基于GWAS模型的海原縣域水資源優(yōu)化配置研究

中圖分類號：S2；TV21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-204X（2025）04-0022-09

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2025.04.004

Optimal Allocation of Water Resources in Haiyuan County Based on GWAS Model

Wang Le’，Bao Ziyun'， Zhang Haitao2 （1.Ningxia Instituteof Water Conservancy，Yinchuan，Ningxia 75OO21；2.Chinese Instituteof WaterResources and Hydropower，Beijing 100038）

Abstract The optimal alocation of water resources isa key measure to balance water and development，which can ease the contradiction between supply and demand of water resources and promote the coordinated development between economy and ecology.Therefore，the development and utilization of water resources in Haiyuan County was analyzed with the method of water resources evaluation，the GWAS（general water allocation and simulation）configuration model wasconstructed，anda study on the optimal allocation of water resources in Haiyuan County in the planning year（2O25，2O035） was conduct to provide a theoretical basis for thecoordinated development of water resources，watershed andregional economic，social and ecological environmental protection in Haiyuan County.The resultsshow that the water supply in the planned years （2025 and 2035） will reach 127.O6 million m3 and 128.92 million m3 respectivelyunder 75% of the inflow conditions， whichcan'tmeet the full alocation of water consumption.Itissuggestedtostrengthen theutilizationof unconventional water sources，rationallyalocate YellowRiver diversionwaterandgroundwaterresources，and realize the optimal allocation of county water resources.

Key Words Haiyuan County;Water scarcity; GWAS model; Optimal alocation of water resources

海原縣地處寧夏中部干旱帶，東與固原市原州區(qū)相連，南與西吉縣接壤，西臨甘肅靖遠(yuǎn)縣、會寧縣，北瀕中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)、同心縣。截至2021年末，全縣常住人口有107萬戶33.7萬人。其中：城鎮(zhèn)人口12.0萬人，農(nóng)村人口21.7萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率為 35.61% 。海原縣是中衛(wèi)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要區(qū)域，也是拉動寧夏區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的主要動力之一I。然而，干旱少雨的氣候條件、匱乏的水資源與日益增長的用水需求，嚴(yán)重影響了海原縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性；庫壩蓄水量不足、地下水超采等情況，嚴(yán)重影響了海原縣糧食安全和生態(tài)安全；同時，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)粗放、抗旱節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)缺乏、水資源利用效率低，逐漸成為限制海原縣旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸問題2]。因此，開展海原縣域水資源配置研究，是全面貫徹習(xí)近平總書記“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)\"重要指示精神，解決海原縣水資源短缺、用水矛盾突出等問題，推動水資源利用由粗放低效向集約節(jié)約高效根本轉(zhuǎn)變的現(xiàn)實需求，也為海原縣經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。

水資源利用系統(tǒng)常與經(jīng)濟(jì)城鎮(zhèn)化、人口農(nóng)業(yè)等進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)分析。近年來，諸多研究者通過不同的研究方法解決區(qū)域內(nèi)水資源配置問題，如遺傳算法、魚群算法、粒子群算法等，其中改進(jìn)后的遺傳算法是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的多目標(biāo)遺傳算法之一，具有運(yùn)行速度快、解集收斂性好等優(yōu)點[。但氣候狀況、地形地貌等水文要素的變化對區(qū)域水資源分布變化有著極大影響，因此區(qū)域性水資源優(yōu)化配置研究具有多目標(biāo)性、動態(tài)變化性、復(fù)雜性等特點。桑學(xué)鋒等2開發(fā)了水資源綜合模擬與調(diào)配模型，即GWAS模型，可在兼顧生態(tài)用水的前提下，讓有限的水資源發(fā)揮最大的社會、經(jīng)濟(jì)效益，該模型因操作簡便、流程設(shè)置清晰被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)水文模型通常以行政分區(qū)為基礎(chǔ)，而GWAS模型結(jié)合了自然-社會的二元水循環(huán)理論特點，將水資源（流域）分區(qū)與行政區(qū)劃相結(jié)合，在兼顧生態(tài)用水的基礎(chǔ)上進(jìn)行水資源優(yōu)化配置[3]。欒清華等[14利用此模型對武安市水資源進(jìn)行了優(yōu)化配置，明顯改善了該區(qū)域供水結(jié)構(gòu)。張堯堯等5利用此模型對榆林市水資源進(jìn)行了優(yōu)化配置，榆林市供水結(jié)構(gòu)及供水平衡情況得到明顯改善。嚴(yán)子奇等利用此模型對坪山河流域生態(tài)補(bǔ)水進(jìn)行研究，識別了現(xiàn)狀條件下各斷面生態(tài)流量保障程度，顯著提高了坪山河流域生態(tài)補(bǔ)水水平。

