[发明专利]一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法

说明书

本发明公开了一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，以区域“生态‑水‑经济”的均衡发展为目标，建立目标函数；采集区域水资源基本信息数据，通过迭代运算初步确定水资源配置结果；然后通过外层以流域分区为单元的耗水总量、水生态平衡调控，中层以行政分区为单元的用水总量、水土平衡调控，内层以计算分区为单元的水盐、水量平衡调控，获得最优水资源配置结果。本发明采用三层空间尺度优化计算求解，实现了内陆干旱区水资源在流域分区层面、行政分区层面和计算分区层面的耗水总量、水生态、用水总量、水土、水盐、水量“六大”平衡调控的多维均衡配置。

技术领域

本发明属于水资源配置技术领域，具体涉及一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法。

背景技术

我国内陆干旱区地处E73°39′～E106°35′，N34°18′～N47°19′之间，主要分布在新疆、甘肃、宁夏、青海和内蒙等省区，总面积为336.23万km²，约占全国土地面积的1/3，而地表水资源和地下水资源分别仅占全国的3.3％和5.5％，10％的绿洲资源养育了85％的人口和93％的GDP产出。该区域作为丝绸之路经济带核心区，战略地位重要，然而水资源短缺、生态环境问题严峻一直是制约内陆干旱区经济和社会发展的瓶颈。内陆干旱区水资源系统独特，高山冰川—山地涵养林—平原绿洲—河流尾闾湖泊构成的内陆水文系统和相伴而生的生态系统，在全球气候变化和日益增强的人类活动影响下，区域的冰川融水、降水径流、蒸散发等水循环要素必然发生显著变化，使得水资源与土地资源、粮食生产、能源生产使用、植被生态及生态系统服务等之间的关联特征也将发生变化，水资源安全与能源安全、粮食安全、生态安全之间的相互耦合与作用进一步趋向复杂、不确定性增加。因此，寻找内陆干旱区水资源合理的开发利用方式或配置方式是支撑丝绸之路经济带水资源安全急需解决的关键科学和技术问题。

针对水资源配置问题，国内外很多学者从不同的角度进行了探讨研究。但目前内陆干旱区水资源配置多以水循环与生态演变的若干要素为基础，未将二元水循环与内陆干旱区生态系统相互作用关系的机理研究深入到水资源配置模型中，且不能满足内陆干旱区水资源多维均衡调控实践需求以及不同水资源开发利用过程对内陆干旱区生态系统的响应问题难以进行动态过程的模拟。内陆干旱区的水资源优化配置研究，大多缺乏系统全面的宏观、中观与微观层面上可量化的生态保护指标阈值研究，尚不能满足干旱区生态良性发展的整体调控实践需求。

发明内容

本发明的目的是实现内陆干旱区水资源耗水总量、水生态、用水总量、水土、水量和水盐“六大”平衡调控的多维均衡配置。

为实现上述目的，本发明提供了一种面向内陆干旱区的水资源多维均衡配置方法，该方法包括以下步骤：

S1.以区域“生态-水-经济”的均衡发展为目标，建立目标函数；

S2.输入流域分区模型关键参数、行政分区模型关键参数、计算分区模型关键参数，进行流域分区-行政分区-计算分区协调、迭代运算，确定第i次水资源配置结果；

其中，i为迭代次数，i＝1，2，…，n；

S3.以流域分区为单元，判断耗水总量是否满足耗水平衡约束条件，若满足则转入S4；若不满足则采取调整措施后，再次执行步骤S2所述的输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1；

S4.以流域分区为单元，判断生态环境用水分配比例、地下水开采量是否满足水生态平衡约束条件，若满足则转入S5；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入流域分区模型关键参数，并置i＝i+1，若仍不满足则继续采取调整措施后，转入S2再次进行流域分区-行政分区-计算分区协调，并置i＝i+1；

S5.以行政分区为单元，判断是否满足用水总量平衡约束条件，若满足则转入S6；若不满足则采取调整措施后，转入S2重新输入行政分区模型关键参数，并置i＝i+1；