剛性約束下人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置方案研究

摘 要：為解決人民勝利渠灌區(qū)水資源利用的“瓶頸”制約問(wèn)題，創(chuàng)新性地構(gòu)建了基于剛性水資源約束的灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模型，并引入高效的改進(jìn)型非支配遺傳算法（ＮＳＧＡ－ＩＩ）求解，生成規(guī)劃水平年２０３５ 年不同供水保證率的１００ 組優(yōu)化配置方案。采用結(jié)合層次分析法（ＡＨＰ）與ＣＲＩＴＩＣ 權(quán)重法的綜合權(quán)重計(jì)算方法，利用ＴＯＰＳＩＳ 法進(jìn)行方案排序與優(yōu)選，從眾多可行方案中遴選出最優(yōu)配置方案，為人民勝利渠灌區(qū)水資源節(jié)約集約利用提供參考，并有助于實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：水資源；剛性約束；優(yōu)化配置；ＮＳＧＡ－ＩＩ；ＡＨＰ；ＣＲＩＴＩＣ 權(quán)重法；ＴＯＰＳＩＳ 法；人民勝利渠灌區(qū)

中圖分類號(hào)：ＴＶ２１３．４；ＴＶ８８２．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．１１．０１１

引用格式：張修宇，康惠澤．剛性約束下人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置方案研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（１１）：６８－７３．

０ 引言

引黃灌區(qū)是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，在確保我國(guó)糧食安全等方面發(fā)揮著重要作用。長(zhǎng)期以來(lái)，引黃灌區(qū)存在大水漫灌、粗放式管理等問(wèn)題，灌溉用水效率不高，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重［１］ 。近些年來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)引黃灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，使灌溉水利用率不斷提高，但仍然存在水資源“瓶頸”制約問(wèn)題。研究人民勝利渠灌區(qū)在水資源剛性約束條件下如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，有效緩解水資源緊張問(wèn)題，促進(jìn)灌區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，具有重要意義。

水資源剛性約束是指在“以水定需”理念下，根據(jù)水資源的稟賦，制定約束指標(biāo)體系，處理好水資源保護(hù)利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，劃定水資源保護(hù)利用的范圍邊界，提高水資源利用效率，根據(jù)水資源約束規(guī)劃國(guó)土空間布局。水資源剛性約束的目的是強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，促進(jìn)用水結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高用水效率，保障生態(tài)環(huán)境需水，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水需求與可用水量之間的平衡。水資源剛性約束的具體內(nèi)容包括基本生態(tài)用水保障、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水控制、分行業(yè)用水管制、用水效率控制等。

１ 水資源優(yōu)化配置研究概述

水資源優(yōu)化配置研究經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程，２０ 世紀(jì)４０ 年代美國(guó)學(xué)者Ｍａｓｓｅ［２］ 提出以水資源系統(tǒng)分析為手段解決水資源優(yōu)化配置問(wèn)題，之后關(guān)于水資源配置問(wèn)題的研究成果不斷涌現(xiàn)［３－４］ ，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使水資源系統(tǒng)優(yōu)化模擬配置模型得到快速發(fā)展。國(guó)外學(xué)者在水資源優(yōu)化配置的研究中綜合考慮了水質(zhì)與環(huán)境等因素，如：Ｍｉｎｓｋｅｒ 等［５］ 在氣候變化等不確定的條件下，基于遺傳算法建立了水資源多目標(biāo)配置模型；ＭｃＫｉｎｎｅｙ［６］ 利用傳統(tǒng)物理模型對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行水文模擬，建立了以ＧＩＳ 為基礎(chǔ)的集成水資源配置模型。我國(guó)學(xué)者從２０ 世紀(jì)６０ 年代開(kāi)始開(kāi)展水資源優(yōu)化配置研究［７］ ，８０ 年代華士乾［８］ 利用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行水資源優(yōu)化配置研究，將可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)納入研究范圍。