基于此，本文選取海原縣作為研究區(qū)域，以現(xiàn)狀年（2021年）為基礎(chǔ)，構(gòu)建海原縣GWAS模型，得出規(guī)劃年（2025年、2035年）不同來水情景下的水資源優(yōu)化配置方案，以期為海原縣區(qū)域水資源精細(xì)化管理及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

1 研究區(qū)域

海原縣位于寧夏回族自治區(qū)中南部，地處東經(jīng)105^°09^′～106^°10^′ 北緯 36^°06^′～37^°04^′ 之間，隸屬中衛(wèi)市，區(qū)域總面積為 6899km^2[17] 。海原縣具有干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)量大，風(fēng)大沙多，日照充足等氣候特點。多年平均降水量為 340mm ，由北向南遞增，年內(nèi)降水分布極不均衡，多年平均蒸發(fā)量達(dá) 1200mm ，平均氣溫為 8% 。海原縣縣域內(nèi)主要水系為清水河，包括西河流域（園河、麻春河、賀堡河、楊坊河、馬營河、沙溝河）、中河流域（楊明河）、莧麻河流域（撒臺河、鄭旗河）；祖厲河水系集中在縣西南部的關(guān)莊鄉(xiāng)，有大路溝、大西溝、小西溝、胡兒岔溝、宋家莊溝5條河流；內(nèi)陸河水系分布在西華山西坡的西安鎮(zhèn)黃家洼山和陳家洼山之間（圖1、圖2）。

2 研究方法

2.1 水資源評價

本次水資源評價根據(jù)寧夏水資源第三次調(diào)查評價1956—2016年徑流深等值線圖（圖3），量算海原縣多年平均年徑流深，多年平均徑流量按下式計算：

式中： L 為多年平均徑流量（萬 m³ ）， M_i 為相鄰兩徑流深等值線間的面積 （km²），J_i 為各相鄰兩徑流深等值線的平均值 （_mm），P 為水資源評價面積 （km² ）。

水資源總量是指當(dāng)?shù)亟邓纬傻牡乇砗偷叵庐a(chǎn)水量，即地表徑流量與降水入滲補(bǔ)給量之和，不包括外來水量。地下水資源按照清水河干流、西河、莧麻河、楊明河、祖厲河、內(nèi)陸河分區(qū)進(jìn)行評價。水資源總量用下式計算：

W=B_s+J_r=B+J_r-B_g

式中： W 為水資源總量， B_s 為地表徑流量（即河川徑流量與河川基流量之差值）， J_r 為降水入滲補(bǔ)給量（山丘區(qū)用地下水總排泄量代替）， B 為河川徑流量（即地表水資源量）， B_g 為河川基流量（平原區(qū)為降水入滲補(bǔ)給量形成的河道排泄量）。

