黑河流域的水资源
黑河流域水资源及现阶段合理开发利用
黑河是我国西部较大的一条内陆河 , 跨越祁连 山 、河西走廊 、阿拉善高原三大地貌单元 , 气候特 征及生态景观具有明显的地理分带性. 上游山区是 流域水资源的形成区 , 山高谷深 , 降水丰富 , 发育 现代冰川 ; 中游走廊平原 、戈壁 、荒漠与绿洲交替 分布 , 受构造盆地控制 , 地表水与地下水相互转 化 , 为区域水资源的径流带 ; 下游额济纳平原为水 资源的耗散带 , 平原北部的居延海则是黑河的归 宿. 特定的自然条件决定了黑河流域水资源具有上 、 中 、下游的共享性和继承性. 然而 , 近年来随着黑 河中上游土地资源的不断开发和经济的发展 , 用水 量大幅增加 , 进入下游额济纳绿洲的水量逐渐减 少 , 产生了河道断流 、湖泊干涸 、土地荒漠化 、植 被大片死亡等一系列生态环境问题. 为了拯救下游 天然绿洲 , 改善生态环境 , 自 1992 年起国家就要求 对黑河干流实行中 、下游水资源计划调度. 随后 , 1999 年开始实施国家分水方案 , 即一般平水年由 正义峡给下游下泄地表水量 9. 5 ×108 m3 (2001 年 调水获得成功 , 使干涸 8 a 之久的居延海重新积 水) [1 - 2 ] . 为此 , 自 1999 年起开展了黑河流域的地
计算单元
天然补给
补给量/ (104 m3 ·a - 1)
人工补给
流域
盆地
张掖盆地
中 盐池盆地
黑 游 酒泉盆地
河
小计
金塔盆地
流 下 鼎新盆地
域 游 额济纳盆地
小计
合
计
河水入渗 46693 514 29944 77151
11917 53025 64942 142093
沟谷潜流 11750 2364 3701 17815
从黑河调水的成果浅谈水资源的可持续利用
从黑河调水的成果浅谈水资源的可持续利用摘要：通过对黑河调水工程实施效果分析，提出流域内实现水资源的可持续性发展，需在完善工程措施的前提下，科学合理的进行水量调度。
关键词：黑河调水；水资源的可持续利用；节水改造黑河发源于祁连山北麓，流经青海、甘肃止内蒙古的居延海，干流全长821km。
出山口莺落峡以上为上游，河道长303km，两岸山高谷深，河床陡峻，气候阴湿寒冷，植被较好，年降水量400mm，有近代冰川发育，冰川面积420.50万km2，是黑河流域的产流区，出山口莺落峡多年平均径流量15.80亿m3，控制流域面积1万km2。
莺落峡至正义峡为黑河中游段，河道长185km，区间有较大支流梨园河纳入，中游流域面积2.56万km2，两岸地势平坦，光热资源充足，但干旱极其严重，年降水量125～104mm，E-601蒸发量1 483～1 215mm，人工绿洲面积较大，是径流的主要利用区，也是主要经济区和产出区，享有“金张掖”之美誉。
正义峡以下为下游，河道长333km，除鼎新傍河两岸和居延三角绿洲外，大部分为沙漠戈壁，年降水量只有47mm，气候极端干旱，蒸发量达3 700mm，是以荒漠草场为主的天然放牧地区。
1黑河调水工程简介随着人口增长和社会经济的发展，黑河水资源已难以满足流域中、下游地区经济发展和生态平衡的需要，水资源的承载力严重不足，导致近年来下游河道断流加剧，河湖干涸，地下水位下降，天然林大幅度减少，草场退化，土地沙漠化和沙尘暴危害加剧，生态系统日趋恶化，省际水事矛盾更加突出。
黑河问题引起了国务院的高度重视。
为合理利用黑河水资源和协调用水矛盾，2001年8月国务院就《关于黑河流域近期治理规划》作出批复，要求“实施黑河综合治理，要坚持以生态系统建设和保护为根本，以水资源的科学管理、合理配置、高效利用为核心，上、中、下游统筹考虑，工程措施和非工程措施紧密结合，生态建设与经济发展相协调，科学安排生活、生产和生态用水”；“通过实施黑河近期治理措施，实现黑河干流莺落峡多年平均来水15.80亿m3时，正义峡下泄水量9.50亿m3的目标，逐步增加进入下游三角洲地区和居延海的水量”。
黑河流域的水资源
水资源概况
降雨 冰川 地表水 地下水 全流域干旱少雨，时空 分布不均，年平均降雨 量108mm 祁连山河源冰川428条， 覆盖面积110.3km2。储 量27.55亿m3 根据水文资料情将产流区划分成 有水测站观测资料的河流，无观 测资料河流，浅山区和走廊平原 区四种类型区
山丘区多年平均地下水资源量为9.36亿m3,平 原区多年平均地下水资源量为 2032亿m3地下 水资源的可开采量为6.72亿m3
(2)经济生活用水挤占了生态用水
甘肃省提出/兴西济中0发展战略,并向中游地区移民灌溉面积发展很快. 随着人 口的增长和灌溉面积的增加,全流域生产生活用水量已由解放初期的约15亿m3 增长到目前的26.2亿m, 生态用水被挤占导致尾间湖泊消失,地下水位下降,生态 系统退化.