灌區(qū)水資源優(yōu)化配置研究近幾十年來(lái)得到較快發(fā)展，如：曾賽星等［９］ 采用大系統(tǒng)分解與協(xié)調(diào)的方法，建立地表水、地下水共同利用譜系模型，并在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)義長(zhǎng)灌域永聯(lián)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用；張展羽等［１０］ 根據(jù)農(nóng)業(yè)水土資源相互關(guān)聯(lián)、相互制約的特點(diǎn)，將目標(biāo)函數(shù)確定為灌區(qū)經(jīng)濟(jì)效益最大或灌區(qū)供水量最大、將決策變量確定為農(nóng)作物種植面積或各種作物供水量，建立了缺水灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置模型；唐德善［１１］ 運(yùn)用多目標(biāo)規(guī)劃的思想方法，建立了大流域水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，提出了大系統(tǒng)遞階動(dòng)態(tài)規(guī)劃的求解方法，并較好地應(yīng)用在黃河流域。

水資源剛性約束是實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的重要手段，水資源優(yōu)化配置是水資源剛性約束的重要目標(biāo)［１２］ 。水資源剛性約束與水資源優(yōu)化配置之間是相互促進(jìn)、相互支撐的關(guān)系。只有通過(guò)實(shí)施水資源剛性約束，才能有效控制用水總量，促進(jìn)節(jié)約集約用水，為優(yōu)化配置提供條件；只有通過(guò)實(shí)施水資源優(yōu)化配置，才能充分發(fā)揮水資源的綜合效益，為剛性約束提供動(dòng)力。因此，水資源剛性約束下的水資源優(yōu)化配置是指在“以水定需”理念指導(dǎo)下，在科學(xué)測(cè)算水資源承載能力基礎(chǔ)上，制定水資源剛性約束指標(biāo)體系。

本文根據(jù)《河南省四水同治規(guī)劃（２０２１—２０３５年）》提出的水資源節(jié)約集約利用水平大幅度提升等要求，將供水總量、用水戶用水量、萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量、人均用水量等作為剛性約束條件，進(jìn)行規(guī)劃水平年２０３５ 年人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置方案研究，以期為灌區(qū)水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供方案支持。

２ 研究區(qū)概況與水資源優(yōu)化配置方法

２．１ 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

人民勝利渠灌區(qū)的主要供水水源為黃河水，多年平均引黃水量為６．９０６ 億ｍ３，灌區(qū)地下水資源總量約為３．２ 億ｍ３（其中引黃灌區(qū)入滲補(bǔ)給量占總補(bǔ)給量的４８．６％）。工業(yè)和生活用水主要開(kāi)采深層水，近２０ ａ 來(lái)隨著引黃灌區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅猛發(fā)展和灌區(qū)人民生活水平的穩(wěn)步提高，地下水開(kāi)采量逐年增大，造成局部出現(xiàn)地下水降落漏斗。人民勝利渠灌區(qū)工程主要由引水工程、渠系工程和建筑物構(gòu)成，引水工程由２ 條引水渠和渠首閘組成，渠系工程由總干、干、支、斗、農(nóng)５ 級(jí)渠系工程（其中：總干渠１ 條、干渠６ 條、支渠４３ 條）及排水、機(jī)井、沉沙系統(tǒng)組成，建筑物有２ １７３ 座?？偢汕L(zhǎng)約５２．７ ｋｍ，引黃河水自南向北注入新鄉(xiāng)衛(wèi)河。

本文所用數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《河南省水資源公報(bào)》《人民勝利渠志》《新鄉(xiāng)統(tǒng)計(jì)年鑒》《安陽(yáng)統(tǒng)計(jì)年鑒》等資料。

