第26卷第8期2011年8月

自然资源学报

JOURNALOFNATURALRESOURCES

Vol.26No.8Aug．，2011

基于水资源转化模拟的石羊河流域水资源优化配置

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史银军，粟晓玲，徐万林，南彩艳，杨雪菲

（西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西杨凌712100）

摘要：流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础。针对内陆河流域水资源多建立以水资源转化过程为基础的流域水资源优化配置模型。按水力联次转化多次利用的特点，

系将内陆河流域系统分为独立的子系统。按水资源转化特点和用水格局将各独立水系统分渠灌区、井灌区和渠井混灌区三个一级计算单元，每个一级计算单元由若干灌区（二级计算单元）组成。运用水均衡模型和BP人工神经网络模型模拟一级计算单元间的水资源转化过程，分别模拟井灌区和渠井混灌区的来水量。建立一级计算单元和二级计算单元两层水资源优化模型，分别以灌溉用水效益最大和公平用水为配置目标。将一级计算单元的优化模型耦合到水资源

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转化模拟模型中。凉州区配置水量10.68×10m，金川区为2.63×10m，流域农业灌溉用水

16.64×108m3，占总毛用水量的75%，相比现状有大幅下降。分别采用模拟寻优和遗传算法求解两层优化模型，将水量分配到灌区，进而分配到行政区，实现水资源的流域配置和行政区配置便于水资源统一管理。的统一，关

键

词：流域水资源配置实现；水均衡模型；BP人工神经网络模型；石羊河流域

文献标志码：A

文章编号：1000－3037（2011）08－1423－12

中图分类号：TV213.9

大规模的人类活动不断改变着天然的水循环过程，使得流域水循环变为天然和人类活

［1］

动双重作用下的二元水循环模式。流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础

［2］

，因此水资源配置必须紧密结合流域水资源的转化过程。目前，已有学者探讨了

［3-4］

，考虑水资源转化过程的水资源配置研究还不多见。王浩等提出“二元二元水循环模式

水循环”理论，并耦合分布式水文模型、水资源合理配置模型、多目标决策分析模型开发了

［5］［6-7］

“天然－人工”。魏传江根据二元水循环模型，应用于三川河、海河等流域水资源管理

径流过程和需水过程的特点，论述了水资源配置系统分流域二元水循环模式和耗水平衡原理、

［8］

析的思路和方法。裴源生等以二元水循环为理论框架，提出应用于西北干旱区的水资源实

［9］

时调度模式。中国内陆河流域地表水和地下水的多次相互转化，使得流域水资源多次重复

上中游用水影响中下游来水，进而影响下游用水。考虑水资源转化模拟的内陆河流域水利用，

资源配置，能更好地反映流域用水实际，对解决内陆河流域的用水矛盾有重要意义。石羊河流域是甘肃河西走廊三大内陆河流域之一，水资源短缺，生态环境脆弱。本文基运用水量平衡原理和BP人工神经网络方法模拟流域水资源转化过程，于二元水循环理论，

收稿日期：2010－10－24；修订日期：2011－03－30。

基金项目：国家自然科学基金（50879071）；水利部公益性行业科研专项（200801104）；西北农林科技大学青年学术骨干支持计划资助项目。

mail：第一作者简介：史银军（1985－），男，甘肃天水人，硕士生，主要从事水资源合理配置方面的研究工作。E-shiyinjun10000@163．com

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通信作者简介：粟晓玲（1968－），女，四川开江县人，教授，博士，主要从事水资源规划与管理方面的教学与科

mail：suxiaoling17@126．com研工作。E-