(3)用水结构不合理,水资源有效利用效率低
合理配置优化模型的求解
目前的智能优化算法包括禁忌搜索法 模拟退火法 人工神经网络算法 遗传算法 免疫进化算法（采用该种算法，MATLAB编程）
免疫算法（IEA）的原理
人工免疫优化算法是基于现有进化算法理论,受生物免疫机制启 发,基于免疫系统原理发展而来的一种新的优化方法.最早由美 国新墨西哥大学的s.Forest等提出了免疫系统的建模方法和思 免疫进化算法的核心在于充分利用最优个体的信息,以最优个体 的进化来代替群体的进化,通过标准差的调整把局部搜索和全局 搜索在进化过程中有机地结合起来.该算法的实现手段着重体现 在最优个体的保留，生殖以及标准差的动态调整上,和现有其他 进化算法相比,它具有搜索效率高 马富裕, 李江全, et al. 基于 BP 神经网络的农田蒸散 量预报模型 [J]. 水利学报, 2008, 39(2): 230-4. [2] 马明国, 刘强, 阎广建, et al. 黑河流域遥感-地面观测同步 试验: 森林水文和中游干旱区水文试验 [J]. 地球科学进展, 2009, 24(7): 681-96. [3] 周胜明. 黑河流域水资源可持续利用研究 [D]; 河海大学, 2006. [4] 袁伟. 面向可持续发展的黑河流域水资源合理配置及其评价研 究 [D]; 浙江大学, 2009.
黑河
植物、生物多样性资源若尔盖县木材资源丰富，植物127科1162种，主要有冷杉、云杉、油松、高山柏、桦 木等若尔盖县林木资源，有紫果云杉等珍贵林木。
黑河流域属大陆性寒温带气候，又是“松潘低压”常年所在地区。地面高程在海拔3400米以上。年平均气温 只有0.7～1.1℃，极端最低气温达-33.7℃。气候特点是“冬长、夏无、春秋短”。多年平均气压为666～670毫 米，变幅不大，水的沸点很低只有88℃左右。空气中的含氧量约相当于内地平原的40%～67%。
黑河流域境内有着丰富的自然资源，首先是森林资源，共有原始森林面积153万亩。其中云杉、冷杉、落叶 松、桦木、白杨等都是优势树种，紫果云杉被誉为杉类之王，材质特别优良，已有30万亩列为国家保护的稀有珍 贵树木。其次是矿产资源，现已查明的矿产有煤、铁、铜、铀、钙、黄金、泥炭等20多种，其中泥炭储量居全国 之首。再次是药材资源，所产野生中药材、常见的有100多种、大宗药材有贝母、甘松、大黄、羌活、柴胡、独 活、秦艽、黄芪、麝香、虫草等，其中尤以松贝为最著名，远销东南亚和日本等地。再次是动物资源，珍禽异兽 有黑颈鹤、盘羊、藏马鸡、白马鸡、大天鹅、小天鹅、林鹿、马鹿、扭角羚、水獭、金猫、猞猫、猕猴、蓝马鸡 等，国家重点保护的动物就有14种。
水文特征
黑河流域年平均降水量为640～750毫米，是黄河流域年降水量的高值区之一，7～9月降水量约占全年降水量 的三分之二，暴雨的量级和频次都是黄河流域的低值区，加之地面沼泽对径流的滞缓作用，无大洪峰出现。黑河 若尔盖水文站1961年7月7日实测洪峰流量为191立方米每秒，历时一个月，洪水总量达3.31亿立方米。多年平均 径流量黑河为18.3亿立方米，径流模数每平方公里为24.1万立方米，居黄河支流之冠。
黑河流域概况(全)
黑河流域概况一、概述黑河流域是我国西北地区第二大内陆河流域，流域东与石羊河流域相邻，西与疏勒河流域相接，北至内蒙古自治区额济纳旗境内的居延海，与蒙古人民共和国接壤，流域范围介于东经98°～102°,北纬37°50′～42°40′之间，涉及青海、甘肃、内蒙古三省（自治区），国土总面积14.29万km2，其中甘肃省6.18万km2，青海省1.04万km2，内蒙古约7.07万km2。