２．２ 供需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)人民勝利渠灌區(qū)中長(zhǎng)期規(guī)劃與水資源狀況，預(yù)測(cè)規(guī)劃水平年２０３５ 年５０％、７０％、９０％保證率的灌區(qū)供需水量?？晒┧繀⒄杖嗣駝倮走^(guò)水能力及灌區(qū)地下水利用規(guī)劃分不同水源進(jìn)行預(yù)測(cè)，需水量分不同用水戶采用定額法進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出２０３５ 年人民勝利渠灌區(qū)的可供水量為１０．２５６ 億ｍ３，其中引黃水量７．２０４ 億ｍ３、地下水量３．０５２ 億ｍ３，各用水戶需水量見(jiàn)表１。

２．３ 水資源優(yōu)化配置模型

２．３．１ 目標(biāo)函數(shù)

人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)是通過(guò)對(duì)水資源的合理配置，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源利用的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益最大化，目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為

Ｚ ＝ ｍａｘ［ｆ（ｘ），ｇ（ｘ），ｙ（ｘ）］ （１）

式中：ｘ 為決策變量，ｆ（ｘ）為經(jīng)濟(jì)效益，ｇ（ｘ）為社會(huì)效益，ｙ（ｘ）為生態(tài)效益。

１）經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。把各區(qū)域各用水戶供水凈效益最大化作為經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，計(jì)算公式為

式中：ｂｎｉｊ為ｉ 水源（引黃水和地下水，ｉ ＝ １，２）向ｎ 區(qū)域（ｎ ＝１，２，…，６）ｊ 用水戶（農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)，ｊ ＝１，２，３，４）供水的效益系數(shù)，ｃｎｉｊ為ｉ 水源向ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶供水的費(fèi)用系數(shù)，ｘｎｉｊ為ｉ 水源向ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶的供水量，αｊ為ｊ 用水戶的用水公平系數(shù)，βｉ 為ｉ 水源的供水次序系數(shù)。

２）社會(huì)效益目標(biāo)。社會(huì)效益用各區(qū)域各用水戶總?cè)彼孔钚『饬?，?jì)算公式為

式中：Ｑｎｊ為ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶的需水量。

３）生態(tài)效益目標(biāo)。把各區(qū)域各用水戶的主要污染物排放量最小作為生態(tài)環(huán)境效益目標(biāo)，計(jì)算公式為

式中：ｄｎｊ為ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶排放的廢水中主要污染物的濃度，ｐｎｊ為ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶的廢水排放系數(shù)。

２．３．２ 剛性約束條件

１）供水總量約束。供水總量約束是指供水量不得超過(guò)研究區(qū)用水總量控制指標(biāo)。供水總量約束的表達(dá)式為

式中：Ｘｍａｘ為研究區(qū)用水總量控制指標(biāo)。

２）用水戶用水量約束。各水源向ｊ 用水戶的供水量ｑｉ 下限是該用水戶的最小需水量，上限是該用水戶的最大需水量。ｊ 用水戶用水量約束的表達(dá)式為

Ｌｎｊ≤ｑｊ≤Ｈｎｊ（６）

式中：Ｌｎｊ和Ｈｎｊ分別為ｎ 區(qū)域ｊ 用水戶的最小需水量和最大需水量。

各用水戶用水量上限均與其需水量相等，生活用水量的下限是其需水量的９５％，農(nóng)業(yè)用水量下限為其需水量的９０％，工業(yè)用水量下限是其需水量的８０％，生態(tài)用水量下限為其需水量。

３）萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量約束。根據(jù)《河南省四水同治規(guī)劃（２０２１—２０３５ 年）》，規(guī)劃水平年２０３５ 年的萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量比２０２０ 年下降２５％。萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量約束的表達(dá)式為

式中：Ｇ 為規(guī)劃水平年研究區(qū)的ＧＤＰ，Ｕ１ 為規(guī)劃水平年萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量上限。

４）人均用水量約束。根據(jù)《河南省四水同治規(guī)劃（２０２１—２０３５ 年）》，規(guī)劃水平年２０３５ 年的人均用水量比２０２０ 年下降１２％。人均用水量約束的表達(dá)式為

