灌区水资源优化配置方法及应用

灌区水资源优化配置方法及应用

发表时间：2018-10-08T15:19:23.480Z 来源：《新材料.新装饰》2018年4月下作者：吴鹏飞毛朋

[导读] 在经济不断发展的今天，我国水资源需求和供给之间形成了矛盾，同时也使得我国的社会系统和生态环境系统受到了威胁，尤其是农业用水，水资源是有限的，对灌区水资源进行科学的优化配置

（1身份证：3729301987****1474；2身份证：4107211989****5034）

摘要：在经济不断发展的今天，我国水资源需求和供给之间形成了矛盾，同时也使得我国的社会系统和生态环境系统受到了威胁，尤其是农业用水，水资源是有限的，对灌区水资源进行科学的优化配置，获得更大的灌区效益已经成为人们关注的焦点。本文针对大型灌区的水资源优化配置与管理，提出改进的策略以及建议。

关键词：大型灌区；水资源；系统优化配置

前言：

在农业灌溉技术中，灌区水资源优化与管理是非常重要的一个方面，通过对灌区水资源的优化，可以使得灌溉效益得到最大化的提升。

1灌区水资源优化调度的基本理论

灌区水资源优化配置指的是在一有限灌区范围内，根据灌区的需水要求，遵循有效性和可持续性的原则，采用多种工程和非工程措施，依据市场经济发展的规律以及资源配置的要求，在保证供给需求、维护生态系统平衡和改善生态环境质量的前提下，将各种水资源在区域灌区用户进行人为配置。获得最大的效益是灌区水资源优化配置的主要目的，而水资源优化配置的最终目标就是水资源的可持续利用和实现社会的可持续发展，最终实现有限水资源社会、经济、生态环境相统一发展。

灌区水资源进行优化配置指的是在全面考虑水资源开发、利用、保护和防洪的基础上，通过水资源合理、科学的配制管理工作，提高水资源利用率，对各种形式的水资源利用工程论理的方法，建立符合实际的水资源优化配置模型，从而确定水资源配置的方案，对水资源加以科学分配，保证水资源和经济、生态环境能够协调发展，发挥水资源在各个系统中的资源价值。

2大型灌区水资源系统优化配置的理方法

2.1常规方法

所谓的常规方法，就是将灌溉净效益年值最大作为目标，建立非线性的规划模型，做出最优水量调配的计划安排。线性规划是一种静态规划，而非线性的规划则是用来解决约束条件中非线性方程的情况。经过多年的时间研究，这种模型在我国大型灌区渠系设计、作物比例设计以及水资源优化的实践中发挥了相当重要的作用，创造了十分可观的经济效益。

2.2动态规划

动态规划能够解决多个阶段的决策过程。在动态规划中，可以根据时间和空间的不同特点，将规划过程分为不同的阶段，并逐一求出其中最为优秀的决策。近年来，很多学着运用动态规划与其他规划方法结合的方法，解出了作物种植面积的比例问题。如今，动态规划更多的运用在作物优化灌溉制度当中，在限额灌溉的条件下，根据实验得到的模型，以最大产量作为目标，采用动态规划的方法得出灌溉水量在作物各生育期中最佳分配方案。而模型中的系数，可以根据实验并采用多元回归的方法求得。结合计算机，很容易就可以得到各个阶段最佳的灌水次数以及灌水量的关系式；在此之后，与充分供水的情况进行对照，还能够得到作物各个阶段对缺水的敏感情况。利用动态规划的方法，能够为灌区和研究水量的优化调配，以及合理利用资源提供基础。

2.3随机规划

我们知道，一个大型灌溉渠的灌溉规划中涉及到的因素是多种多样的。这其中包括灌溉区的自然特性、灌水的时间、施肥的时间以及可以利用的土地、机械和灌溉区域的管理水平等等。一般来讲，这些因素之间拥有相互的作用和影响，而这些相互作用往往带有不确定性。对于这个系统的规划，确定性的方法并不能够良好的进行适用。因此，随机规划方法应运而生。随机规划是对系统进行风险决策的一种优化技术。如今，随机规划拥有三种模型，这三种模型分别是：概率规划，机遇约束规划以及随机规划。而要运用随机规划，就要根据实际情况建立随机模型，可以人工生成足够长度的未来可能出现的灌溉用水系列，来满足灌溉区域水资源长远规划的需要。除此之外，概率规划还在推算洪水时得到了良好的应用。

2.4模糊优化

基于模糊理论发展而来的就资源配置中不确定因素的方法就是所谓的模糊优化。在灌溉区域中运用模糊优化，首先要确定个方案对于模糊概念的从属程度，也就是所谓的优属度。优属度最大的方案就会成为最佳的方案。在灌溉区域水资源优化配置单过程中，要确定作物的灌溉制度，由于作物生长期内的水分对于其的影响具有一定的模糊性，因此可以采用模糊优化的方式来进行设计。

2.2.5模拟技术

随着计算机的普及和应用，如今模拟技术已经成为了又一项非常重要的方法。利用计算机进行数值模拟，可以不受到模型的限制，也不用寻求物理量的相似关系，可以有针对性的建立真实的模型。模拟方法虽然不能给出最佳的解决方案，但能够提供出大量的信息。模拟方法有着很强的普适性，是今后作物灌溉重点研究的方法之一。

3水资源优化应用

3.1水资源中DSS的应用

在规划水资源的过程中，DSS发挥着关键的作用，DSS是决策支持系统。该系统包括了友好界面图形显示功能、多目标支持工具、数据管理系统、地理信息系统、专家系统、最优模型、以及传统的模拟、优化水资源技术。通过空间分布数据与计算机网络的飞速发展，DSS 技术的应用也越来越广泛，并有着日新月异的技术提升。在友好界面图形操作系统技术革命以及计算机软件系统的优化方面，更加体现出DSS系统不可代替的作用。

3.2水资源中GIS的应用

GIS技术在水资源中的应用诞生于上世纪的八十年代，最早在综合开发利用水资源方面得以运用。传统的应用仅仅在打印、显示图像、查询数据等基本功能方面发挥作用，但是通过后续高端研发，在水利工程管理、水利工程规划、水土保持、水环境、水资源规划等方面的

应用已经越来越广泛。在GIS技术的应用下，提高了综合规划设计水资源的科学性、从很大程度上结余了有关规划成本和人力物力，将流域水资源规划工作的效率显著提高了。

结束语

目前，水资源的开发利用已经与人类的生活密不可分，这就使得在水资源的利用和需求上产生了很多的矛盾，要针对这些问题进行有效的解决，就需要将解决方案建立在流域当中，并充分的考虑到流域或区域之间的关系。

参考文献

[1]鄂竟平副部长参加全国大型灌区建设与管理专题调研会[J].水利水电技术.2010（07）

[2]聂相田，邱林，周波，李博超，段春青.井渠结合灌区水资源多目标优化配置模型与应用[J].节水灌溉.2006（04）