面向生态的阿拉尔灌区水资源优化配置研究

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1、分类号：密级：公开学号：2015200905单位代码：10759石河子大学硕士学位论文面向生态的阿拉尔灌区水资源优化配置研究学位申请人彭飞指导教师何新林教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称水利工程、水文学及水资源研究方向水资源优化配置所在学院水利建筑工程学院中国·新疆·石河子2018年06月StudyonOptimalAllocationofWaterResourcesOrientedEcologyintheAlarIrrigationDistrictADissertationSubmitte

2、dtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByPengfei(HydrologyandWaterResources)DissertationSupervisor:Prof.HeXin-linJune,2018摘要水资源是维持人类生存和支撑经济社会发展不可替代的基础性物质资源，是一切可持续发展的基本保障。塔里木河流域位于我国西北干旱地区，其水资源的短缺及水资源使用不

3、合理问题较为突出，此外，塔河上游地区大力发展农业，且种植规模不合理，使农业部门大量抢占生态系统水量，促使生态系统退化，严重影响了经济社会的可持续发展。面向生态的水资源优化配置研究，可合理地进行干旱地区水资源的分配，有利于实现生态环境的稳定以及经济社会的可持续发展。本文以阿拉尔灌区为研究区域，建立生态需水量化方法，计算区域生态需水量，并构建了面向生态的多目标水资源优化配置模型，对合理分配研究区水资源的问题进行研究。论文主要研究内容及研究成果如下：（1）按照生态系统需水空间分界情况将研究区生态需水进行分

4、类，采用Tennant法、差值法、面积定额法及潜水蒸发法分别计算出研究区2015年河道（流）生态需水量、湖泊生态需水量、城镇绿地生态需水量、人工防护林生态需水量、荒漠植被生态需水量，最终求得研究区规划生态需水量3为5.22亿m，为供需水平衡分析及水资源优化配置提供数据支持。（2）对研究区供需水进行分类，采用典型年法、定额法、万元增加值需水量法、单位面积需水量法计算研究区2015年供水总量及需水总量并预测其2030年在25%、50%、75%来水频率下各供水量及需水量，进行供需水平衡分析，得出研究区缺水

5、量，证明了研究区进行水资源优化配置的必要性。（3）按照生态平衡原则、有效性原则、公平性原则和可持续性原则，建立了以区域缺水量最小为生态目标、区域总经济收益最大为经济目标、区域人均粮食占有量最大为社会目标的多目标水资源优化配置模型，采用MATLAB软件编程并运用其自带工具箱求解，得到研究区2015年和2030年在25%、50%、75%来水频率下的作物最优种植面积及最优配水方案，与配置前相比，优化配置后研究区2015年和2030年（不同来水频率）作物种植规模减小，其中高耗水作物减少，生产配水减少，生态需

6、水得到保证，有利于解决生产部门严重挤占生态系统水量的问题，保证研究区生态环境的稳定及经济社会的可持续发展，分析了优化配置后水资源利用单方水效益，证明了优化配置的合理性，此外，通过对比单方水效益增大百分比，分析出模型针对研究区平水年优化效果最好。关键词：生态需水；优化配置；多目标；阿拉尔灌区IAbstractWaterresourcesarebasicmaterialresourceswhichcanmaintainhumansurvivalandsupportthedevelopmentofecon

7、omicandsocialdevelopment.Itisthebasicguaranteeforallsustainabledevelopment.TheTarimRiverBasinislocatedinaridandsemi-aridregionsofNorthwestofourcountry.Theproblemsofshortageandirrationaluseofwaterresourceswerecomparativelyoutstandingintheregion.Eventhea

8、griculturewasvigorouslydevelopedandtheplantingscalewasunreasonable,andtheecologicalwaterrequirementwasoccupiedbyeconomicalwaterutilization,whichcausedtheecosystemdegradationandseriouslyaffectedthesustainabledevelopmentofeconomyandsociet