式中：Ｐ 為規(guī)劃水平年研究區(qū)的總?cè)丝冢眨矠橐?guī)劃水平年人均用水量上限。

人民勝利渠灌區(qū)各區(qū)域２０３５ 年萬(wàn)元ＧＤＰ 用水量與人均用水量上限見(jiàn)表２。

５）非負(fù)約束。非負(fù)約束是指決策變量值不能是負(fù)數(shù)，表達(dá)式為

ｘｎｉｊ≥０ （９）

２．４ 模型參數(shù)確定

２．４．１ 用水效益系數(shù)與費(fèi)用系數(shù)

１）農(nóng)業(yè)用水效益系數(shù)和費(fèi)用系數(shù)。根據(jù)《用水定額：河南省地方標(biāo)準(zhǔn)（ＤＢ４１／ Ｔ ３８５—２００９）》，結(jié)合各區(qū)域種植結(jié)構(gòu)與規(guī)模，利用單位面積作物產(chǎn)值／ 用水量計(jì)算得到各區(qū)域的用水效益系數(shù)，利用各區(qū)域的農(nóng)業(yè)用水費(fèi)用總額／ 農(nóng)業(yè)用水量計(jì)算得到農(nóng)業(yè)用水費(fèi)用系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表３。

２）工業(yè)用水效益系數(shù)與費(fèi)用系數(shù)。工業(yè)用水效益系數(shù)以每立方米用水產(chǎn)生的工業(yè)增加值確定，取４０５．４元／ ｍ３；工業(yè)用水費(fèi)用系數(shù)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧畠r(jià)格管理辦法確定，包含基本水費(fèi)、附加費(fèi)、污水處理費(fèi)，取５．１元／ ｍ３。

３）生活用水效益系數(shù)與費(fèi)用系數(shù)。生活用水費(fèi)用系數(shù)取４．１ 元／ ｍ３，效益系數(shù)計(jì)算公式為

ｂ３ ＝ δ（ｐｌ/Ｋｌ ）（１０）

式中：ｂ３為生活用水效益系數(shù)；ｐｌ 為平均最低工價(jià)；Ｋｌ 為生活用水定額，根據(jù)《河南省地方標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)與城鎮(zhèn)生活用水定額》，?。叮?Ｌ／ （人·ｄ）；δ 為當(dāng)?shù)貏趧?dòng)人口比例。

利用式（１０）計(jì)算人民勝利渠灌區(qū)各區(qū)域生活用水效益系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表４。

４）生態(tài)用水效益系數(shù)與費(fèi)用系數(shù)。為了充分保障生態(tài)用水，生態(tài)效益系數(shù)與費(fèi)用系數(shù)取值與生活用水相同。

２．４．２ 供水次序系數(shù)

１）用水戶用水公平系數(shù)。根據(jù)“先生活，后生產(chǎn)”的水資源分配原則，各區(qū)域各用水戶用水的優(yōu)先程度有所差異。各用水戶用水優(yōu)先程度用用水公平系數(shù)表示，計(jì)算公式為

式中：ｔｍａｘ為用水戶用水次序最大值；ｔｊ為ｊ 用水戶的用水次序。

結(jié)合實(shí)際情況與《中華人民共和國(guó)水法》，用水次序?yàn)樯钣盟?、農(nóng)業(yè)用水、生態(tài)用水、工業(yè)用水。經(jīng)計(jì)算，上述４ 個(gè)用水戶的用水公平系數(shù)依次為０．４０、０．２６、０．２０、０．１４。

２）水源供水次序系數(shù)。各水源供水優(yōu)先程度用供水次序系數(shù)表示，計(jì)算公式為

式中：ｕｍａｘ為水源供水次序最大值；ｕｉ 為ｉ 水源供水次序。結(jié)合實(shí)際情況，確定水源供水次序依次為引黃水、地下水。經(jīng)計(jì)算，引黃水、地下水供水次序系數(shù)分別為０．６７、０．３３。