2.2 GWAS模型運(yùn)行過程

2.2.1 模型簡介

GWAS （General Water Allocation and SimulationModel）即水資源動態(tài)配置與模擬通用系統(tǒng)平臺，是WAS（WaterAllocation andSimulation Model）水資源動態(tài)調(diào)配與模擬模型的應(yīng)用操作軟件，集成QGIS/SQLite數(shù)據(jù)庫和WAS模型等技術(shù)開發(fā)而成，可以實現(xiàn)對區(qū)域／流域水資源水量的水質(zhì)模擬、評價、水資源配置及報表輸出等功能，使用戶能快速和全面地評價、研究區(qū)域水資源狀況，便于管理人員根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況動態(tài)修正水資源配置，為區(qū)域水資源的高效管理和優(yōu)化配置提供支撐。

技術(shù)架構(gòu)如圖4所示：

2.2.2 模型運(yùn)行策略

模型在水資源供需目標(biāo)的基礎(chǔ)上設(shè)計荷載均衡、空間均衡，并作為目標(biāo)函數(shù)，荷載均衡表現(xiàn)為單元內(nèi)部行業(yè)用水負(fù)荷的滿足程度；根據(jù)行業(yè)缺水率最小指標(biāo)反應(yīng)，空間均衡表現(xiàn)為各行業(yè)不同單元用水公平性；根據(jù)行業(yè)空間單元缺水率方差指標(biāo)反應(yīng)，對目標(biāo)函數(shù)求解，實現(xiàn)模型對水資源均衡發(fā)散的測算

目標(biāo)函數(shù)：

① 荷載均衡目標(biāo)－缺水率最小

式中： L（xt） 為荷載均衡目標(biāo)， SW（X_ht） 為供水脅迫函數(shù)， q_k 為行業(yè)用戶懲罰系數(shù)， 為時段區(qū)域單元u 中行業(yè)用戶 h 的缺水率， Sob_h 為時段區(qū)域行業(yè)用水h 的供水脅迫目標(biāo)理想值， B_h 為區(qū)域行業(yè)用戶 h 的最低用水保證率， h 為區(qū)域行業(yè)用水戶類型， mh 為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目， u 為區(qū)域單元， mu 為區(qū)域單元最大數(shù)目， Ψ_t 為計算時段。

② 空間均衡－公平性最優(yōu)：

式中： S（xt） 為空間均衡目標(biāo)， GP（X_ht） 為公平性函數(shù)， q_ht 為行業(yè)用戶懲罰系數(shù)， x_ht^u 為區(qū)域單元 u 中行業(yè)用戶 h 的缺水率， 為區(qū)域單元 u 中行業(yè)用戶 h 的缺水率均值， h 為區(qū)域行業(yè)用水戶類型， mh 為區(qū)域行業(yè)用水戶類型的最大數(shù)目， u 為區(qū)域單元， mu 為區(qū)域單元最大數(shù)目， Φ_t 為計算時段。

約束條件包括：水供水能力約束，即水源供水量應(yīng)滿足水源的可供水量約束條件。分質(zhì)供水約束，即考慮不同用戶的用水水質(zhì)要求，水源供水應(yīng)滿足分值供水標(biāo)準(zhǔn)約束條件。生態(tài)流量約束，即河道流量應(yīng)滿足河道生態(tài)基流約束條件。

3模型運(yùn)行結(jié)果分析

3.1海原縣年水資源需求分析

3.1.1規(guī)劃年人口發(fā)展與城鎮(zhèn)化需水預(yù)測

（1）人口發(fā)展及城鎮(zhèn)化規(guī)模。截至2021年末，全縣常住總?cè)丝跒?3.7萬人，其中：城鎮(zhèn)人口12.0萬人，農(nóng)村人口21.7萬人，自然增長率為 8.19‰ ，常住人口城鎮(zhèn)化率為 35.61% 。海原縣近5年（2017—2021年）平均人口自然增長率為 12.07‰ ，城鎮(zhèn)化率為 27% ，規(guī)劃至2025年，人口自然增長率在 12.82‰ 以內(nèi)，本次人口預(yù)測自然增長率取 12.07‰ ，全縣城鎮(zhèn)化率取 45% ;規(guī)劃至2035年自然增長率仍按 12.07‰ 計，城鎮(zhèn)化率取 55% ，規(guī)劃水平年的總?cè)丝诟鶕?jù)現(xiàn)狀年人口按自然增長率計算，城鎮(zhèn)人口按規(guī)劃年城鎮(zhèn)化率計算，農(nóng)村人口由總?cè)丝跍p城鎮(zhèn)人口而得。由于規(guī)劃年城鎮(zhèn)化率的提高，城鎮(zhèn)人口呈增長趨勢，農(nóng)村人口呈下降趨勢，如表1所示。

