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水 利 学 报

２０２４年 １０月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 １０期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）１０ － １１８７ － １２

基于水库旱限水位的大型灌区水资源空间均衡优化调控

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张礼兵 １，２ ，焦丽萍 ，金菊良 １，２ ，陈小凤 ，章启兵 ，康传宇 １
（１．合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 ２３０００９；
２．合肥工业大学 水资源与环境系统工程研究所，安徽 合肥 ２３０００９；
３．安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院，安徽 合肥 ２３００８８）

摘要：由于自然地理特征和经济社会活动的差异，大型灌区水资源分布和利用在时空上是不平衡的，尤其是受水
文气象波动影响的农业灌溉供水，需要借助水利工程进行水资源空间均衡调控。目前按典型水平年制订的常规调
配水方案无法展现水资源空间均衡状态在年内的变化响应过程，也无法考虑水资源在年际间调配的需求。鉴此，
本文基于灌区水资源系统空间均衡评价模型和半分布式水资源系统模拟模型，以干旱年缺水时段平均水资源系统
空间均衡度最大为目标，以骨干水库分期分级旱限水位和灌区分单元分用水户限供比例为调控变量，运用遗传算
法开展大型灌区水资源系统空间均衡优化调控研究。淠河灌区应用结果显示：骨干水库的分级分期旱限水位能够
实现水资源在年内和年际时间上的均衡调节，而分单元分用水户的限制供水措施能够使水资源在空间上得到合理
配置。二者共同作用能更好地协调灌区供需水在时程分布和空间均衡间的关系，相较于运行现状能大幅提升水资
源系统空间均衡度，增强灌区的可持续发展能力，为基于旱限水位的复杂水资源系统管理和应用提供新的思路。
关键词：水资源；大型灌区；空间均衡；旱限水位；限供比例；优化调控
中 图 分 类 号 ： Ｔ Ｖ ２ １ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４００７５
文献标识码：Ａ
１ 研究背景

针对日益紧张的水安全问题，需要进一步完善水资源配置体系，提高流域区域空间均衡水平，保
障水资源与经济社会、生态环境均衡协调发展 ［１］ 。同时还要宏观把握未来水资源供需形势，获知流域
区域水资源富余、缺失状况，并给出需进一步调控的方向，实现未来水资源供需总量平衡以及空间均
衡 ［２］ 。大型灌区作为以农业灌溉生产为主，兼顾城镇生产生活及生态环境保障等多功能复杂水资源系
统，其水资源空间均衡就是要实现各行政单元各用水户供需水在时间上的平衡调节和空间上的均衡配
置。但因水文气象要素的随机性和区域经济社会活动的差异性，导致灌区单元和系统的均衡度及均衡
状态在时间上也随之变化，而加载人为调控措施后水资源空间均衡度在时间和空间上因存在互馈影响
而更趋复杂，因此若只关注年度目标而忽略指标及目标的年内、年际变化，则无法揭示灌区水资源系
统内部运行机理及过程，也不符合现代水资源系统的精细管理要求。
如果水资源空间开发利用与其供给能力及保护要求不相匹配，就会导致地区经济、社会、资源、环境
不相协调而出现空间失衡，因此空间均衡状态评估多以供给能力和需求强度的差别来判断 ［３］ ，如金菊良
等 ［４］ 提出水资源空间均衡是水资源与经济社会、生态环境两大系统的空间分布相匹配的供需平衡。其他以
供需不平等关系来分析水资源的空间均衡状态也多有研究 ［５ － ７］ 。对已经存在或未来可能面临的水资源供需不

收稿日期：２０２４ － ０２ － ０３；网络首发日期：２０２４ － ０７ － ３１
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０７３１．１０１６．００１
基金项目：安徽省自然科学基金项目（２２０８０８５ＵＳ１６，２１０８０８５ＱＥ２５４）；国家自然科学基金项目（Ｕ２２４０２２３）；安徽省水利科学研究
院科技攻关计划项目（ ＫＪＧＧ２０２２０２）
作者简介：张礼兵（ １９７２ － ），博士，副教授，从事水资源系统工程研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｌｉｂｉｎｇ７７７＠１６３．ｃｏｍ
通信作者：金菊良（１９６６ － ），博士，教授，从事结构水资源学研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ＪＩＮＪＬ６６＠１２６．ｃｏｍ

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