黑河发源于祁连山中段, 干流全长928km。
黑河出山口莺落峡以上为上游，河道长313km，面积1.0万km2，河道两岸山高谷深，河床陡峻，气候阴湿寒冷，植被以森林、草原、草甸为主，多年平均气温不足2℃，年降水量350mm，冰川储量丰富，其中甘肃省境内现有冰川1236条，总面积522.6km2，是黑河流域的产流区。
黑河源头分东西两支：东支为干流，上游分东西两岔，东岔俄博河又称八宝河，源于俄博滩东的锦阳岭，自东向西流长80余km，西岔野牛沟，源于铁里干山，由西向东流长190余km，东西两岔汇于黄藏寺折向北流称为甘州河，流程90km至莺落峡进入走廊平原，始称黑河。
西支源于陶勒寺，上游称讨赖河，也有东西两岔，于朱龙庙附近汇合，称北大河（或临水河）。
莺落峡至正义峡为中游，黑河从莺落峡进入河西走廊,于张掖市城西北10km附近，纳山丹河、洪水河，流向西北，经临泽、高台汇梨园河、摆浪河穿越正义峡（北山），进入阿拉善平原，河道长204km，面积2.56万km2，两岸地势平坦，光热资源充足，但干旱严重，年降水量仅有140mm，多年平均温度6～8℃，年日照时数长达3000～4000小时，年蒸发能力达1410mm，人工绿洲面积较大。
正义峡以下为下游，河道长411km，面积8.04万km2。
黑河流经正义峡谷后，在甘肃金塔县境内的鼎新与北大河汇合，北流150km至内蒙古自治区额济纳旗境内的狼心山西麓，又分为东西两河，东河（达西敖包河）向北分八个支流（纳林河、保都格河、昂茨河等）呈扇形注入东居延海（索果淖尔）；西河（穆林河）向北分五条支流（龚子河、科立杜河、马蹄格格河等）注入西居延海（嘎顺淖尔）。
黑河流域水资源持续利用与生态环境现状及对策
1水资源利用与生态环境现状黑河流域作为甘肃省经济较发达、人口多、开发水资源早且其利用程度高、用水矛盾非常尖锐、生态环境严重恶化但水资源贫乏的地区,因缺乏对水资源的合理开发利用规划与有效管理,其开发利用已接近最大承载量,导致地表水资源急剧减少而过量开采地下水,使区域地下水位快速下降,生态环境急剧恶化,已危及绿洲生存与安全。
当前黑河流域生态环境总的发展趋势是沙漠区向农业区推进、风蚀区向耕作区推进、农业区向牧区推进、牧区向林区推进、雪线向主峰推进,同时植被覆盖度和地下水位下降,灌木林面积、冰川积雪及生物种群减少等,生态系统严重退化,不仅威胁着流域内人们的生存,也对我国北方干旱内陆河流域的生态安全构成严重威胁[1-2]。
上游森林带下限逐渐退缩,水源涵养林、草日渐退化,同时生物多样性也减少。
流域祁连山地森林面积仅逾6.67万hm 2,比建国初减少l6.5%,森林带下限退缩至2300m 。
中游地区生态环境脆弱,水土流失严重。
由于地处干旱、半干旱区,整个生态系统由祁连山森林草原区、走廊中部绿洲农业区、北部荒漠区组成。
区内植被稀疏,森林覆盖率为9.17%,水土流失面积占国土总面积62%,其中风蚀面积占总面积60%以上,重点风蚀面积达92.89万hm 2。
尽管人工林网有了较大发展,在局部地带有效阻止了沙漠入侵并使部分沙化土地转为人工绿洲,但土地沙化总体上仍呈发展趋势,沙化速度大于治理速度,如高台县沙化速度是治理速度的2.2倍。