（2）城鄉(xiāng)人口生活需水。生活需水量包括城鎮(zhèn)生活需水量和農(nóng)村生活需水量。城鎮(zhèn)生活用水為綜合用水，包括城鎮(zhèn)居民日常生活用水、公共設(shè)施用水等；農(nóng)村生活用水包括居民和家庭散養(yǎng)畜禽用水。以上用水均包括消防用水量、管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量等。

根據(jù)《寧夏生活用水定額》，海原縣屬于三類地區(qū)，城市生活用水定額規(guī)劃2025年取 120L 人 ^-1?d^-1 ，2035年取 130L ·人 Ω^-1?d^-1 。農(nóng)村生活用水定額規(guī)劃2025年取 70L ·人 ^-1?d^-1 （包括散養(yǎng)畜禽用水），2035年取 80L 人 ^-1?d^-1 （包括散養(yǎng)畜禽用水）?？紤]管網(wǎng)輸水損失，生活需水量預(yù)測成果見表2。

3.1.2規(guī)劃年工業(yè)產(chǎn)業(yè)需水預(yù)測

海原縣的工業(yè)主要集中在海興開發(fā)區(qū)，根據(jù)海原縣工業(yè)企業(yè)用水最新確權(quán)成果所示，目前入駐海興開發(fā)區(qū)的工業(yè)企業(yè)有33家，其中：在公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的有32家，不在覆蓋范圍內(nèi)的有1家。園區(qū)企業(yè)以農(nóng)副產(chǎn)品加工、風(fēng)能裝備制造、光伏發(fā)電新能源新材料制造、絨業(yè)服裝輕紡及生物醫(yī)藥制藥產(chǎn)業(yè)為主。

“十四五\"期間計劃新增建設(shè)項目16個，2035年該產(chǎn)業(yè)園區(qū)招商引資情況尚不明確，暫按現(xiàn)有企業(yè)數(shù)量及“十四五\"新增企業(yè)設(shè)計產(chǎn)能作為目標(biāo)發(fā)展規(guī)模。按照行業(yè)用水定額并考慮管網(wǎng)損失，預(yù)測規(guī)劃年海原縣工業(yè)需水量如表3所示。

3.1.3規(guī)劃年農(nóng)業(yè)種植需水預(yù)測

根據(jù)海原縣最新農(nóng)業(yè)用水確權(quán)成果并結(jié)合2021年發(fā)展高效節(jié)灌的面積可知，海原縣總灌溉面積為3.53萬 hm² ，包括揚(yáng)黃灌區(qū)1.83萬 hm² （其中高效節(jié)灌0.41萬 hm² ，含三塘灌區(qū)0.07萬 hm² ，庫井灌區(qū)1.70萬 （其中高效節(jié)灌0.47萬 hm² ）。規(guī)劃2025年中部干旱帶揚(yáng)黃灌區(qū)高效節(jié)灌率達(dá) 80% ，庫井灌區(qū)高效節(jié)灌率達(dá) 90%;2035 年全縣3.53萬 hm² 灌溉面積全部發(fā)展為高效節(jié)灌農(nóng)業(yè)。根據(jù)作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉水利用系數(shù)、灌溉定額、灌水方式等，計算規(guī)劃年種植業(yè)需水量見表4。

