水資源開發利用現狀與優化配置淺析

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摘要：為實現水資源可持續利用，社會經濟與資源、生態的協調發展，水資源優化配置的重要性逐漸凸顯，本文圍繞昭魯壩區水資源的開發利用現狀展開分析，并探討了相關優化配置措施，以期可供參考。

關鍵詞：水資源；開發利用；優化配置；昭魯壩區

1研究區概況

規劃區行政區劃涉及昭通市昭陽區、魯甸縣，地理位置介于東經103°18′～103°54′，北緯27°30′～27°44′之間。規劃區屬金沙江下段水系的橫江流域和牛欄江流域，區內主要河流為流向北東的灑漁河（上部稱龍樹河）、北流的昭魯河、南流的冷水河和小寨河（沙壩河），均為金沙江右岸二級支流，除小寨河注入牛欄江外，其余均注入橫江支流，其中牛欄江流域主要分布在魯甸縣境內，而昭陽區境內均屬于橫江流域［1］。

2水資源開發利用現狀

2．1現狀供用水量

2．1．1供水量2019年全市總供水量為10．4492億m3。其中，地表水源供水量10．2300億m3，地下水源供水量0．1988億m3，其他水源（非常規水源）供水量0．0204億m3。2．1．2用水量2019年昭通市河道外總用水量10．4546億m3其中，農業灌溉用水量5．1030億m3，占總用水量的48．8％；林牧漁畜用水量0．9449億m3，占總用水量的9．0％；工業用水量1．2910億m3，占總用水量的12．3％；城鎮公共用水量0．6117億m3，占總用水量的5．9％；居民生活用水量2．1190億m3，占總用水量的20．3％；生態環境補水量0．3850億m3，占總用水量的3．7％。2019年用水消耗量為6．5112億m3。其中，農業灌溉用水消耗量4．3540億m3，工業用水消耗量0．5162億m3，生活用水消耗量1．2560億m3，生態環境用水消耗量0．3850億m3。全市綜合耗水率62．3％。

2．2水量平衡分析

2019年全市水資源量110．4億m3，比多年平均偏少13．7％。入境水量471．8億m3，出境水量575．7億m3，總耗水量6．5億m3。2．3水資源開發利用現狀2019年水資源量的時空分布不均勻，全市主要江河汛期（5—10月）徑流占年徑流的20．8％～71．3％，主汛期（6—9月）徑流占年徑流的10．7％～58．8％。降水量呈現由北向南、由高山向河谷減少趨勢。受高原季風及特殊自然地理氣候的影響，枯季少雨，旱災嚴重；雨季水多，單點暴雨頻繁，局部洪澇災害突出［2－4］。2019年全市水資源量110．4億m3，每平方公里產水量為49．20萬m3，人均占有水資源量為1955m3。鹽津縣人均水資源量最多為3205m3，昭陽區人均水資源量最少為700m3。

3昭魯壩區水資源優化配置措施分析

3．1水資源配置規劃總體布局

以漁洞水庫南北干渠為主軸線，以永豐、段家石橋、黑石羅、月亮灣等中型水庫為支撐，其余小型水庫為補充，以農業高效節水工程為先導，加大利用再生水工程，以維護河流生態健康為目標，通過水資源合理配置和優化調度，構建“河庫連通、多源互補、清水循環、人水和諧”的昭魯壩區生態水網工程格局。根據昭魯壩區生態水網總體布局，昭魯水網建設新增中小型水庫工程4件，水系連通工程2件，灌區工程3件，水源地保護工程1件，再生水利用工程2件。高效節水灌溉工程新增灌溉面積8513hm2。新建水庫工程主要特性如下表1所示。

