[发明专利]考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源调控方法

说明书

本发明提供一种考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源调控方法，构建了对于不同地区地下水资源利用量的指标评价体系，通过对指标体系的综合评估确定各个地区地下水开采量对于农业地下供水量的贡献率，将得到的贡献率值输入到水‑粮‑能调控模型中，从而得到经济‑资源‑能源之间的最佳权衡，在保证地区发展的基础上对地下水的开采和使用进行了有利保护。本发明考虑了地表水和地下水在输水过程中能量的消耗，通过地下水平衡模型量化地下水开采量模型，并考虑了不同气候变化条件下温度和降水量的变化对地下水评价体系的影响。

技术领域

本发明创造属于农业水管理技术领域，尤其涉及一种考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源调控方法。

背景技术

农灌区利用地表水和地下水需要通过机械设备从水源地抽取水资源到管道中，再通过管道输送到农灌区，这一过程需要消耗很多的能量。一方面农业地下水的灌溉伴随着能量的消耗，降低地下水的开采对于能源的节约有一定的积极意义；另一方面农业灌溉用水紧缺，地下水资源的管理会对当地农业经济发展速度的提升有着明显抑制。以往绝大多数的农业水资源配置仅仅考虑对地表和地下水资源存量的优化分配，很少探索在水资源输送过程中能量消耗的影响。通过加强农业地下水的合理利用，从而缓解农业水资源供需矛盾、降低农业能源的消耗和提升农业经济效益成为发展农业可持续循环的重要方案。因此，亟需考虑对农业地下水资源保护性的开发利用，发明一种考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源节能高效调控方法。

发明内容

本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提供一种考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源调控方法，构建了对于不同地区地下水资源利用量的指标评价体系，通过对指标体系的综合评估确定各个地区地下水开采量对于农业地下供水量的贡献率，将得到的贡献率值输入到水-粮-能调控模型中，从而得到经济-资源-能源之间的最佳权衡，在保证地区发展的基础上对地下水的开采和使用进行了有利保护。

本发明创造的技术方案是这样的：

考虑气候变化对地下水环境影响的灌区水资源调控方法，包含如下步骤：

S1：基础数据收集：气象水文数据包括有效降雨量、灌溉水利用系数、作物需水量；社会经济数据包括作物价格、种植成本、灌溉面积、作物水分生产力、以及单位面积的化肥、农药、农机、农膜用量、沿程水头损失、单位管长水头损失、计算管段的长度、管粗糙率、管段流量、管段流量、地下水埋深、泵站效率、沿途损失；环境数据包括地下水现存水量、降雨补给地下水量、地表水补给地下水量、水汽凝结量、地下水蒸发量、地表水携带地下水流出量、年水位变幅、含水层介质、地形坡度、包气带介质、含水层渗透系数；

S2：构建作物的经济效益函数，量化收获的作物售卖所得效益减去种植过程中的成本花费，得到最终的净经济效益；其中，经济效益函数为：

maxF_NB＝max(R-C_cos)

F_NB是净收益的目标函数，元；R是作物收益，元；C_cos是作物种植成本，元。

式中，PC_k是农作物k价格，元/kg；YA_ik是灌区i中作物k的单位面积产量，kg/hm²；A_ik是k作物在i灌区的种植面积，hm²。

C_cos＝ECF+WCF