通辽市水资源系统动态模拟评价与宏观经济水资源优化配置研究

【摘要】：本文是国家自然科学基金课题《水文水资源水环境系统参变量的动态统计模拟与结构分析》(50169002)的一个子课题,它以内蒙古自治区通辽市作研究区,以水资源评价——宏观经济预测分析——宏观经济水资源优化配置为工作轴线,遵循水资源开发利用、生态环境与社会经济的协调持续发展原则,应用水资源学、宏观经济学中最新理论和方法,对不同水平年通辽市的经济规模、水资源开发利用方案、水利工程发展规划、水利工程投资、水资源动态供需平衡关系进行了系统地研究。 1.依据全国水资源综合评价的新理论与新技术系统地对通辽市水资源的动态补排关系及其地下水资源、地表水资源和可利用资源进行了动态模拟评价,在水资源评价时,重点对研究程度较高、资料参数翔实的通辽市平原区含水层系统,提出了考虑系统各项补排量动态变化特征的有限元动态模拟模型,模型系统构建了平原区含水层系统的降水入渗补给量,潜水蒸发量,地下水灌溉回归量,地表水灌溉田间渗漏量,西辽河流域内诸河、各地表水库、各地表水引水渠道的渗漏补给量与降水量,水面蒸发量,地下水灌溉开采量与灌水定额,地表水灌溉田间用水量,河道流量、水库容量与水位、引水渠首引水量和地下水位埋深之间的动态计算模式,并确定出各关系式中的参数计算模式,然而由于系统各项补排信息的动态特性,加之需要模拟识别的参数繁多,给有限元模拟模型的求解工作增加了很大的难度,本文在分析各类参数和曲线精度、物理概念的基础上,先固定一部分通过试验确定的参数和曲线,然后从剩余参数的物理概念出发,确定其初值及其相互间的逻辑关系,最后由有限元模拟模型识别出这些参数的取值,通过验证表明确立和模拟参数的准确性,也充分说明了系统补排信息动态计算模型与参数是有效、合理可靠的,可用于水资源系统动态模拟评价。此外,还选取有限元模拟模型中的渗透系数、给水度、地下水位与地面高程、含水层厚度这五个参变量,应用时空随机函数的时空变异理论,系统地分析确定了各参变量的统计特征及其结构函数,在引进吸收改进平稳非平稳区域化变量估值预测理论的同时,应用对数克立格法、泛克立格法、协克立格法对系统参数进行了估值预测,尤其是结合水文地质参数的特点,引申发展出有限三角元块段泛克立格法、对数克立格法、简单更新对数克立格法、变平均值的对数普通克立格法、带外部漂移的对数克立格法,从而得以实现含水层系统有限三角元及其各节点水文水力参数的估值预测,提高了有限元模型的模拟评价精度。 2.在对通辽市人口、社会经济状况的动态变化特征进行系统分析的基础上,应用基于时间序列的灰色等维递补动态预测模型对通辽市人口进行了预测分析,尤其是在