Page 12 - 2021年第52卷第9期

度缺水失衡和重度余水失衡，两地水资源余缺剧烈程度对比明显。为缓解各地水资源不均衡程度，
灌区管理总局进行了系统内水资源配置，各单元供需均衡度如图 4（b）所示。结果可见各县市的水资
源均衡度均有明显改善，其中提升最为显著的是调入水量最多的合肥市区，说明灌区为政治、经济
和文化中心的省会城市提供了重要的水资源支撑作用。
值得一提的是，图 4 除了能直观反映淠河灌区各县市单元供需均衡度，还可大致刻画灌区水资源
系统的空间均衡状态，各县市柱状图面积和占 1×1 单位面积比能够反映系统空间不均衡程度，即图中
柱状图面积和变化范围为［0，1］，越小表示系统空间均衡状态越好（面积和为零则为绝对均衡），反
之则越差。由图 4（a）和图 4（b）对比可知，通过系统内的水资源调配后各县市柱状图面积和显著减
小，说明水资源系统空间均衡状态明显改善。

3.1.2 系统空间均衡等级评价 为保证评价基准的一致性，本文给定 s —s 分别为-1、-0.5、-0.2、-0.05、
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0.05、0.2、0.5、1，且各指标的等级界限值均相同。根据水资源系统内各单元权重以及等级界限值，利
用式（4）—（9）采用七元联系数方法和级别特征法评价灌区有无水资源调配情况下的灌区水资源系统空
间均衡等级和均衡状态，结果见表 5。

表 5 现状水平年淠河灌区水资源系统空间均衡等级和均衡状态评价结果

评价结果
对比方案 指标值联系数
均衡等级 均衡状态
无系统内水资源配置 0.18+0.30I 1+0.26I 2+0.11I 3+0.03I 4+0.05I 5+0.07J 2.95 中度缺水失衡
实际系统内水资源配置 0.11+0.24I 1+0.28I 2+0.20I 3+0.08I 4+0.05I 5+0.04J 3.21 轻度缺水失衡
优化系统内水资源调配 0.08+0.22I 1+0.28I 2+0.21I 3+0.1I 4+0.05I 5+0.06J 3.42 轻度缺水失衡

由表 5 可知，现状水平年淠河灌区在采用实际系统内水资源配置方案情况下，灌区水资源空间均
衡等级由无配置的 2.95 提升至 3.21，水资源空间均衡状态亦由中度缺水失衡改善为轻度缺水失衡。
为进一步提升均衡状态，这里以式（10）作为目标函数并利用 AGA 对水资源配置方案进行优化，获得
合 肥 市 区 、 肥 东 、 肥 西 、 长 丰 、 六 安 市 区 、 寿 县 的 水 量 分 配 比 分 别 为 54.84% 、 0.69% 、 3.77% 、
7.28%、30.32%、3.1%。图 4（c）显示与实际方案相比，优化方案中的合肥、六安市区作为调水重心加
大了分配水量，因此单元供需均衡度提升明显，而其他受水县除长丰外供需均衡度虽稍有下降，优
化后的空间均衡等级为 3.42，空间均衡状态得到进一步改善（见表 5）。调控结果直接说明了“系统内
水优先利用”的传统水资源调配策略对于促进现代水资源空间均衡管理有着立竿见影的效果，而优化
调配方案相较实际配置方案更能使灌区的水资源空间均衡状态趋向均衡，这是因为优化调配方案更
倾向于将水量调入水资源空间均衡评价中所占的权重较大的缺水县市。评价结果与图 4 中柱状图面积
变化趋势相同，也说明了七元联系数评价方法的可靠性。
需要指出的是，由水文频率分析可知现状水平年属于偏丰年份（约 20%），故而通过灌区系统内
水资源优化调配可使系统接近基本均衡状态，但对于平水年则情况不容乐观，若遭遇枯水年份则极
为严峻，因此有必要研究该灌区系统未来不同来水下水资源空间均衡状态的可能变化及相应调控措
施。考虑与新时期国家经济社会中长期发展规划同步，这里选取 2035 年作为远景规划年。
3.2 远景规划年灌区水资源空间均衡预测评价及优化调控

3.2.1 需水量预测 影响灌区水资源系统需水量的社会经济主要因素有人口、工业增加值、耕地面
积，生态环境因素主要有绿地面积、湖泊面积，本文利用不同预测模型分析以上相关因素变化趋
势，经计算分析，利用 Logistic 函数分析人口数量变化趋势，合肥市区逐年递增、其它县市呈波动趋
势，整体增幅较小。利用灰色预测模型分析工业增加值及耕地面积变化，工业增加值均呈增长趋
势，其中合肥各县市涨势较猛；合肥市区、肥西县耕地面积逐年递减，其它县市呈波动趋势，整体
变化不大。绿地面积、湖泊面积参照城市中长期发展规划。农业灌溉需水以不同情景下的农业灌溉
定额与远景规划年灌溉面积的乘积预测各县市农业用水。经检验，以上因素值预测结果与研究区域
城市发展规划数据较为吻合。以淠河灌区各县市需水量相关因素为输入变量、各县市需水量为输出

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