灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險研究.pdf

1、為提高抗旱管理水平，減輕和降低干旱損失，保障社會穩(wěn)定、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使有限的水資源最大限度地發(fā)揮社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，實現(xiàn)由被動抗旱向主動抗旱、科學(xué)抗旱轉(zhuǎn)變，由應(yīng)急抗旱向常規(guī)抗旱和長期抗旱轉(zhuǎn)變，本文以灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)為研究對象，運(yùn)用風(fēng)險理論對灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險進(jìn)行了深入地研究。主要成果如下： (1)通過對灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險基本理論的研究，分析了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險結(jié)構(gòu)。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險“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，形成一個具有一定結(jié)構(gòu)、功能、特征的復(fù)雜體系。 (2)對灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)進(jìn)行了干旱風(fēng)險識別。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)風(fēng)

3、險涉及自然、社會、經(jīng)濟(jì)、工程、管理等多種風(fēng)險因素，是復(fù)雜的系統(tǒng)問題，系統(tǒng)中的各類風(fēng)險因素相互影響，各風(fēng)險因素間的關(guān)系是串并聯(lián)的混合關(guān)系。按照風(fēng)險來源，系統(tǒng)風(fēng)險分為自然風(fēng)險和主觀風(fēng)險，以自然風(fēng)險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)險模擬計算方法。根據(jù)遺傳算法計算速度快、精度高、廣泛適用性強(qiáng)和全局尋優(yōu)的特點，求解了皮爾遜Ⅲ型分布曲線參數(shù)?；谙到y(tǒng)“荷載”和系統(tǒng)“抗力”具有一定相關(guān)性的特點，采用蒙特卡羅法對降

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)險對干旱風(fēng)險的影響，對可供水量進(jìn)行合理配置；最后計算灌區(qū)供需系統(tǒng)的干旱風(fēng)險概率。 (4)分析了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風(fēng)險評價指標(biāo)，建立了干旱風(fēng)險評價模型。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)險評價指標(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)?；诟髟u價指標(biāo)與系統(tǒng)干旱風(fēng)險概率P的正相關(guān)關(guān)系，采用L

5、ogistic評價模型確立了各指標(biāo)的風(fēng)險等級評價范圍，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)險評價模型。 (5)采用上述方法，以煙臺市北邢家水庫灌區(qū)為例，進(jìn)行系統(tǒng)干旱風(fēng)險識別、計算及評價。歷年灌區(qū)供需水系統(tǒng)發(fā)生干旱的風(fēng)險為46.15％，從低到高各級干旱風(fēng)險的概率依次為40％、17％、21％、17％和6％。由蒙特卡羅法模擬的降水序列到干旱風(fēng)險為45.84％，五級干旱風(fēng)險的概率依次為46％、10％、19％、12％和13