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水 利 学 报

2025 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 9 期

文章编号：0559-9350（2025）09-1228-12

不同干旱条件下区域抗旱水源优化配置研究

郭 溪，梁鹏辉，吴泽宁，何晨涛，曹欠欠
（郑州大学 水利与交通学院，河南 郑州 450001）

摘要：干旱是全球最常见和最严重的自然灾害之一，高温极端干旱事件对国家水安全保障构成了严重威胁。针对
不同干旱条件下的抗旱水源配置原则、约束条件、目标函数及模型构建等问题，基于不同干旱条件对抗旱水源配
置系统的结构破坏和功能损失机理，分别构建一般干旱与特大干旱条件下的区域抗旱水源优化配置准则、目标函
数、约束条件和方案生成方法，建立了不同干旱条件下区域抗旱水源优化配置模型，并以楚雄州为例进行应用验
证。结果表明：经抗旱水源优化配置后，一般干旱条件下，楚雄州社会总缺水量降至 1883.01 万 m ，经济损失减
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少 4.4 亿元；特大干旱条件下，楚雄州缺水损伤程度下降至 14.54%，水源工程总体破坏程度降至 11.26%。综上，
区域抗旱水源优化配置模型可有效降低旱灾损失及供需水系统破坏程度，提高各用水户的供水保证率，可为区域
整体干旱应对能力提升提供技术支撑。
关键词：干旱；特大干旱；供用水系统结构-功能损伤；优化配置模型；抗旱水源
中图分类号：TV213.9 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20240741

1 研究背景

干旱是全球最常见和最严重的自然灾害之一 ［1］ 。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovern⁃
mental Panel on Climate Change，IPCC）第六次评估报告指出气候变化正在加剧水循环，未来几十年，
持续时间长、影响范围广和强度高的极端干旱发生频率将显著增加 ［2］ 。据统计 ，中国因干旱事件波
［3］
及的农田面积年均达 2180 万 hm ，造成粮食损失约 160 亿 kg，高温特大干旱事件对我国水安全保障构
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成严重威胁。因此，亟需面对干旱状况，提出有针对性的应对措施，全面提高干旱灾害防御水平，为
人民生命安全、社会经济高质量发展提供支撑。
水资源配置是实现水资源在不同区域和用水户之间的有效公平分配，从而实现水资源可持续利用
的重要手段 ［4］ 。水资源配置最初是针对水资源短缺地区的用水竞争性问题而提出的。干旱条件下水资
源、经济发展和生态环境之间存在明显冲突 ［5］ ，完善水资源配置格局能够为极端条件下供需水双向调
控提供科技支撑 ［6］ 。传统水资源配置研究多针对常规水资源状况，以追求供需平衡为目标，提出尽可
能满足区域需水的水资源供水配置方案 ［7］ ；而干旱条件下的水资源配置，应着重体现供水量急剧减少
所激化的需水矛盾及配置过程中各用水部门间的竞争作用。现有干旱条件下水资源配置多针对农业灌
溉等单一用水部门 ［8-10］ ，集中于干旱情景下的灌区水资源配置 ［11-13］ ，侧重干旱发生时的粮食安全角度
来进行农业水资源配置，对于多用水部门共存的区域整体水资源配置研究有待深入；随着干旱状况对
区域经济系统和生态环境系统的破坏逐渐严重 ［14］ ，寻求合理的水资源配置方式，具有紧迫性和必要
性 ［15］ 。随之开展的干旱条件下区域水资源优化配置研究 ［16-17］ ，多基于常规干旱条件的一般缺水状况，
未能深入考虑特大干旱条件对抗旱水源系统及用水系统结构和功能造成的影响，以及其持续时间长的

收稿日期：2024-11-14；网络首发日期：2025-09-17
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.tv.20250916.0932.003
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基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFC3000204）；河南省科技攻关项目（252102321112）
作者简介：郭溪（1990—），副教授，主要从事水资源优化配置与管理、水资源生态经济效应评估研究。E-mail：guoxi@zzu.edu.cn
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