莫索灣灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化與水資源合理配置研究.pdf

1、莫索灣灌區(qū)是我國農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水矛盾最為突出的地區(qū)之一，本文針對灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率低、供需矛盾突出和種植結(jié)構(gòu)不合理等問題，以莫索灣灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化與水資源合理配置理論及模型為主要研究內(nèi)容，采用野外實(shí)際調(diào)查和資料查閱調(diào)查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了農(nóng)業(yè)用水中存在的問題，借鑒可持續(xù)發(fā)展理論、區(qū)域優(yōu)勢理論、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)理論、生態(tài)適應(yīng)性理論、經(jīng)濟(jì)效益理論以及結(jié)構(gòu)和諧性理論這六個(gè)理論，研究基于種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化與水資源合理配置的模型，并以150團(tuán)為例，采用非線性優(yōu)化理

2、論，編寫MATLAB程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行求解，獲得優(yōu)化后的配水方案和相適應(yīng)的種植結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了效果分析。取得了如下的主要結(jié)論：
　?。?）對灌區(qū)的供水（地表水和地下水）和需水（農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)及生態(tài)需水）進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，得出150團(tuán)P=50％的年可供水量為7981×104m3，P=75%的年可供水量為7888×104m3。根據(jù)定額法對農(nóng)業(yè)需水及生態(tài)需水進(jìn)行預(yù)測，最后對現(xiàn)狀年水資源進(jìn)行了供需平衡分析，現(xiàn)狀年P(guān)=50%時(shí)缺水

3、量661.20×104m3，缺水率7.65%；P=75%時(shí)缺水量754.20×104m3，缺水率8.73%；規(guī)劃年P(guān)=50%時(shí)缺水量2751.94×104m3，缺水率27.08%；P=75%缺水量2844.94×104m3，缺水率28.00%。
　?。?）用種植結(jié)構(gòu)調(diào)整及經(jīng)濟(jì)效益相關(guān)的理論進(jìn)行分析，建立了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整模型的目標(biāo)函數(shù)及約束條件，此模型以實(shí)現(xiàn)水資源利用的作物凈效益最大化為目標(biāo)函數(shù)，選取耕地面積不可增加、種植結(jié)構(gòu)的安全及

4、相關(guān)政策、地下水可開采量、供需水偏差、節(jié)點(diǎn)地表水平衡、渠系過流能力、可利用水資源等方面為模型的約束條件。模型運(yùn)算結(jié)果表明，現(xiàn)狀年150團(tuán)調(diào)整后總播種面積減少，棉花、青貯和瓜菜的面積有所下降。調(diào)整前不同來水條件下灌溉水量分別為7182.81×104m3，7078.66×104m3，優(yōu)化后平水年農(nóng)業(yè)灌溉水量為6232.10×104m3，干旱年農(nóng)業(yè)灌溉水量為6210.47×104m3，分別為原來的86.76％和87.74%。農(nóng)業(yè)灌溉的地下抽水

5、量在50%保證率下，由過去的1714.17×104m3，減少到現(xiàn)在的1416.23×104m3，可節(jié)約用水297.94×104m3，約17.4%；干旱年可節(jié)約用水272.84×104m3，約15.9%。綜合單方水經(jīng)濟(jì)效益由1.45元/m3和1.47元/m3，增加到1.51元/m3和1.64元/m3。
　　（3）由水資源合理配置結(jié)果可知，優(yōu)化后2020年農(nóng)業(yè)種植面積在平水年和干旱年分別為185897畝和185180畝，農(nóng)業(yè)灌溉用水量