3.1.4規(guī)劃年規(guī)?；B(yǎng)殖需水預(yù)測

海原縣規(guī)模化養(yǎng)殖以肉牛和羊為主，截至2021年末，全縣肉牛飼養(yǎng)量為32萬頭，存欄量為12.75萬頭；羊飼養(yǎng)量為85萬只，存欄量為51.93萬只；豬和雞的飼養(yǎng)量分別為4萬頭和20萬只。規(guī)劃2025年肉?？傦曫B(yǎng)量達(dá)到40萬，羊總飼養(yǎng)量達(dá)到115萬只；按照每年增加2萬頭預(yù)測，2035年肉牛與羊的總飼養(yǎng)量分別為60萬頭和138萬只，豬和雞的飼養(yǎng)量維持4萬頭和20萬只不變。根據(jù)行業(yè)用水定額并考慮管網(wǎng)損失，規(guī)劃年規(guī)模化養(yǎng)殖需水量見表5。

3.1.5規(guī)劃年生態(tài)需水預(yù)測

海原縣生態(tài)用水主要用于城市綠化。城市綠化用水以城市人口為基數(shù)，按人均綠地標(biāo)準(zhǔn)和綠化定額估算凈需水量，再考慮綠地田間水利用系數(shù)0.93和10% 的管網(wǎng)損失后計算毛需水量。城市綠化用水原則上采用中水。根據(jù)寧夏回族自治區(qū)生態(tài)立區(qū)戰(zhàn)略，各市（縣、區(qū)）規(guī)劃年人均綠地標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在現(xiàn)狀年人均公園綠地面積指標(biāo)的基礎(chǔ)上有一定增長，考慮到寧夏中南部經(jīng)濟(jì)較為落后、城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程較慢，同時受水資源限制，其增長幅度不應(yīng)過大。因此將2025年、2035年人均公園綠地標(biāo)準(zhǔn)均按照 20m² ·人-取定。根據(jù)行業(yè)用水定額并考慮管網(wǎng)損失，規(guī)劃年生態(tài)需水量見表6。

3.1.6規(guī)劃年各行業(yè)總需水量預(yù)測

綜上所述，預(yù)測各行業(yè)規(guī)劃年總需水量見表7。

3.2水資源供給分析

3.2.1規(guī)劃年地表蓄水工程可供水量

去掉縣域內(nèi)河道生態(tài)基流、泥沙量、蒸發(fā)量、滲漏損失后，各蓄水工程的可供水量見表8。

3.2.2規(guī)劃年淺層地下水可供水量

根據(jù)《寧夏水文手冊》資料顯示，考慮山區(qū)地下水開采條件、水質(zhì)、開采后對環(huán)境的影響等因素，結(jié)合各分區(qū)實際開采情況和地下水特點，用系數(shù)法估算海原縣地下水可開采量。目前，海原縣地下水可開采系數(shù)在 0.2～0.6 之間，多年平均地下水可開采量為2574萬 。從涵養(yǎng)和保護(hù)地下水資源考慮，根據(jù)寧夏最嚴(yán)格水資源管理原則，2021年寧夏水行政主管部門批準(zhǔn)海原縣淺層地下水取水指標(biāo)為2100萬 m³ ，不得超水權(quán)開采地下水。

3.2.3揚(yáng)黃工程可供水量

（1）寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程。該工程于2012年開工建設(shè)，2016年10月基本建成通水，以涇河上游源區(qū)為水源地，以龍?zhí)端畮熳鳛槭撞咳∷畼屑~，引水至固原市南郊，輸水線路總長為 74.394km （2號《寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全水源工程可行性研究報告》顯示，海原縣共分配492萬 m³ 水量，其中：城市284萬 m³ ，農(nóng)村208萬 m³ 。