同时,由于不合理的灌排方式,部分地区土地盐碱化严重,局部河段水质污染加重,仅甘州、临泽、高台3个县区就有盐碱化耕地面积约1.53万hm 2,正义峡河段水质已达Ⅲ类。
下游地区生态环境问题最为突出:一是河道断流加剧,湖泊干涸,地下水位下降。
黑河下游狼心山断面断流时间越来越长,由20世纪50年代约108d 延长至现今近200d ,河道尾闾干涸长度也呈逐年增长之势,而水面面积为267km 2的西、东居延海先后曾于1961年和1992年干涸。
黑河流域水资源持续利用与生态环境现状及对策
黑河流域水资源持续利用与生态环境现状及对策摘要分析探讨了黑河流域水资源利用与生态环境现状及水资源持续利用与生态环境恢复重建研究的意义，并提出了该区水资源持续利用与生态环境恢复重建的应对措施，以期为实现流域经济—社会—资源—生态环境系统的协调可持续发展提供科学依据。
关键词水资源利用；生态环境；现状；意义；对策；黑河流域1 水资源利用与生态环境现状黑河流域作为甘肃省经济较发达、人口多、开发水资源早且其利用程度高、用水矛盾非常尖锐、生态环境严重恶化但水资源贫乏的地区，因缺乏对水资源的合理开发利用规划与有效管理，其开发利用已接近最大承载量，导致地表水资源急剧减少而过量开采地下水，使区域地下水位快速下降，生态环境急剧恶化，已危及绿洲生存与安全。
当前黑河流域生态环境总的发展趋势是沙漠区向农业区推进、风蚀区向耕作区推进、农业区向牧区推进、牧区向林区推进、雪线向主峰推进，同时植被覆盖度和地下水位下降，灌木林面积、冰川积雪及生物种群减少等，生态系统严重退化，不仅威胁着流域内人们的生存，也对我国北方干旱内陆河流域的生态安全构成严重威胁[1-2]。
上游森林带下限逐渐退缩，水源涵养林、草日渐退化，同时生物多样性也减少。
流域祁连山地森林面积仅逾6.67万hm2，比建国初减少l6.5%，森林带下限退缩至2 300 m。
中游地区生态环境脆弱，水土流失严重。
由于地处干旱、半干旱区，整个生态系统由祁连山森林草原区、走廊中部绿洲农业区、北部荒漠区组成。
区内植被稀疏，森林覆盖率为9.17%，水土流失面积占国土总面积62%，其中风蚀面积占总面积60%以上，重点风蚀面积达92.89万hm2。
尽管人工林网有了较大发展，在局部地带有效阻止了沙漠入侵并使部分沙化土地转为人工绿洲，但土地沙化总体上仍呈发展趋势，沙化速度大于治理速度，如高台县沙化速度是治理速度的2.2倍。
同时，由于不合理的灌排方式，部分地区土地盐碱化严重，局部河段水质污染加重，仅甘州、临泽、高台3个县区就有盐碱化耕地面积约1.53万hm2，正义峡河段水质已达Ⅲ类。
黑河流域水资源保护规划方案探讨
Ｉ 、 类 Ⅲ类 类 Ⅱ
７ ７ ３８０ ８８７ ４ １ ６０３ ３ ４ ３６ ５ ３１３ ７ １９ ２ ３ １ １ ４ １ ４ ４ ２ ６ １６４ ６ ５ ０ ５ ７ ３９ ９ ９０５ ５ ９ ５４ ５ ４８９ １ ８ ４ ８８４ ６ ３ ５ １ ３ ６ ８
分为 ： 汛期（ — ４ ９月）非汛期（ ０ ３月 ） 、 １— 和全年 ３个时段 。 采用
单因子法 ， 水质评 价断面共 １ 个 ． ３ 总评价河长 １６ ． ｋ 评 ２７５ ｍ。
价结果见表 １ 。
表 １ 水 质 现 状 评 价 结 果
氨氰 总氮 总磷
氨氮 总氮 总礴
代ｋ长 时 毒 ／ 河 段
废污 水排 放量 ２ ３ ９１ ｔ ２ ． 万 ，主要污染物 化学需氧量 排放量
为 ３ ８ １ ， 氮排 放 量 为 ５ ９４ ｔ ９． ｔ ６ 氨 ７． 。
