灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險研究.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、促進社會經濟發(fā)展，使有限的水資源最大限度地發(fā)揮社會、經濟和環(huán)境效益，實現(xiàn)由被動抗旱向主動抗旱、科學抗旱轉變，由應急抗旱向常規(guī)抗旱和長期抗旱轉變，本文以灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)為研究對象，運用風險理論對灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險進行了深入地研究。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)干旱風險結構。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險“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)干旱風險結構，宏觀上包括致災因子、孕災環(huán)境和承災體三方面。孕災環(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；致災因子包括自然致災因子和人為致災因子；承災體主要為灌區(qū)農作物。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構、功能、特征的復雜體系。 (2)對灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)進行了干旱風險識別。灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)風

3、險涉及自然、社會、經濟、工程、管理等多種風險因素，是復雜的系統(tǒng)問題，系統(tǒng)中的各類風險因素相互影響，各風險因素間的關系是串并聯(lián)的混合關系。按照風險來源，系統(tǒng)風險分為自然風險和主觀風險，以自然風險的不可控性和破壞性更強。 (3)提出了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險模擬計算方法。根據遺傳算法計算速度快、精度高、廣泛適用性強和全局尋優(yōu)的特點，求解了皮爾遜Ⅲ型分布曲線參數?；谙到y(tǒng)“荷載”和系統(tǒng)“抗力”具有一定相關性的特點，采用蒙特卡羅法對降

4、水序列進行了模擬，建立降水量與需水量和可供水量的BP網絡關系；計算各降水量條件下的農業(yè)需水量和可供水量；為了減小或消除主觀風險對干旱風險的影響，對可供水量進行合理配置；最后計算灌區(qū)供需系統(tǒng)的干旱風險概率。 (4)分析了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險評價指標，建立了干旱風險評價模型。根據災害學理論，提出了灌區(qū)水資源供需系統(tǒng)干旱風險評價指標為供水虧缺指數、干旱強度指數和作物減產指數?；诟髟u價指標與系統(tǒng)干旱風險概率P的正相關關系，采用L

5、ogistic評價模型確立了各指標的風險等級評價范圍，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，進行系統(tǒng)干旱風險識別、計算及評價。歷年灌區(qū)供需水系統(tǒng)發(fā)生干旱的風險為46.15％，從低到高各級干旱風險的概率依次為40％、17％、21％、17％和6％。由蒙特卡羅法模擬的降水序列到干旱風險為45.84％，五級干旱風險的概率依次為46％、10％、19％、12％和13