（2）揚(yáng)黃區(qū)域居民飲水量。通過10泵站和11泵站，分配給海原縣居民飲水量為195萬 m³ 。

（3）揚(yáng)黃灌溉工程。海原縣在固海揚(yáng)水工程六至十泵站、十一泵站的灌溉面積為1.37萬 hm² ，分配給海原縣灌溉水量為7700萬 m³ 。同時，在中部干旱帶西安鎮(zhèn)供水水源工程建成后，自2020年起從中衛(wèi)市全市范圍內(nèi)調(diào)劑2000萬 m³ 的黃河水指標(biāo)，用于海原縣西河中型灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉。

3.2.4規(guī)劃年新增供水工程可供水量

（1）清水河流域城鄉(xiāng)供水工程。清水河城鄉(xiāng)供水工程以地下水為水源，于2023年建成后替代寧夏中南部城鄉(xiāng)飲水安全水源工程、揚(yáng)黃居民飲水、海原縣城水源地及海原新區(qū)供水工程，2025年分配給海原縣供水指標(biāo)為1783萬 m³ ，其中：城鄉(xiāng)生活用水量為1579萬 m³ ，規(guī)?；B(yǎng)殖用水量為22萬 m³ ，工業(yè)園區(qū)用水量為182萬 m³ 。2035年分配給海原縣供水量為2257萬 m³ ，其中：城鄉(xiāng)生活用水為1871萬 m³ ，規(guī)模化養(yǎng)殖用水為21萬 m³ ，產(chǎn)業(yè)園區(qū)用水為365萬 m³ 。

（2）新增非常規(guī)水量。根據(jù)海原縣城和海興開發(fā)區(qū)2022—2025年、2035年生活和工業(yè)需水量，規(guī)劃生活污水量為平均日用水量的 70%～80% ，本次生活污水排放系數(shù)取0.70；工業(yè)污水排放系數(shù)為 0.20～0.50 ，本次取0.30;污水廠自用水量為平均日用水量的 10% ，2022—2025年非常規(guī)水量為366萬 m³～456 萬 m³，2035 年非常規(guī)水量為717萬 m³ 。

3.2.5規(guī)劃年各水源工程可供水量

規(guī)劃年在考慮現(xiàn)有供水工程保持供水能力不減少的情況下，通過支流與黃河干流水指標(biāo)置換，解決支流水利用成本高、難度大的問題；對超采區(qū)的地下水進(jìn)行合理壓采置換，并加大非常規(guī)水利用量。清水河流域城鄉(xiāng)供水工程建成后，為海原縣城鄉(xiāng)生活提供可供水量。具體見表9、表10。

3.3水資源供需平衡分析

對海原縣規(guī)劃年水資源供需平衡分析結(jié)果如表11所示，可以看出海原縣2025年需水量為13996萬 m³ 在 50%～85% 來水條件下，供水能力滿足需水量，但需要進(jìn)行水源調(diào)配；在 95% 來水條件下，只考慮生活和工業(yè)用水，則缺水1005萬 m³ 。

單位：萬 m³

2035年需水量為14256萬 m³ ，在 50%～85% 來水條件下，供水能力滿足需水量，但需要進(jìn)行水源調(diào)配；在 95% 來水條件下，只考慮生活和工業(yè)用水，則缺水1566萬 m³ 。

3.4GWAS模型最終配置結(jié)果分析

利用GWAS模型得到配置結(jié)果如表12所示，海原縣以全面貫徹寧夏“四水四定\"管控指標(biāo)為前提，在75% 來水條件下，海原縣2025年共配置12706萬 m³ 將可利用量全部進(jìn)行配置。其中：本地地表水共配置230萬 m³ ，全部向農(nóng)業(yè)供給；淺層地下水2100萬 m³ 全部加入配置，且分別向生活供水1711萬 m³ ，工業(yè)供水72萬 m³ ，農(nóng)業(yè)供水317萬 m³ ；黃河水引調(diào)水全部進(jìn)行配置，分別向生活供水1005萬 m³ ，農(nóng)業(yè)供水9295萬 中水則全部配置為生態(tài)用水，共配置76萬 m³ 。各行業(yè)中，生活、工業(yè)及生態(tài)用水全部得到滿足，缺水率均為 0.00% ，農(nóng)業(yè)缺水率為 11.59% ，全行業(yè)缺水率為9.22% 。最終配置方案為應(yīng)加大對地下水微咸水的利用規(guī)模。

