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基于供水不确定性的灌区农业水资源多层多目标协同调控

         
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摘要

【目的】合理分配灌区农业水资源对提高农业水资源利用效率具有重要意义。灌区农业水资源配置中的多层次、多目标、多变量及相互联系增加了水资源配置的复杂性。供水随机性导致了水资源配置的不确定性。【方法】本文以黑龙江省锦西灌区为研究对象,在定量表征供水波动区间不确定性的基础上,建立灌区农业水资源多目标协同调控双层大系统优化模型,通过优化灌区骨干渠道不同作物在不同配水时段的地表和地下水量,来实现农民利益与灌区经济-社会效益的协同提升。双层模型的供用水存在协调互馈关系,采用最优-最劣法、模糊数学规划、大系统分解-协调相耦合的方法求解。【结果】灌区的经济效益在[20.52,25.03]×10^(8)元之间波动,配水量在[475.34,512.75]×10^(6)m^(3)之间波动。与实际情况进行对比,地下水利用量减少7%,缓解了灌区地下水超采的现状,单方水经济效益增加了14.5%,有效地提高了水资源利用率。灌区配水基尼系数为[0.36,0.55],表明不同分区不同作物间配水相对公平。【结论】本文提出的方法有助于灌区不同利益主体及不同目标间的多水源协调调控,促进灌区可持续发展,并提升灌区水资源配置应对变化环境的能力。

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