水资源占有量居世界第110位，被联合国列为13个贫水国之一（程国栋 等,2006），水资源的短缺已严重威胁着我国各区域经济发展和粮食安全（Feng,1999），特 别在以农业经济发展为主导的地区。我国耕地面积约为20.27亿亩，消耗了近70%的水资源 量。由于农业用水量巨大，引起农业用水与生态用水、工业用水冲突，造成生态环境恶化，地 下水位下降，为许多区域带来生态环境问题。传统的灌溉管理方法和高耗水型灌溉制度，造 成这些地区灌溉水利用率很低，快速的城市化过程更加激化了各用水部门之间的矛盾，严 重影响到这些地区的天然绿洲的需水及生存环境。在我国很多农业经济发展区域，依然以 大水漫灌为主要灌溉方式，已灌溉定额为主要灌溉依据，加之农民节水意识淡薄，造成水资 源浪费现象十分严重。因此，根据区域不同用水单元实际需水量和供水量的关系，精确分配 水资源量，是提高区域水资源利用率的有效途径。

我国水资源管理具有很强的多层行政管理和同级多部门协同管理的特点，且许多 地区，尤其是经济欠发达的区域，观测系统较落后，因此建立一种多层水资源管理的水量分 配方法，科学管理水资源，对于解决水资源匮乏的西北地区来说意义重大。

发明内容

基于上述，本发明的目的在于建立一种基于多层水资源管理的水量分配方法。该 方法主要根据不同作物不同生长时期的实际水资源消耗量来计算灌溉单元的需水量，然 后，根据渠道输水过程计算出每一级渠道（干渠、支渠、斗渠）渠口的引水量，其次，计算工 业、生活、生态需水量，最后，根据计算的水资源供需比，计算不同用水部门和用水单元的水 资源分配量。该方法不但能够支持多层水管理部门之间协调公平地实施水资源分配，还能 够对不同种植结构、水利工程建设和水政策情景做出快速的响应。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种多层水资源管理的水量分配方法，具体步骤是：

第一步：根据作物的种植结构，利用作物需水模型计算不同灌溉单元作物需水量，得到 不同时间段内作物的实际需水量；

第二步：根据渠道灌溉过程，利用渠道模型计算不同时间不同级别引水口处流量，最终 计算出总供水口处流量；

第三步：利用基于植被蒸腾与潜水位之间的关系的阿维里扬诺夫模型计算区域生态需 水量；

第四步：根据工业发展规模和生成制造耗水量以及水利用率，利用工业需水模型计算 区域不同时段的工业需水量；

第五步：根据区域人口规模、经济发展水平、人均收入以及水价，利用生活需水模型计 算不同时段不同区域的生活需水量；

第六步：根据地表水与地下水位，计算时段区域可供给总水资源量，扣除生活和工业刚 性需水量之后，计算农业供水比例；

第七步：根据可供水量，不同级别引水口流量，利用多层水分配模型可计算出多级引水 口供水量，田间供水量和区域生活供水量以及生态供水量。

本发明的优点：

（1）本发明公开了一种针对不同空间层次、不同管理部门之间水资源分配方法，该方法 主要根据不同作物不同生长时期的实际水资源消耗量来计算灌溉单元的需水量，然后，根 据渠道输水过程计算出每一级渠道（干渠、支渠、斗渠）渠口的引水量，其次，计算工业、生 活、生态需水量，最后，根据计算的水资源供需比，计算不同用水部门和用水单元的水资源 分配量。

（2）本发明公开了一种能够适应不同地域的农业水资源分配方法，该方法能够融 合不同地域的已有灌溉模式，水管理模式，并将其集成到该方法中，尤其适合干旱和半干旱 灌溉农业区域。基于该方法，可以实现不同层次的输水口水量的分配时间和分配量的计算。

（3）该方法在实施过程中，参数化过程简单，但计算精度高，尤其在观测站点稀疏 和经济欠发达地区更能发挥作用。

附图说明

图1多层水资源管理方法框架。

图2作物耗水模型的验证（张掖五星村）。