海原縣2035年共配置12892萬 m³ ，將可利用量全部進(jìn)行配置。其中本地地表水共配置230萬 m³ ，全部向農(nóng)業(yè)供給；淺層地下水2257萬 m³ 全部加入配置，且分別向生活供水1996萬 m³ ，工業(yè)供水261萬 m³ ；黃河水引調(diào)水全部進(jìn)行配置，分別向生活供水600萬 m³ 農(nóng)業(yè)供水9700萬 m³ ；中水則全部配置為生態(tài)用水，共配置105萬 m³ 。各行業(yè)中，工業(yè)及生態(tài)用水全部得到滿足，缺水率均為 0.00% ，農(nóng)業(yè)缺水率為 3.85% ，生活用水缺水率為 27.10% ，全行業(yè)缺水率為 9.56% 。最終配置方案為應(yīng)加大對地下水微咸水的利用規(guī)模。

4結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

GWAS模型采用“基本單元-計算單元-水文單元”三級單元劃分方法，在動態(tài)反饋實現(xiàn)方式上提出“實測－分離－耙合－建模－調(diào)控”的水循環(huán)時序動態(tài)反饋模擬方法，本文通過GWAS模型最終配置方案預(yù)測出海原縣規(guī)劃年（2025年、2035年）可供用水量的全部配置。在寧夏用水權(quán)管控方案限定取水上限的前提下，各規(guī)劃年總需水量不變，在各水源可供水的基礎(chǔ)上，加大非常規(guī)水利用規(guī)模，2025年揚(yáng)黃灌區(qū)和庫井灌區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)灌率分別達(dá)到 80% 和 90% ，至2035年揚(yáng)黃灌區(qū)和庫井灌區(qū)農(nóng)業(yè)高效節(jié)灌率全部達(dá)到 100% 。同時在各規(guī)劃年期間，在清水河干流、西河、莧麻河、楊明河、祖厲河、內(nèi)陸河流域新建、除險及加固水庫，取用地表水作為農(nóng)業(yè)補(bǔ)充用水，并在樹臺鄉(xiāng)、西安鎮(zhèn)、關(guān)橋鄉(xiāng)、紅羊鄉(xiāng)、賈塘鄉(xiāng)、九彩鄉(xiāng)、鄭旗鄉(xiāng)、李旺鎮(zhèn)、三河鎮(zhèn)、七營鎮(zhèn)、甘鹽池管委會等地下水分布區(qū)域新增地下微咸水取水工程，提高各規(guī)劃年可供水量。

4.2建議

根據(jù)寧夏“四水四定”管控要求，海原縣應(yīng)在優(yōu)先保障居民生活用水和經(jīng)濟(jì)發(fā)展剛性用水需求的前提下，合理發(fā)展縣域綠化規(guī)模，提高生活用水效率，挖掘節(jié)水潛力，減少新的用水需求。海原縣工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)處于初級階段，應(yīng)合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，避免造成水資源浪費。農(nóng)業(yè)灌溉面積應(yīng)控制在管控指標(biāo)范圍內(nèi)，合理發(fā)展優(yōu)勢特色農(nóng)業(yè)，推廣高效節(jié)水灌溉技術(shù)，提高灌溉水利用效率，大力挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，按照以水定產(chǎn)原則，合理規(guī)劃規(guī)模化養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)模