3．2水資源優化模型架構

本研究基于二元水循環的理論及調控體系，開發了區域水資源優化配置模擬模型（WaterAllo－cationandSimulationModel，簡稱WAS模型），見圖1，該模型可分解為五大模塊，包括水循環模擬模塊、蒸發計算模塊、水資源配置模塊、再生水模塊、行業理論用水模塊、統計分析模塊。模型的運算過程如下：通過水循環模塊模擬區域水資源變化，運用配置策略及規則進行水資源優化配置的計算，同時將人工取－用－耗－排水數據反饋給水循環模塊進行實時模擬下一時段圖1WAS模型結構圖區域水資源變化，以此往復，直到計算結束，提出最終優化方案。

3．3水資源配置結果

根據水資源配置思路和原則，進行各片區用水戶需水量與水利工程供水量的1971—2013年水資源配置計算。根據計算可得：（1）2020水平年時。P＝75％，規劃區需水量2．74億m3，各類水利工程供水量2．71億m3，缺水量0．03億m3，缺水率1％，2020年規劃區供需已平衡；P＝95％，規劃區需水量2．97億m3，各類水利工程供水量2．92億m3，缺水量0．05億m3，缺水率2％，已經基本平衡。（2）2030水平年。P＝75％，規劃區需水量3．34億m3，各類水利工程供水量3．34億m3，缺水量0．002億m3，缺水率0％，2030年規劃區供需已平衡；P＝95％，規劃區需水量3．59億m3，各類水利工程供水量3．55億m3，缺水量0．04億m3，缺水率1％，2030年規劃區供需已平衡。

3．4重點大中型水庫供水合理性分析

為了反映遺傳算法對水庫供水過程的優化過程，并判斷優化后水庫供水量的可信程度，本研究采用《昭魯壩區生態水網建設規劃》報告中的成果進行對比分析。通過表2對比可以看出，2020年昭魯壩區水資源配置結果，相對于已有規劃配置成果，優化算法的平均相對誤差為17％，2030年昭魯壩區水資源配置結果，相對于已有規劃配置成果，優化算法的平均相對誤差為8％，從一定程度上證明了優化算法配置結果的合理性，說明優化算法配置結果可信。

3．5昭魯壩區水資源優化配置效果

（1）通過水資源供需結果表明，通過水資源優化配置和調控，昭魯壩區在用水增長的同時，缺水率不斷減少，表明通過水資源優化配置和調控，壩區內各片區水資源供需更趨均衡。（2）昭魯壩區生態水網建設后，將逐步退還支流生態水量，增加河湖濕地生態補水，修復支流和湖泊水生態功能，對改善城市景觀、農村生態環境具有重要作用，具有良好的生態環境效益。（3）昭魯壩區水資源處于承載適中狀態，并呈變好趨勢，說明壩區水資源一定程度上可以滿足其社會經濟發展規模，且區域水資源與社會經濟、環境發展的協調程度越來越好。

4結語

綜上所述，在一個特定流域或區域內，通過工程與非工程措施并舉，對有限的不同形式的水資源進行科學合理的分配，使有限的水資源得到合理、充分的利用，可獲得最佳的綜合效益。昭魯壩區通過水資源優化配置，促進了水資源空間均衡和水資源供需平衡，昭魯壩區現狀水平年、2020水平年、2030水平年的綜合缺水率分別為14％、1％、4％，表明通過水資源優化配置和調控，壩區內各片區水資源供需更趨均衡。

參考文獻：

［1］沈軍，茍露，曾才茂．貴州省大江大河臨近城市水資源優化配置分析［J］．水利科學與寒區工程，2019，2（3）：64－66．

［2］吳丹，王士東，馬超．基于需求導向的城市水資源優化配置模型［J］．干旱區資源與環境，2016，30（2）：31－37．

［3］王偉榮，張玲玲．最嚴格水資源管理制度背景下的水資源配置分析［J］．水電能源科學，2014，32（2）：38－41．

［4］李朦，解建倉，楊柳，等．基于蟻群－粒子群混合算法的水資源優化配置研究［J］．西北農林科技大學學報（自然科學版），2015，43（1）：229－234．

作者:太光宏 單位:昭通市水利局水利工程管理站