旱情评估系统的模型及其实现

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1、旱情评估系统的模型及其实现旱情评估系统的模型及其实现叶少有,聂文华,陆俊(1.合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥230009;2.安徽省建筑工程质量监督站,安徽合肥230088)摘要:近年来,随着工农业生产的发展和人口的增多,水资源供需矛盾日益突出,旱情威胁也越来越大.因此,准确评估旱情,合理进行决策就显得更加重要,抗旱决策支持系统就是为了进行科学决策而建立起来的.该系统利用计算机网络,快速从各地收集各类数据,利用建立好的数学模型进行分析,得出旱情等级,并根据实际情况生成抗旱对策.关键词:抗旱}决策支

2、持系统;数据库中圈分类号:TV212.2;TP39文献标识码:A文章编号:1673—5781{2007)O4一O518一O3抗旱决策是一个涉及到多部门,多方面的复杂问题.近年来,随着工农业生产的发展,人口的增加和水污染的加重,水资源供需矛盾日益加重.因此,抗旱预案的科学性就显得更加重要.抗旱决策支持系统是为抗旱决策提供支持的计算机系统,它利用网络通讯收集各类信息,根据相关模型对受旱程度进行评估,并根据评估结果确定抗旱预案.整个系统由数据库,模型库,各功能子系统和人机交互界面组成.1系统的功能设计根据抗旱信

3、息系统的任务要求,系统应具有以下功能J:1.1系统的通讯服务功能(1)能与外部网络联系,取回降雨,气温,蒸发,水情等数据以及土壤墒情等信息,并能将系统评估结果向外界发布,可以与相关网站交换文本,图片等数据.(2)在内部各子系统之间,可以通过网络共享数据,相互交换处理结果,一个子系统可以调用另一个子系统的相关程序,以实现协同工作.1.2系统的数据管理功能(1)存储各类基础信息和实时信息,对信息的调用满足用户分析决策的要求,对抗旱信息可进行校核,分类,统计,检索及报表等管理.(2)为保证数据的共享性,提供开放

4、性的数据接口,适用多种应用程序和外部环境.收稿日期:2007—03—08;修改日期:2007—06—18作者简介:叶少有(1955一),男,安徽舒城人,合肥工业大学副教授.518'工程与毫设'2007年第21卷第4期1.3旱情监视功能(1)以循环方式显示云图,雨量图及旱情分布图等.(2)实时显示接收到的新信息,各种报表和相关文件.1.4旱情分析功能依据数据管理系统提供的各类数据,分析受旱范围和受旱程度,拟定抗旱减灾对策,分析内容包括:根据气象信息进行气象干旱分析;根据墒情信息进行土壤干旱分析;水文干旱分析

5、.利用上述分析结果,进行受旱范围,受旱程度综合分析和灾情评估,拟定各种抗旱减灾对策[2].2旱情评估模型2.1旱情评估模型旱情评估的主要模型为干旱指标K(￡)一可供水量(￡)/需水量(￡)(1)其中:t为时序,以旬为单位;需水量(￡)为第t旬当地农业灌溉需水量,工业需水量,城市生活需水量及农村人畜需水量之和;可供水量(￡)为第t旬当地水库蓄水量,降雨量和水工工程供水能力的函数.按照《安徽水旱灾害》的旱情等级确定方法,当K值小于0.25时属特旱等级;当K值在0.26～0.45之间时属重旱等级;当K值在0.4

6、6～0.8O之间时属轻旱等级;当K值大于0.81时属基本不旱等级.旱情评估的辅助模型为干燥度指标g(￡)一蒸发量(￡)/降雨量(￡)(2)其中,t为时序,以旬为单位;蒸发量(￡)为第t旬当地蒸发量;降雨量(￡)为第t旬当地降雨量,按照《安徽水旱灾害》一书中的旱情等级确定方法;当g值大于2.0时属特旱等级;当g值在1.5～2.0之间时属重旱等级;当g值在1.2～1.5之间时属轻旱等级;当g值小于1.2时属基本不旱等级L3J.2.2模型的各项计算方法(1)确定分区,在行政分区的基础上,结合各灌区系统和下垫面情

7、况确定.对每个分区独立计算,计算结果合成全区的评价结果.(2)需水量计算.根据各区农业种植结构及其各生长期的需水定额等资料,确定农业需水量;根据各区年工业产值的万元产值需水量确定工业需水量;根据各区各年人口及每人需水量确定生活需水量;根据生态环境要求确定各区环境需水量,可取以上需水量的某种比例来确定].(3)供水量的计算.第i区第t旬的可供水量可用如下递推方程计算,即t蝤(￡)一t蝤i(￡一1)+b(￡)(￡)+wy(￡)一wg(￡)(3)其中,(￡)为第i区第t旬的可供水量,第1旬的供水量可通过统计水库

8、/塘坝水资源量,河川水资源量和地下水资源量等获取,以各旬的可供水量利用该方程进行递推计算得到;P(￡)为第i区第t旬的降水量,可根据历年第i区的旬降水量资料建立时间序列分析模型来预测;bi(￡)为相应于P(￡)的径流系数;(￡)为第i区第t旬的调入水量;wg.(￡)为第i区第t旬的调出水量[4].2.3抗旱预案和抗旱对策依据不同时段的旱情评估等级的结果,和当前对内水分配和外水调度的抗旱指挥调度工作方式,决定3级抗旱预案形式:一