通过调查监测 ，０ ３ 黑河 有较 大入河排 污 口３ 处 （ ２０ 年 Ｏ 东 风场 区和 内蒙古阿拉善属于陆域排放 ， 没有入河废污水 ） 入 ， 河废污水量 ９３９ 万 ｔ 中工业废水入河量 ３９ ６ ９． ５ ， 其 ２ ． ｔ生 ９万 ；
维普资讯
第４ ４卷第 ３期
２０ ０ ８年 ８ 月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｓ ｈ ｌ Ｓ ｕ ｄ ａ ｉｈ ｎ ｕ Ｓ ｌ ｈ ｉ ｉｎ Ｊ ｓ ｕ ｊ
Ｖｏ ．４． ． １ ４
设计与研究 ・
活污水 人河量 ５． ｔ ２ ９万 ； 混合 人 河量 ５４５ 万 ｔ 主要污染物化 １． 。 ６ 学需氧量入河量 １ １＿ ｔ氨氮 入 ７ １３ ， ５ 河量 ２００ 。 ７ ． ｔ ７ ３２ 面污染源调查 ．
盆地 ， 改称 额济纳河 （ 古弱水 ） 向北 流注入 内蒙古额济纳旗 ，
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黑河流域出山口地表径流总量为25.1131亿m3,.其中干流出山口莺落峡站多年平均 径流量为16.19亿m3,梨园堡站多年平均径流量为2.32亿m3,其它沿山支流多年平均 径流量为6.60亿m3. 黑河流域地下水资源量为21.76亿m3,黑河流域地下水主要由河川径流转化补给,地 下水与河川径流不重复量仅为3.33亿m3,其中山前侧向补给量为2.647亿m3(含巴丹 吉林 沙漠侧向下水重复计算量, 黑河流域水资源总量为28.44亿m3
参考文献
[1] 郑重, 马富裕, 李江全, et al. 基于 BP 神经网络的农田蒸散 量预报模型 [J]. 水利学报, 2008, 39(2): 230-4. [2] 马明国, 刘强, 阎广建, et al. 黑河流域遥感-地面观测同步 试验: 森林水文和中游干旱区水文试验 [J]. 地球科学进展, 2009, 24(7): 681-96. [3] 周胜明. 黑河流域水资源可持续利用研究 [D]; 河海大学, 2006. [4] 袁伟. 面向可持续发展的黑河流域水资源合理配置及其评价研 究 [D]; 浙江大学, 2009.
黑河流域水资源合理配置综合评价
评价指标筛选方法---主成分分析法 指标权重确定方法---熵权法和德尔菲法 综合评价方法---层次分析法，综合指数法，灰色关联 度分析，物元分析法，投影寻踪决策法（采用）， 墓于模糊隶属度的DEA/AHP的三阶段综合评价方法 （采用）
配置思路：上游水库+中游供水+分水方案约束.主要用于模拟加15 年有上游水库(承担向中下游供水任务)，中游下泄水量受分水方案 约束情况下,流域水资源配置情况.
张掖现状工业废水排放量约1385万t,达标排放率仅1.53%,且污染物含量 较高.另外张掖每年化肥施入量约30万t,通过各种途径进入干流,出山口 干流水质为I类,中下游降为2-3类
优化配置原则
自然属性原则 生态属性原则 环境属性原则 经济属性原则 社会属性原则
水源配置 空间配置 时间配置 管理配置 用水配置
(2)经济生活用水挤占了生态用水
甘肃省提出/兴西济中0发展战略,并向中游地区移民灌溉面积发展很快. 随着人 口的增长和灌溉面积的增加,全流域生产生活用水量已由解放初期的约15亿m3 增长到目前的26.2亿m, 生态用水被挤占导致尾间湖泊消失,地下水位下降,生态 系统退化.
