灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)研究.pdf

1、為提高抗旱管理水平，減輕和降低干旱損失，保障社會(huì)穩(wěn)定、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使有限的水資源最大限度地發(fā)揮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)由被動(dòng)抗旱向主動(dòng)抗旱、科學(xué)抗旱轉(zhuǎn)變，由應(yīng)急抗旱向常規(guī)抗旱和長(zhǎng)期抗旱轉(zhuǎn)變，本文以灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)理論對(duì)灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入地研究。主要成果如下： (1)通過對(duì)灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)基本理論的研究，分析了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)“荷載

2、”為系統(tǒng)的需水量，“抗力”為系統(tǒng)的可供水量。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)，宏觀上包括致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體三方面。孕災(zāi)環(huán)境主要包括氣象因素、下墊面因素以及人類生活歷史因素；致災(zāi)因子包括自然致災(zāi)因子和人為致災(zāi)因子；承災(zāi)體主要為灌區(qū)農(nóng)作物。微觀上，它包括水資源供給子系統(tǒng)和需水子系統(tǒng)，二者相互作用，相互影響，相互聯(lián)系，形成一個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)、功能、特征的復(fù)雜體系。 (2)對(duì)灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)進(jìn)行了干旱風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)風(fēng)

3、險(xiǎn)涉及自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、工程、管理等多種風(fēng)險(xiǎn)因素，是復(fù)雜的系統(tǒng)問題，系統(tǒng)中的各類風(fēng)險(xiǎn)因素相互影響，各風(fēng)險(xiǎn)因素間的關(guān)系是串并聯(lián)的混合關(guān)系。按照風(fēng)險(xiǎn)來源，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分為自然風(fēng)險(xiǎn)和主觀風(fēng)險(xiǎn)，以自然風(fēng)險(xiǎn)的不可控性和破壞性更強(qiáng)。 (3)提出了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)模擬計(jì)算方法。根據(jù)遺傳算法計(jì)算速度快、精度高、廣泛適用性強(qiáng)和全局尋優(yōu)的特點(diǎn)，求解了皮爾遜Ⅲ型分布曲線參數(shù)。基于系統(tǒng)“荷載”和系統(tǒng)“抗力”具有一定相關(guān)性的特點(diǎn)，采用蒙特卡羅法對(duì)降

4、水序列進(jìn)行了模擬，建立降水量與需水量和可供水量的BP網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；計(jì)算各降水量條件下的農(nóng)業(yè)需水量和可供水量；為了減小或消除主觀風(fēng)險(xiǎn)對(duì)干旱風(fēng)險(xiǎn)的影響，對(duì)可供水量進(jìn)行合理配置；最后計(jì)算灌區(qū)供需系統(tǒng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率。 (4)分析了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立了干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。根據(jù)災(zāi)害學(xué)理論，提出了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)為供水虧缺指數(shù)、干旱強(qiáng)度指數(shù)和作物減產(chǎn)指數(shù)。基于各評(píng)價(jià)指標(biāo)與系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)概率P的正相關(guān)關(guān)系，采用L

5、ogistic評(píng)價(jià)模型確立了各指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)范圍，最后借鑒“水桶原理”。建立了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。 (5)采用上述方法，以煙臺(tái)市北邢家水庫(kù)灌區(qū)為例，進(jìn)行系統(tǒng)干旱風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、計(jì)算及評(píng)價(jià)。歷年灌區(qū)供需水系統(tǒng)發(fā)生干旱的風(fēng)險(xiǎn)為46.15％，從低到高各級(jí)干旱風(fēng)險(xiǎn)的概率依次為40％、17％、21％、17％和6％。由蒙特卡羅法模擬的降水序列到干旱風(fēng)險(xiǎn)為45.84％，五級(jí)干旱風(fēng)險(xiǎn)的概率依次為46％、10％、19％、12％和13