引黃灌區(qū)水資源優(yōu)化研究

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1、插圖清單圖1．1位山灌區(qū)工程平面布置圖??????????????????4圖1．2聊城古河道帶及其兩側(cè)淺層淡水雙層結(jié)構(gòu)圖??????????8圖3．1目標(biāo)與資源的隸屬函數(shù)展開(kāi)?????????????????38圖4．1位山灌區(qū)井灌、渠灌、井渠結(jié)合區(qū)域劃分???????????47附表清單表1．1位山灌區(qū)地表蓄水能力計(jì)算表????????????????6表1．2黃河孫口站19701992年逐月流量、徑流量分析成果表?????6表1．3孫口站各月平均含沙量表???????????????????6表1．4多年平均黃河來(lái)水各引

2、水期位山閘可引水量計(jì)算成果表??????7表1．5位山灌區(qū)淺層地下水開(kāi)采條件分類面積表????????????8表1．6灌區(qū)內(nèi)各縣市區(qū)占地面積情況表????????????????8表2．1作物產(chǎn)量反映系數(shù)表?????????????????????14表2．2提水費(fèi)用系數(shù)及灌溉水有效利用系數(shù)表?????????????16表2．3典型年逐日降水量表?????????????????????23表2．4有效降雨量及作物需水量表??????????????????24表2．5作物有效降雨利用量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)?????·????????

3、???一25表2．6位山灌區(qū)有效降雨量成果表??????????????????25表2．7灌區(qū)可利用地下水量計(jì)算表??????????????????27表2．8作物需灌水量計(jì)算表?????????????????????32表2．9線性規(guī)劃系數(shù)計(jì)算表?????????????????????33表2．10上機(jī)調(diào)試成果表???????????????????????35表3．1模糊線性規(guī)劃系數(shù)表?????????????????????42引黃灌區(qū)水資源優(yōu)化研究前舌山東省有效灌溉面積7208力-畝，其中引黃灌溉面積占全省耕地

4、面積40％左右，年引水70億／113。該省自50年代初開(kāi)始引用黃河水，已建成引黃灌區(qū)71處，設(shè)計(jì)灌溉面積2802．56萬(wàn)畝，有效灌溉面積1688．33萬(wàn)畝。進(jìn)入80年代，黃河來(lái)水逐年減少，加之沿黃地區(qū)持續(xù)干早，沿黃水資源供需矛盾同益加劇。一方面引黃灌區(qū)下游缺水，另一方面上游對(duì)黃河水依賴心理較重，地下水利用率低。魯西、魯北地下水可開(kāi)采量39．4億m3，而目前僅開(kāi)采約16億m3。沿黃地區(qū)的狹長(zhǎng)地帶，地下水埋深僅為2—3m'淺層地下水非常豐富，汛期時(shí)常出現(xiàn)澇漬化。引黃灌區(qū)下游及邊遠(yuǎn)地區(qū)的井灌區(qū)，由于缺乏黃河水補(bǔ)源，地下水位不斷下降，

5、生態(tài)環(huán)境惡化。因此，引黃灌區(qū)地表水、地下水聯(lián)合運(yùn)用，以及在空j、日J(rèn)和時(shí)間上的合理調(diào)度，已成為引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水重要任務(wù)。實(shí)行井渠結(jié)合，可以積極開(kāi)發(fā)地表水資源，合理開(kāi)采地下水，將地下水位控制在作物生長(zhǎng)最佳臨界水位以下，實(shí)現(xiàn)水資源合理配置。應(yīng)用系統(tǒng)分析方法研究水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理等問(wèn)題起始于60年代初期。1962年哈佛大學(xué)的MAASS等人把系統(tǒng)分析引入水資源規(guī)劃，做了某些基本的應(yīng)用嘗試。70年代以后，美國(guó)的麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)等許多學(xué)校和工程師兵團(tuán)等工程單位用系統(tǒng)分析方法解決了水資源規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面的諸多問(wèn)題。前蘇聯(lián)、加拿大、

6、英、法等國(guó)也都先后開(kāi)始用系統(tǒng)方法分析研究水資源，埃及把系統(tǒng)分析用于灌溉規(guī)劃。我國(guó)早在60年代，水科院水文研究所用系統(tǒng)分析方法對(duì)水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度就進(jìn)行了研究。到70年代后期，開(kāi)始廣泛應(yīng)用系統(tǒng)分析方法研究解決水資源問(wèn)題。模糊數(shù)學(xué)是從60年代發(fā)展起來(lái)的一門嶄新的數(shù)學(xué)分枝。自從1970年，Bellman和Zadeh提出模糊決策的概念之后，模糊優(yōu)化就一直是一個(gè)引人注目的研究領(lǐng)域。在這個(gè)領(lǐng)域中發(fā)展的較為成熟的是模糊線性規(guī)劃，特別是用以求解模糊線性規(guī)劃的容差法(ToleranceApproach)，不僅理論上比較完備，在實(shí)際模糊決策中也獲得了

7、廣泛應(yīng)用。目前，美國(guó)、歐洲的許多學(xué)者都在從事模糊優(yōu)化的研究工作。我國(guó)科研人員，特別值得一提的是臺(tái)灣的科研人員也在積極開(kāi)展這項(xiàng)研究。我國(guó)近幾年在這方面發(fā)展較快，已經(jīng)把系統(tǒng)分析應(yīng)用到灌溉排水、地表水和地下水聯(lián)合調(diào)度等方面，并有很多成功的經(jīng)驗(yàn)。業(yè)已證明，系統(tǒng)工程方法和模糊數(shù)學(xué)理論的融入，是解決灌區(qū)用水管理問(wèn)題十分有效的途徑。位山引黃灌區(qū)位于山東省西部聊城市，是黃河下游最大的引黃灌區(qū)，渠首設(shè)計(jì)引水能力240m3／s，設(shè)計(jì)灌溉面積540力I畝。灌區(qū)可利用水源主要有降水、黃河水、地下水、地表徑流、衛(wèi)運(yùn)河等。位山灌區(qū)地處山東省沿黃中部地區(qū)，

8、且控制面積最大。因此，選擇位山引黃灌區(qū)進(jìn)行水資源優(yōu)化研究，既有代表性，也便于在全省推廣擴(kuò)展。本課題針對(duì)目前灌區(qū)在水資源開(kāi)發(fā)利用，特別是地下水開(kāi)采不合理現(xiàn)象，從下述幾個(gè)方面進(jìn)行分析論證，以期得出對(duì)全省灌區(qū)宏觀管理具有指導(dǎo)意義的研究成果。1、黃河水和地下水的最優(yōu)利用量，即在一定的