南四湖流域水資源-優(yōu)化配置初步的研究

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1、桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1．1研究背景第1章引言水是一切生命生存與發(fā)展不可替代的物質(zhì)，水資源是人類生活與生產(chǎn)活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人們對(duì)水的質(zhì)量和數(shù)量的需求也越來(lái)越高。但是，自然界所能提供的可用水資源是有一定限度的，需求與供給間的矛盾日趨尖銳。中國(guó)水資源總量約為2．8萬(wàn)億m3，水資源總量占世界總水量的百分之六，但水資源的人均占有量很低，只有2200m3，人均資源量排名121位，僅為世界人均水平的1／4左右，屬于貧水國(guó)，被列為13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。中國(guó)水資源時(shí)

2、空分布變化很大，與土地資源和生產(chǎn)力格局很不匹配；例如北方缺水地區(qū)的水資源開發(fā)利用程度已很高，生態(tài)環(huán)境己受到明顯影響，而水的利用效率和管理水平又亟待提高口’21。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源短缺成為制約各行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)和戰(zhàn)略上來(lái)看，必須對(duì)有限的水資源進(jìn)行合理配置，提高水的利用率，以緩解水資源供需矛盾。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)水資源的開發(fā)和利用主要考慮農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水等方面的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和城鄉(xiāng)人口的急劇增加，需水量越來(lái)越大，一方面造成的水體污染越來(lái)越嚴(yán)重；另一方面

3、，水資源短缺的矛盾會(huì)同漸突出。在中國(guó)，有些地區(qū)為了緩解目前水資源短缺問(wèn)題，超采地下水，引起地面沉降，植被破壞，造成荒漠化，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞；有些沿海地區(qū)，因地下水長(zhǎng)期超采，造成海水倒灌，引起地下水污染，土地鹽堿化嚴(yán)重。由于水資源的不合理開發(fā)，一方面引起了生態(tài)環(huán)境的惡化；另一方面又進(jìn)一步縮小水資源的可利用量，已經(jīng)產(chǎn)生了水環(huán)境、水生態(tài)嚴(yán)重破壞的不良后果口’41。從中國(guó)整體情況看，水資源現(xiàn)狀承載能力和生態(tài)環(huán)境容量明顯不足，水資源開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護(hù)等方面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，水資源優(yōu)化配置和

4、高效利用研究有待加強(qiáng)。嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)告訴我們，水資源的短缺已成為中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，并已成為中國(guó)尤其是北方地區(qū)制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此，合理開發(fā)利用水資源和進(jìn)行水資源調(diào)度配置就成為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)保障。1．2研究目的與意義淮河流域是中國(guó)水資源較緊缺的地區(qū)之一H1，根據(jù)2004年淮河流域水資源綜桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文合規(guī)劃成果，淮河流域人均水資源量473m3。南四湖歸屬淮河流域北部的沂沭泗水系，流域面積為3．25萬(wàn)km2，人口約有2296萬(wàn)，地處魯南泰沂山前沖積平原與魯西南黃泛

5、平原的交界地帶，是中國(guó)第六大淡水湖，也是中國(guó)北方地區(qū)最大的淡水湖泊，具有防洪、排澇、灌溉、供水、養(yǎng)殖、通航及旅游等多種功能，是淮河流域用水較為集中的區(qū)域之一。南四湖流域1956---2005年多年平均降水量約為691ram，多年平均徑流量為26．3億ln3，人均水資源量為263m3，畝均水資源量為205m3，屬于淮河流域水資源較為短缺地區(qū)之一，且水資源時(shí)空分布嚴(yán)重不均。尤其是南四湖湖西地區(qū)，人均水資源量?jī)H有245m3，畝均水資源量為171m3，是淮河流域水資源最為短缺的地區(qū)。按照國(guó)際人均水資源量不足50

6、0m3為嚴(yán)重缺水的控制線，南四湖流域?qū)儋Y源性嚴(yán)重缺水地區(qū)∞，6J。南四湖流域水資源供需矛盾突出，歷來(lái)是淮河流域水事糾紛多發(fā)地區(qū)。隨著流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，南四湖流域供水區(qū)用水需求進(jìn)一步增加，加之入湖水量不斷減少，湖區(qū)水資源供求矛盾更加突出，致使近年來(lái)干涸現(xiàn)象頻發(fā)，尤其是2002年發(fā)生的湖區(qū)干涸，使南四湖流域生物多樣性遭到嚴(yán)重威脅№1。水資源短缺及其水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題已嚴(yán)重制約了該流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。解決這些制約因素的關(guān)鍵是合理有效地配置南四湖流域的水資源。鑒于該流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)在淮河流域的重要性，水資源

7、、水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性，有必要研究南四湖流域的水量分配與調(diào)度方案，協(xié)調(diào)好地區(qū)間、用水戶間的關(guān)系，為南四湖流域的水資源規(guī)劃與管理提供技術(shù)依據(jù)，以水資源的永續(xù)利用支持地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1．3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1．3．1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外水資源合理配置起步比較早，大致分為水資源合理配置起步階段、水資源合理配置迅速發(fā)展階段、水資源合理配置逐步完善階段等三個(gè)發(fā)展階段。1．20世紀(jì)40年代中期～40年代術(shù)，屬水資源合理配置起步階段。以水資源系統(tǒng)分析為手段、水資源合理配置為目的的各類研究工作，首先源于20世紀(jì)40

8、年代Masse提出水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題H1；1950年，美國(guó)總統(tǒng)水資源政策委員會(huì)出臺(tái)的報(bào)告，是最早綜述水資源開發(fā)、利用等問(wèn)題的報(bào)告之一，該報(bào)告為水資源量調(diào)查研究工作奠定了基礎(chǔ)，有力的推動(dòng)了行政部門開展水資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作嘲。2．20世紀(jì)50年代"80年代末，是水資源合理配置迅速發(fā)展階段。20世紀(jì)50年代以后，隨著系統(tǒng)分析理論和優(yōu)化技術(shù)的引入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)2桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文的發(fā)展，水資源系統(tǒng)模擬模型技術(shù)得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。1953年，美