２．５ 優(yōu)化算法應(yīng)用

遺傳算法（ＧＡ）是一種模擬生物進(jìn)化過(guò)程的優(yōu)化方法，包括編碼、操作、適應(yīng)度評(píng)估和參數(shù)設(shè)置等步驟［１３］ 。該算法通過(guò)選擇、交叉和變異等操作來(lái)尋找最優(yōu)解，類似于自然選擇中的優(yōu)勝劣汰。遺傳算法存在可能過(guò)早收斂到局部最優(yōu)解的局限，不能充分利用某些優(yōu)秀個(gè)體的信息［１４］ 。因此，本研究采用改進(jìn)型非支配遺傳算法（ＮＳＧＡ－ＩＩ），該算法通過(guò)引入分布函數(shù)來(lái)降低選擇優(yōu)秀個(gè)體的難度，可避免算法陷入局部最優(yōu)解。本研究采用基于ＭＡＴＬＡＢ 進(jìn)化算法開(kāi)發(fā)的多目標(biāo)優(yōu)化平臺(tái)ＰｌａｔＥＭＯ［１５］ 對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，從而得到相應(yīng)的最優(yōu)解。

２．６ 配置方案優(yōu)選

２．６．１ 方案優(yōu)選指標(biāo)

水資源優(yōu)化配置應(yīng)遵循綜合效益最大原則，在不同區(qū)域、用水目標(biāo)和部門(mén)間合理分配水資源，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)協(xié)同發(fā)展。為全面反映水資源剛性約束的核心內(nèi)容，推動(dòng)區(qū)域水資源可持續(xù)利用，本研究圍繞水資源優(yōu)化配置的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益三大目標(biāo)，選取能直觀、全面反映水資源優(yōu)化配置的指標(biāo)（區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益、供水量、需水量、缺水量、污染物排放量等），構(gòu)建人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模型。

２．６．２ 方案優(yōu)選指標(biāo)賦權(quán)方法

本研究綜合考慮指標(biāo)的客觀特征和專家的主觀偏好，采用ＣＲＩＴＩＣ 權(quán)重法與層次分析法（ＡＨＰ）［１６］ 進(jìn)行組合賦權(quán)。ＣＲＩＴＩＣ 權(quán)重法是一種基于指標(biāo)的對(duì)比強(qiáng)度和沖突性的客觀賦權(quán)方法，能夠反映指標(biāo)的重要性和差異性；ＡＨＰ 是一種基于判斷矩陣的主觀賦權(quán)方法，能夠反映專家的主觀判斷和偏好。應(yīng)用組合賦權(quán)法對(duì)水資源優(yōu)化配置方案指標(biāo)進(jìn)行組合賦權(quán)，能夠提高權(quán)重的合理性與可信度。

２．６．３ 方案比選方法

ＴＯＰＳＩＳ 法是一種根據(jù)理想解相似性的優(yōu)選評(píng)價(jià)方法，通過(guò)計(jì)算各方案到最優(yōu)、最劣解之間的距離和貼近度來(lái)評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。本研究首先采用ＮＳＧＡ－ＩＩ對(duì)構(gòu)建的水資源優(yōu)化配置模型進(jìn)行求解， 其次采用ＴＯＰＳＩＳ 法，按貼近度的大小對(duì)各種配置方案進(jìn)行排序，貼近度越大則表明方案越優(yōu)。

３ 人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置結(jié)果

３．１ 水資源優(yōu)化配置模型求解

采用ＮＳＧＡ－ＩＩ 求解人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模型，規(guī)劃水平年２０３５ 年５０％、７０％、９０％保證率分別產(chǎn)生１００ 個(gè)方案，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益Ｐａｒｅｔｏ 三維散點(diǎn)圖見(jiàn)圖１，不同保證率的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益最大值和最小值見(jiàn)表５。

３．２ 方案比選結(jié)果

將不同保證率下規(guī)劃水平年２０３５ 年１００ 種配置方案貼近度按由大到小的順序進(jìn)行排序，發(fā)現(xiàn)５８、２５和５５ 號(hào)方案的貼近度分別為５０％、７０％、９０％保證率下的最大值，從而被確定為最優(yōu)配置方案。不同保證率下２０３５ 年水資源優(yōu)化配置最優(yōu)方案的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益見(jiàn)表６。

