Page 10 - 2021年第52卷第9期

样本 i 的联系数分量为：
n j
ig å
v = w v ijg （7）
j
j = 1
式中：n 为隶属于评价等级 g 的指标个数；w 为指标 j 的权重。
j
j
由式（7）得样本 i 的水资源空间均衡评价指标值联系数：
u = v + v I + v I + v I + v I + v I + v J （8）
i
i5 4
i6 5
i3 2
i4 3
i7
i1
i2 1
利用级别特征值法 ［24］ 求得样本 i 的水资源空间均衡评价等级值为：
i å
h = 7 gv ig （9）
g = 1
这里水资源系统空间均衡评价等级设定为 1—7 级（见表 1），分别对应水资源空间均衡状态的重
度缺水失衡、中度缺水失衡、轻度缺水失衡、基本均衡、轻度余水失衡、中度余水失衡和重度余水
失衡，也即评价等级越靠近 4 级，水资源空间均衡状态趋向均衡。
2.4 灌区水资源空间均衡优化调控方案的确定
2.4.1 目标函数及调控变量 本文主要通过对灌区内不同单元的水资源进行合理调配以及从灌区外
进行多水源调水，改善和促进灌区各单元水资源的供需均衡，从而提升灌区整体的水资源空间均衡
等级和均衡状态。考虑到淠河灌区 7 个县市区域位置及供用水情况将之分为 3 个片区：霍山县位于淠
河灌区上游，来水丰富且有 3 座大型水库而用水量少，定义为水源区；六安市区与合肥市区分别位于
灌区首尾部平原地带，城市化进程快，经济发展迅猛，定义为城市区；寿县、长丰县、肥西县、肥
东县为粮食主产县的农业区。霍山县作为水量调出区，其它县市皆因自身蓄水能力弱而需水量较大
均为水量调入区。外部水源是已建的驷马山引江水利工程和预计 2023 年建成的引江济淮工程。调控
目标是使水资源空间均衡状态接近供需基本均衡，即评价等级越靠近 4 级越优，目标函数构造如式
（10）所示。
|
F = min 4 - h ( ΔW ，ΔW jl ) | | （10）
|
jk
i
式中：F 为灌区水资源空间均衡等级与绝对均衡值（4 级）的差值，F 值越小，表明灌区水资源空间均
衡状态越好；h 为第 i 种调配水方案下灌区水资源系统空间均衡等级评价结果；优化调控变量为ΔW jk
i
和ΔW ，前者为灌区内第 j 个用水单元（j=1 ~ 7 表示 7 个县市） 从第 k 个供水单元（k=1，2 分别表示霍山
jl
县和响洪甸水库）的受水量，后者为第 j 个用水单元从灌区外第 l 个水源（l=1，2 分别表示引江济淮和
驷马山引水工程）的受水量。
2.4.2 约束条件与优化方法 由调控目标函数和调控变量可知，灌区水资源空间均衡评价结果主要
与灌区内水资源调配以及灌区外水源调配有关，因此在制定优化调控方案时受到灌区内各单元的需
［25］
水量、可供水量、可调水量，以及单元之间水利工程的输配水能力等约束，本文采用 AGA 优化系
统内各县市调配水量和系统外调水量，限于篇幅不再详细介绍。

3 结果与讨论

3.1 现状水平年灌区水资源空间均衡评价及系统内优化调控

3.1.1 单元供需均衡度计算 根据淠河灌区现状水平年自然社会数据及 2.2.1 节需水量计算方法可得
淠河灌区各县市需水量、见表 2。
采用式（1）、式（2）计算淠河灌区各县市可供水量，根据淠河灌区逐月来水资料及对淠河灌区汛
期划分等已有的研究结果 ［26］ ，将 5—8 月定为汛期，汛期平均径流量约占年均径流量的 55%。现状水
平年灌区可供水量计算及当年实际调水情况如表 3 所示。
将上节计算得到的各县市水资源单元供需均衡度作为评价指标，同时考虑各单元的行政面积、
经济（GDP）、总人口等比重确定各县市的综合权重，结果见表 4。

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