(3)用水结构不合理,水资源有效利用效率低
水 资 源 总 量
水资源概况
黑河流域作为典型的西北干旱区,水资源的基本特点为: 干旱少雨，生态脆弱,没有灌溉就没有农业,没有工程供 水系统就谈不上发展; 水土矛盾突出，地区分布不均衡；水热同步，内陆河 受冰川补给比例较大,年际径流量变化不大;¼ 径流年内 分布不均匀，调节代价高,春季缺水严重,大面积 干旱问题迫切需要加大对出山口径流的调节能力;½ 生 态需水刚性大，水资源可利用量相对较少,生态需水一 般占水资源总量的1/3以上;¾ 地表水地下水转化频繁， 下游对中上游的水资源开发利用方式极为敏感
The end ! ~谢谢~
结论与探讨
确定了本研究采用的水资源配臵方法,原则和模式.其次,根据黑河
流域中下游河段的用水性质差异较大,研究的重点各有侧重,水资源 配臵应区别不同河段进行研究的特点,分别拟定了5种不同的水资 源 配臵方案,并采用大系统理论建立了水资源合理配臵的多目标规划 优化模型.由于该模型是一个十分复杂的多目标多水源多用户的配 臵模型,而免疫进化算法作为一种全新的进化算法,大量的实验及应 用表明,该方法具有收效速度快,操作简单等优点,因此引入该方法 对模型进行求解.并按照求解结果,对黑河流域现状水平年和规划水 平年的不同配臵方案的配臵成果进行了计算分析。
合 理 评 价 流 程 图
合理配置方案
规 划 水 平 年 的 合 理 配 置
结论与讨论
(l)现状水平年(2005年)水资源合理配置成果分现状水平年(2005年),黑河流域水资源总 量为28.16亿m,,其中地表水资源量为24.84亿m3 。资源量2.65亿m3,降雨量0.69亿m3. 现状黑河流域总需水量为32.65亿m3(不含天然生态需水量,下同),其中生活量0.52亿时, 工业需水量0.94亿m3,农业需水量27.09亿m3,人工生态需水量4.10亿m3。不控制正义 峡断面下泄量情况,采用二元结构水资源合理配置优化模型进行现状水平年中游水资源 合理配置计算(见表5一1),得出:流域多年平均总供水量为27.40亿m3,其中地表水供水量 22.97亿m3,地下水供水量4.43亿m3,多年平均总缺水量为5.25亿m3,缺水率为19.2%.中 游地区多年平均总供水量为24.18亿m3,其中地表水供水量21.09亿m3,地下水供水量 3.09亿m3,缺水量为4.93亿m。缺水分布为:中游农田和人工生态缺水4.93亿m3,鼎新灌 区农田和人工生态缺水0.31亿m3.正义峡下泄水量为7.43亿m3,比9.50亿m3分水指标少 2.07亿m3;进入额济纳旗的地表径流量为3.89亿m3. (2)规划水平年(20巧年)水资源合理配置成果分析 规划水平年(20巧年),黑河流域水资源总量为28.16亿m3,其中地表水资源量为24.54亿 m3,山前侧向量为2.65亿m3,降雨入渗量为0.69亿m3.流域总需水量为22.75亿m3,其中生 活需水量为0.76亿m3,工业需水量为1.52亿m3,农田灌溉需水量为1431亿m3,人工生态 需水量为6.16亿m3。
优化配置思路
其规划的重点是系统全面地考虑较长时期的发展需要,调整产业结构和用水 结构,进一步协调生活，生产和生态环境用水,其用水性质以农业灌溉用水为 主;下游地区以合理输水方式为重点,合理配置水资源，提高水资源的利用效 率,遏制和恢复下游地区生态环境系统退化的趋势,其用水性质以生态用水为 主.由于中下游河段的用水性质差异较大,研究的重点各有侧重,水资源配置区 别不同河段进行研究.结合黑河流域用水需求及上游山区骨干工程建设的可 能性,考虑上游山区水库的不同开发任务，分水方案的约束条件,并参考水利 部5黑河流域近期治理规划6,另外方案的设置还将考虑水资源配置对象!配置 目标，工程措施，产业结构调整等不同方面,在此基础上进行黑河流域水资 源合理配置供需平衡分析。