３．３ 結(jié)果分析

１）缺水分析。不同保證率下２０３５ 年人民勝利渠灌區(qū)水資源優(yōu)化配置情況見(jiàn)表７。

２）供水結(jié)構(gòu)分析。不同保證率下２０３５ 年人民勝利渠灌區(qū)不同用水戶供水占比見(jiàn)表８。由表８ 可知：生態(tài)用水量占比基本保持穩(wěn)定，為５％左右，表明本次水資源優(yōu)化配置充分考慮了生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需求，生態(tài)用水得到了保障；生活用水量和工業(yè)用水量占比隨保證率提高呈下降趨勢(shì)，分別由５０％保證率的１４．６％和１４．０％下降到９０％保證率的１０．９％和１０．９％，而農(nóng)業(yè)用水量占比呈明顯的上升趨勢(shì)，從５０％保證率的６５．２％上升到９０％保證率的７３．５％，說(shuō)明隨著供水保證率的提高，農(nóng)業(yè)用水量的比例逐漸提高，降低了生活用水量和工業(yè)用水量的比例。農(nóng)業(yè)始終是用水大戶，灌區(qū)管理部門(mén)應(yīng)采取有效措施，切實(shí)提高農(nóng)業(yè)用水效率，實(shí)行水資源節(jié)約集約利用。

５ 結(jié)論

１）人民勝利渠灌區(qū)２０３５ 年不同區(qū)域缺水狀況差異明顯，延津縣缺水量和缺水率最大（５０％、７０％、９０％保證率下的缺水率分別為９．９６％、９．７７％、９．７６％），其次為新鄉(xiāng)縣。

２）供水結(jié)構(gòu)隨供水保證率變化顯著。隨著保證率的提高，生態(tài)用水量占比保持相對(duì)穩(wěn)定，而生活用水量和工業(yè)用水量占比有所下降，農(nóng)業(yè)用水量占比則顯著上升。

３）農(nóng)業(yè)始終是用水大戶，灌區(qū)管理部門(mén)應(yīng)采取有效措施，切實(shí)提高農(nóng)業(yè)用水效率，實(shí)行水資源節(jié)約集約利用。本研究尚存在一些不足之處，如在灌區(qū)水資源優(yōu)化配置過(guò)程中未考慮作物種類、灌溉方式等因素，配置指標(biāo)選取不夠全面，且配置結(jié)果僅從缺水量、缺水率及供水結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析，實(shí)踐價(jià)值有所欠缺。下一步應(yīng)全面考慮灌區(qū)特性、生態(tài)環(huán)境等因素，將灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉方式等作為優(yōu)化變量，進(jìn)一步完善灌區(qū)水資源優(yōu)化配置模型，為水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供更有價(jià)值的參考。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 楊培嶺，李云開(kāi)，曾向輝，等．生態(tài)灌區(qū)建設(shè)的理論基礎(chǔ)及其支撐技術(shù)體系研究［Ｊ］． 中國(guó)水利，２００９（１４）：３２ －３５，５２．

［２］ ＭＵＬＶＩＨＩＬＬ Ｍ Ｅ，ＤＲＡＣＵＰ Ｊ Ａ．Ｏｐｔｉｍａｌ Ｔｉｍｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｚｉｎｇ"ｏｆ ａ Ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｖｅ Ｕｒｂａｎ Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ Ｗａｓｔｅ Ｗａｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｉｎｇ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅ?"ｓｅａｒｃｈ，１９７４，１０（２）：１７０－１７５．

［３］ ＢＥＴＴＥＲＴＯＮ Ｃ．ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＳｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｎａｉｌ Ｈｏｓｔｓ ｏｆ Ｓｃｈｉｓｔｏ?ｓｏｍｉａｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｄ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ａｒｅａ，Ｂｏｒｎｏ Ｓｔａｔｅ，Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｎｉｇｅｒｉａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｒｉｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，１９８４，７（１）：４３－５７．