海原縣為典型的資源型缺水縣，在實現(xiàn)內(nèi)部節(jié)水、治污的同時，解決海原縣缺水最根本的途徑是實行調(diào)水工程，解決本縣水資源不足的問題。同時，應(yīng)爭取每年地下水指標(biāo)在1100萬 m³ 以上，以緩解農(nóng)業(yè)缺水問題；積極爭取高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田與現(xiàn)代高效節(jié)水農(nóng)業(yè)項目，提高高效節(jié)水灌溉率，灌溉水利用系數(shù)應(yīng)達(dá)到0.78，減少農(nóng)業(yè)取水量。根據(jù)農(nóng)業(yè)、規(guī)?；B(yǎng)殖取用當(dāng)?shù)叵趟膶嶋H需求，進(jìn)行低成本苦咸水凈化技術(shù)和裝備引進(jìn)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洋，馬彥軍.海原縣深化體制機(jī)制改革激發(fā)民營經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力[N].中衛(wèi)日報，2023-05-16（02）.

[2]姚孟.海原縣水資源管理現(xiàn)狀及解決對策[]．山西農(nóng)經(jīng)，2016（15）：20.

[3]苗峻瑜.黃河流域工業(yè)水資源效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)分析[].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2023，42（9）：142-150.

[4]侯雷．武漢市城市化與水資源協(xié)調(diào)發(fā)展研究[].人民長江，2023，54（8）：124-130.

[5]楊思敏.黃河河龍區(qū)間人水耦合系統(tǒng)特征變化及協(xié)調(diào)度評估[D].西安：西安理工大學(xué)，2023.

[6]張恩月，蘇迎慶，張云楓，等.汾河流域水土資源耦合協(xié)調(diào)格局及驅(qū)動因素[J].中國沙漠，2023，43（3）：169-177.

[7]顧佳?。诨旌线z傳算法的區(qū)域水資源優(yōu)化調(diào)度方法研究[J].四川水利，2023，44（3）：113-118.

[8]莊維剛，董德學(xué)，王志浩.基于人工魚群算法的區(qū)域水資源優(yōu)化配置方法研究[.水利技術(shù)監(jiān)督，2022（3）：58-61，95.

[9]杜佰林，張建豐，高澤海，等．基于模擬退火粒子群算法的水資源優(yōu)化配置[].排灌機(jī)械工程學(xué)報，2021，39（3）：292-299.

[10]沙金霞.改進(jìn)的NSGA-Ⅱ法在邢臺市水資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用[J].水電能源科學(xué)，2018，36（5）：21-25.

[11]常奐宇.WAS模型研發(fā)改進(jìn)與京津冀水資源配置應(yīng)用[D].北京：中國水利水電科學(xué)研究院，2019.

[12]桑學(xué)鋒，王浩，王建華，等．水資源綜合模擬與調(diào)配模型WAS（I）：模型原理與構(gòu)建[J].水利學(xué)報，2018，49（12）：1451-1459.

[13]王華.基于WAS模型的水資源綜合模擬與調(diào)配研究[]價值工程，2022，41（18）：23-25.

[14]欒清華，高昊悅，劉紅亮，等.基于GWAS模型的武安市水資源優(yōu)化配置[J].水資源保護(hù)，2023，39（3）：32-42.

[15]張堯堯，白峰境.基于GWAS模型的榆林市水資源優(yōu)化配置[].陜西水利，2024（12）：31-34.

[16]嚴(yán)子奇，周祖昊，王浩，等．基于精細(xì)化水資源配置模型的坪山河流域生態(tài)補(bǔ)水研究.中國水利，2020（22）：28-30，33.

[17]呂安豹．海原縣水利發(fā)展現(xiàn)狀分析[]．河南農(nóng)業(yè)，2016（20）：76-77.

[18]自治區(qū)水利廳．自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)回族自治區(qū)有關(guān)行業(yè)用水定額（修訂）的通知[R/OL].（2020-09-22）[2024-12-13]. https：//slt.nx.gov.cn/slzt/sdjsksxd/zlxz/202302/t20230214_3956457.html.

[19]水文資源監(jiān)測預(yù)警中心.水文手冊[M].銀川：人民教育出版社，2020.責(zé)任編輯：周慧實習(xí)編輯：馬思怡