中游地区引水口门，平原水库过多,渠系完好率低，工程配套差,工业用水重复 利用率低,城镇生活用水长期存在低价和包费制现象,导致水资源利用效率低下; 供水结构不合理,地表供水份额过高,地下水开采利用程度较低,机电井成井规模 小!配套不全,潜水无效蒸发损失很大
(4)水污染潜在威胁大,水源地生态系统状况堪忧
开发利用中的问题
(l)水资源严重短缺,供需矛盾突出
年内分配不均,来水需水过程很不协调,干流缺乏骨干调蓄工程,客观 上加剧了水资源供需矛盾。自1993年至2005年,甘肃的张掖!临泽!高台三县(市) 共发生水事纠纷巧2起,发生各类水事案件123起,其中多起是因抢水而破坏水利 工程的恶性案件1761
合理配置优化模型的求解
目前的智能优化算法包括禁忌搜索法 模拟退火法 人工神经网络算法 遗传算法 免疫进化算法（采用该种算法，MATLAB编程）
免疫算法（IEA）的原理
人工免疫优化算法是基于现有进化算法理论,受生物免疫机制启 发,基于免疫系统原理发展而来的一种新的优化方法.最早由美 国新墨西哥大学的s.Forest等提出了免疫系统的建模方法和思 免疫进化算法的核心在于充分利用最优个体的信息,以最优个体 的进化来代替群体的进化,通过标准差的调整把局部搜索和全局 搜索在进化过程中有机地结合起来.该算法的实现手段着重体现 在最优个体的保留，生殖以及标准差的动态调整上,和现有其他 进化算法相比,它具有搜索效率高和不易陷入局部最优解等特点.
黑河流域的水资源 优化配置
李璐 2015年6月10日
目录
黑河流域简介 水资源概况 优化配臵思路
配臵优化模型
评价体系
黑河流域简介（地理）
黑河是我国西北地区第二大内陆河， 发源自青海省祁连冰川，流域东与石 羊河流域相邻，西与疏勒河流域相接， 北至内蒙古自治区额济纳旗境内的居 延海，与蒙古人民共和国接壤，流域 范围介于东经98°～102°,北纬 37°50′～42°40′之间，滋润着两大 绿洲：中游的甘肃省张掖市和下游的 内蒙古阿拉善盟额济纳旗。 共有35条小支流，由于用水的不断增 加，部分之流与干流失去水力联系。 形成东 、西、中三个独立水系。一般 所谓的黑河干流流域指的是东部子水 系。 东部子水系从青海祁连山发源到尾闾 居延海，全长821km。涉及青海、甘肃、 内蒙古三省（自治区），国土总面积 14.29万km，其中甘肃省6.18万km， 青海省1.04万km，内蒙古约7.07万km。
免疫进化算法一般表述
初始种群生成 生成子代时只采 用最优个体进行 子代寻找
适应度计算
子代生成
最优个体选择 满足终止条件
不满 足终 止条 件
求解流程图与结果
黑河流域水资源合理配置综合评价
原则：社会合理性，经济合理性，生态环境合理性，资源合理性， 效率合理性，发展协调性 社会合理性指标:包括人口自然增长率,预期寿命,城镇化率等24项 指标. 经济合理性指标:包括人均GDP,人均粮食产量,单方供水成本等15 项指标. 生态合理性指标:包括地下水埋深,湖泊萎缩率,断流河长比等23项 指标. 资源合理性指标:包括可用水资源量,水资源开发利用率等20项指 标. 效率合理性指标:包括地表水控制率,单方水GDP产出等8项指标. 发展协调性指标:采用协调系数表示,协调系数可综合反映可持续 发展系统中前五类准则的系统离差程度.
水资源优化配置模型建模方法
系统动力学方法， 大系统分解协调理论（本文采用） 宏观经济分析法(投入产出分析法) 多目标规划与决策技术
合理配置优化模型
多目标、多水源、多用户的优化模型
流程图 配臵目标 目标函数 约束条件