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1、第24卷第2期水利水电科技进展2004年4月基于生活、生产和生态环境用水的水资源配置模型11122尹明万,谢新民,王浩,张海亮,贾守喜(1.中国水利水电科学研究院,北京100044;2.河南省安阳市水利局,河南安阳455000)摘要:从实际需要出发探讨并给出了水资源系统及水资源配置模型的基本概念和定义;研究了水资源系统网络图的绘制方法;给出了用该图概化和表示系统中的需水、水源、工程以及水的运动等复杂关系的方法;从时间结构和空间结构两个方面介绍了全面考虑生活用水、生产用水和生态环境用水要求的、系统反映各种水源及工程供水特
2、点的水资源配置模型的建模思路和技巧,给出了模型的基本任务和主要约束方程.该模型在河南省安阳市水资源可持续利用综合规划中进行了实际应用,推荐的配置方案合理,计算速度很快.该模型可以应用于大型复杂水资源系统.关键词:水资源系统;水资源配置模型;可持续利用;安阳市中图分类号:TV213.4文献标识码:A文章编号:10067647(2004)02000504当前国际上水资源系统规划的发展趋势,一是1.1.2水资源配置模型的定义对水资源系统结构、供求关系的描述更深入和具体,本文对水资源配置模型的定义是:针对以供
3、水更多地采用水文长系列分析方法;二是从区域社会、为主要目的的水资源系统,以系统分析理论、运筹学经济、环境及生态持续发展的动态角度研究水资源方法、知识规则、逻辑推理等为技术基础,对各种工[1]工程布局与供需平衡.自20世纪80年代初以来,程措施和非工程措施进行适当组合和合理的联合调我国开展了一系列大型水资源项目,有力地推动了度运用,以追求系统整体的可持续利用功能最优为水资源系统分析理论方法和模型技术的发展和应目标的计算机模型.用.这些项目所建立的复杂水资源配置模型,主要研该定义有几个要点:首先,水资源配置模型是计究的是如何满足
4、生活、生产需水要求,没有同时考虑算机模型而不是物理模型,其主要用途是合理地安排[2~6]生活、生产和生态环境的需水要求.和调度水资源开发利用的工程措施和非工程措施,配本文模型是在中国水利水电科学研究院研制的置水资源,使水资源系统的可持续利用功能最优.第水资源配置模型(它反映的因素相对比较全面,在我二,分析的问题可以是规划阶段的问题,其重点是进国应用最广泛)的基础上改进的,全面考虑了生活、行多种水利工程措施和非工程措施组合方案的分析生产和生态环境的需水要求.比较,推荐出合理的水利工程布局;也可以是运行管理阶段的问题,其重点是在
5、已有水资源系统条件下合1水资源配置模型的基本概念及水资源系统网络图理地调度各种水源和工程使其发挥最大效益.第三,1.1水资源系统及水资源配置模型的概念对水资源系统整体的可持续利用功能最优为目标1.1.1水资源系统的定义要广义地理解,充分体现实际需要和现实可行性.中国资源百科全书(2000年)对水资源系统1.2水资源系统概化及系统网络图的定义是:在一定区域内由可为人类利用的各种形建立水资源配置模型需要先对实际水资源系统态的水所构成的统一体.显然这一定义是局限于水进行抽象和概化,并绘制系统网络图.水资源配置模的范
6、畴定义的.本文从实际需要出发,给出水资源系型可概化由五部分构成:基本物理元素(集合);统的如下定义:在一定区域内由可为人类及生态环各物理元素量度数据(参数及变量);物理元素境利用的各种形态的水以及与水存在、运动、演变有之间的相互关系(约束条件)和系统协调准则(调度关的物体和社会所构成的系统.规则和目标函数);解决问题的方法;各物理元基金项目:国家基础研究重大项目(973计划)基金资助项目(G1999043602);河南省水资源综合规划试点项目(安阳市9981601)作者简介:尹明万(1959),男,四川达县人
7、,高级工程师,主要从事水资源系统分析研究.5素在此基础上所处的状态(结果).各种参数等.水资源系统中各类物理元素(水库工程、拦河在结果分析上包括了各系统元素的水平衡分闸、引水工程或扬水站、水资源计算单元、河渠道交析、系统内各分区的供水能力及供水量分析、供水效汇点等)概化为节点,各结点间通过线段(河道或渠益分析、水源利用情况、弃水情况、污水排放情况、工道等)连接,形成水资源系统概化网络图.在平面上程分水情况、河流与渠道过流情况、河道水质状况、不方便表示地下水库,则假定每个计算单元都有一系统发电量等,并对各模拟计算方案进行综
8、合分析个地下水库,统一不在网络图中标出.如果某单元实比较,寻找出合理可行的规划方案.际上没有地下水,则可令其地下水库的库容和水量在软件实现方面,采用GAMS语言编制分析计为零.水资源配置系统方案的生成以及对每一方案算核心模块,采用Foxpro语言编制用户界面以及实的详细供需平衡分析及流域水