［４］ ＢＵＲＡＳ Ｎ．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｗａｔｅｒ Ｒｅ?ｓｏｕｒｃｅｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ：Ａ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｍａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙ，１９７２，１４（２）：３３９－３６２．

［５］ ＭＩＮＳＫＥＲ Ｂ Ｓ，ＰＡＤＥＲＡ Ｂ，ＳＭＡＬＬＥＹ Ｊ Ｂ．Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ"ｆｏｒ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ ｉｎ Ｗａｔｅｒ Ｒｅ?ｓｏｕｒｃｅｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｍｏｄｅｌｓ Ｕｓｉｎｇ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ"Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｃａｌｇａｒｙ，Ｃａｎａｄａ：［ｓ．ｎ．］，２０００：３３－４６．

［６］ ＭＣＫＩＮＮＥＹ Ｄ Ｃ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｔ"ｔｈｅ Ｂａｓｉｎ Ｌｅｖｅｌ：Ｒｅｖｉｅｗ ａｎｄ Ｆｕｔｕｒｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒ"Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９４，３０（６）：１６１－１８３．

［７］ 王順久，侯玉，張欣莉，等．中國(guó)水資源優(yōu)化配置研究的進(jìn)展與展望［Ｊ］．水利發(fā)展研究，２００２，２（９）：９－１１．

［８］ 華士乾．水資源系統(tǒng)分析指南［Ｍ］．北京：中國(guó)水利水電出版社，１９８８：１１－１５．

［９］ 曾賽星，劉慶華．河套灌區(qū)甜菜優(yōu)化灌溉制度的研究［Ｊ］．中國(guó)甜菜，１９９２（３）：２１－２４．

［１０］ 張展羽，司涵，馮寶平，等．缺水灌區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源優(yōu)化配置模型［Ｊ］．水利學(xué)報(bào)，２０１４，４５（４）：４０３－４０９．

［１１］ 唐德善．大流域水資源多目標(biāo)優(yōu)化分配模型研究［Ｊ］．河海大學(xué)學(xué)報(bào)，１９９２，２０（６）：４０－４７．

［１２］ 張文達(dá)，李牧翰，趙喜萍，等．面向高質(zhì)量發(fā)展的缺水地區(qū)水資源優(yōu)化配置模型及應(yīng)用［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（２）：７３－７９．

［１３］ 席裕庚，柴天佑，惲為民．遺傳算法綜述［Ｊ］．控制理論與應(yīng)用，１９９６（６）：６９７－７０８．

［１４］ 邊霞，米良．遺傳算法理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展［Ｊ］．計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，２０１０，２７（７）：２４２５－２４２９，２４３４．

［１５］ ＴＩＡＮ Ｙ，ＣＨＥＮＧ Ｒ，ＺＨＡＮＧ Ｘ，ｅｔ ａｌ．ＰｌａｔＥＭＯ：Ａ ＭＡＴＬＡＢ Ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ Ｍｕｌｔｉ?Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｍａｇａｚｉｎｅ，２０１７，１２（４）：７３－８７．

［１６］ 張修宇，周瑩，楊淇翔，等．河南省引黃受水區(qū)水資源利用效率綜合評(píng)價(jià)［Ｊ］．人民黃河，２０２１，４３（１０）：８１－８５．

【責(zé)任編輯 張華興】

基金項(xiàng)目：河南省科技研發(fā)計(jì)劃聯(lián)合基金資助項(xiàng)目（２３２１０３８１０１０２）； 水利部黃河流域水治理與水安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（籌）研究基金資助項(xiàng)目（２０２３－ＳＹＳＪＪ－０４）；河南省重大公益科技專項(xiàng)（２０１３００３１１５００）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（２１２１０２３１１１５６）；水利部黃河泥沙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金資助項(xiàng)目（ＨＨＮＳ２０２００５）