Page 24 - 水利学报2021年第52卷第3期

表 3 流域种植结构优化前后对比 （单位：km ）
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优化前 优化后（枯水年） 优化后（平水年）
小麦 玉米 水稻 棉花 大豆 小麦 玉米 水稻 棉花 大豆 小麦 玉米 水稻 棉花 大豆
湖东枣庄 263.3 237.1 0 7.2 11.4 254.3 238.6 0 10.0 15.9 254.3 238.6 0 10.0 15.9
湖东泰安 142.5 106.1 0 1.5 2.0 186.3 63.6 0 0.9 1.2 186.3 63.6 0 0.9 01.2
湖东济宁 825.5 644.0 96.1 47.4 37.0 752.1 648.7 133.4 65.2 50.6 753.1 644.2 134.5 66.4 51.8
湖西济宁 308.1 130.0 277.4 27.4 35.5 259.1 181.9 249.4 38.3 49.7 251.8 170.3 281.4 36.7 38.1
湖西徐州 499.8 193.2 133.4 368.0 39.5 302.5 261.8 148.7 486.3 34.7 381.5 269.5 185.6 343.1 54.3
湖西菏泽 2093.4 1219.7 49.4 628.0 90.1 1678.5 1454.7 54.2 790.5 102.5 1707.5 1332.9 67.9 847.5 124.7
流域合计 4132.5 2529.9 556.3 1079.4 215.5 3432.7 2849.3 585.7 1391.2 254.7 3534.4 2719.1 669.4 1304.7 286.1

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表 4 流域种植结构优化前后生育期内有效降雨情况变化 （单位：亿 m ）
优化前 优化后 差值
平水年 13.50 13.98 0.48
枯水年 13.15 13.47 0.32

图 7 不同年型优化前后种植结构变化
由 0.69 元/m 提升至 1.39 元/m ，平水年情景下水分净效益由 0.77 元/m 提升至 1.40 元/m 。表明模型通
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过优化水资源和耕地资源在不同作物间的分配，以及完善湖库调度方式，既可提高农民收入，又能
保障水资源可持续利用。
4 结论

为解决现有水资源调控模式供需分离、配置与调度不结合，难以支撑水资源严格管理和集约化
开发利用的问题，本文研究建立了流域水资源供需双侧调控模型，阐述了模型框架和建模步骤，并
以南四湖流域为例开展了应用研究，得到适应流域来水条件的农业种植结构、水资源配置方案和梯
级水库调度图；从灌溉效益、灌溉水量和流域供水保证率等方面分析了优化结果的合理性和有效性。
提出的流域水资源供需双侧调控模式，较水资源常规配置模式，既能体现有限水资源条件下的
需水适应性调整，也更能有效发挥工程对水资源的调控能力，提升经济效益和社会效益。南四湖流
域在不改变现状灌溉面积的情况下，枯水年流域水分效益提升了 0.7 元/m ，平水年灌溉水分效益提升
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了 0.63 元/m ，流域供水保证率由 78.1%提高到 84.6%，表明了所提出模型的有效性和合理性。
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需指出的是，本文建立的流域水资源供需双侧调控模型是初步的，未来还需要从如下几个方面
对功能加以完善：（1）模型可分析计算水文典型年、历史长系列情景下流域水资源供需双侧在提升水
资源配置效率和效益中的表现，承认了水文序列一致性的假定。然而，受气候变化和人类活动影
响，水文一致性受到挑战，因此进一步考虑来水随机性、需水不确定性和水文序列非一致性对计算
结果的影响，进而获得鲁棒性更强的种植结构、水资源配置和工程调控方案，是未来需要完善的重
要内容。（2）模型在需水侧重点考虑农业需水结构优化问题，对生活、工业和生态用户的需水、节水
弹性考虑较少，其需水过程是按照定额法等常规方法确定的。事实上，这些用水户特别是生活和工
业用水，也会随管理政策趋紧、水价机制优化与生产设备升级换代，存在一定的节水空间。因此，
受管理政策变化的区域需水行为模拟是下一步需要补充完善的。

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