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        基于灰色系統(tǒng)模型的新疆奇臺縣農(nóng)業(yè)供需水量預(yù)測及其平衡分析

        2010-04-30 05:44:48常春華熊黑鋼魯魁鋒
        山西農(nóng)業(yè)科學 2010年5期
        關(guān)鍵詞:缺水量奇臺縣保證率

        常春華,熊黑鋼,魯魁鋒

        (1.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊,新疆烏魯木齊830009;2.北京聯(lián)合大學應(yīng)用文理學院,北京100191;3.新疆大學資源與環(huán)境科學學院,新疆烏魯木齊830046)

        干旱區(qū)所面臨的人口、資源、環(huán)境問題都與水資源密切相關(guān)。一般干旱半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)用水是其最主要的用水大戶,而且水資源供需矛盾日趨突出。愈來愈多的學者對農(nóng)業(yè)需水量進行了深入的研究,包括主要農(nóng)作物的需水量、節(jié)水灌溉、氣候變化對農(nóng)作物需水的影響等[1-6]。

        新疆奇臺縣供水量較少,而用水量偏大,農(nóng)業(yè)水資源利用率不高。隨著農(nóng)田面積的不斷擴大,現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)水資源量不能滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求,供需矛盾突出。同時由于農(nóng)田灌溉的需要,地下水年年處于超采狀態(tài)。2005年,奇臺縣總耕地面積為7.12×104hm2,農(nóng)田有效灌溉面積為5.95×103hm2,占總耕地面積的83.60%;井灌面積為3.8×104hm2,而且是通過對地下水的超采來完成灌溉的。隨著社會的發(fā)展,水資源需求壓力增大,從用水情況來看,城市與農(nóng)村生活用水、工業(yè)用水增加,農(nóng)灌用水日益減少,農(nóng)業(yè)缺水已成為制約其經(jīng)濟發(fā)展的主要因素[7]。因此,了解奇臺縣農(nóng)業(yè)水資源利用狀況及灌區(qū)農(nóng)業(yè)水資源供需狀況,分析余缺水程度、對農(nóng)業(yè)水資源作合理的評價,有利于解決灌區(qū)水資源供需平衡的矛盾、優(yōu)化配置灌溉用水水源,以實現(xiàn)計劃用水、節(jié)約用水和提高農(nóng)業(yè)用水效率。

        本研究用灰色系統(tǒng)模型方法,討論了不同保證率情況下奇臺縣農(nóng)業(yè)用水供需平衡,以期為合理開發(fā)利用和管理水資源提供科學依據(jù)。

        1 研究區(qū)概況

        奇臺縣位于新疆維吾爾自治區(qū)東北部,地處東經(jīng) 89°13′~91°22′,北緯 43°25′~45°29′,總面積為1.81×104km2。奇臺縣農(nóng)業(yè)區(qū)地處平原地帶,夏季炎熱而干燥,秋季涼爽,冬季嚴寒。該區(qū)氣溫年變化十分明顯,1月最冷,7月最熱,絕對最高溫度為43℃,絕對最低溫度達-42.6℃,年平均氣溫為5℃左右。年降水量176mm,夏季降水多,一般占全年降水總量的40%~50%;春秋兩季相當,各占全年降水量的20%~30%;冬季降水量最少,不到全年降水量的10%[8]。

        2 研究方法

        灰色系統(tǒng)理論是主要研究既含已知信息又含未知信息或非確知信息的系統(tǒng),并對其進行灰色系統(tǒng)分析、建模、預(yù)測、決策和控制的理論。灰色系統(tǒng)理論建立的灰色模型通常記為GM(Grey Model),一般形式為 GM(m,n),稱為 m階 n 元灰色模型。

        GM(1,1)模型適合應(yīng)用于對一個變量的發(fā)展變化情況進行預(yù)測,其預(yù)測結(jié)果是該指標在未來各個時刻的具體數(shù)值。GM(1,1)模型的構(gòu)建方法如下[9]。

        (1)對原始數(shù)列做一系列的累加生成處理,即:原始數(shù)列為 x(0)={x(0)(0),x(0)(1),x(0)(2),……x(0)(t)}

        經(jīng)過公式(1)~(4)的處理:

        形成新數(shù)列:x(1)={x(1)(0),x(1)(1),x(1)(2),…x(1)(t)}

        (2)對于新數(shù)列,其變化趨勢可以近似地用微分方程描述,即+ax(1)=u。

        式中a,u可以通過最小二乘法擬合得到,即

        式中,YM=[x(0)(2),x(0)(3),x(0)(4),……x(0)(M)]T;

        B為構(gòu)造矩陣,即:

        微分方程所對應(yīng)的時間響應(yīng)函數(shù)為:

        (3)預(yù)測公式的精度檢驗。

        按下述方法對預(yù)測公式是否達到精度進行檢驗。

        首先計算:

        其次計算方差比:C=S2/S1

        小誤差概率:P{│ε(0)(t)-│<0.674 5s1}

        預(yù)測公式的精度檢驗如表1所示。如果P和C都在合格以上的范圍內(nèi),則可以進行預(yù)測。

        3 奇臺縣農(nóng)業(yè)供需水預(yù)測分析

        預(yù)測農(nóng)業(yè)需水量是在奇臺縣歷年(1996—2005)需水量的基礎(chǔ)上,用灰色系統(tǒng) GM(1,1)模型來進行的。預(yù)測時段是從2006年到2015年。

        3.1 需水量預(yù)測

        將奇臺縣歷年農(nóng)田灌溉需水量按年份(1996—2005年,共10年)加和求其平均值構(gòu)成原始數(shù)列 x(0)={x(0)(0),x(0)(1),x(0)(2),……x(0)(9)},再對其做一次累加處理,構(gòu)成處理之后的數(shù)列為x(1)={x(1)(0),x(1)(1),x(1)(2),……x(1)(9)}。

        由公式(5)通過最小二乘法擬合得到a=-0.110 498,u=1 155.575 974。然后構(gòu)成時間響應(yīng)函數(shù)x(t+1)=12669.405642e0.110498t-10457.892581。

        對模型進行精確度檢驗:

        C=0.325 3<0.35 (好)

        P=1.000 0>0.95 (好)

        檢驗結(jié)果都符合要求,因此可以根據(jù)時間響應(yīng)函數(shù)進行預(yù)測。

        將奇臺縣需水量代入預(yù)測GM(1,1)模型中,得到2006—2015年奇臺縣灌溉需水量預(yù)測值(表2)。

        預(yù)測結(jié)果表明,2006—2015年奇臺縣農(nóng)業(yè)需水量平均為5.27×108m3,總體呈下降趨勢,但下降的幅度不大。相對于2006年,2010年和2015年需水量分別下降了 0.143×108,0.105×108m3,占需水量的2.66%和1.95%。根據(jù)奇臺縣《國民經(jīng)濟·社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃》報告,2010年和2015年雖然農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)上不會發(fā)生很大變化,但耕地面積會有所增加。因此,農(nóng)業(yè)總需水量會比2005年高。

        3.2 可供水量預(yù)測

        奇臺縣水資源總量為6.952×108m3。9條河流中,修建引水渠道6條,山區(qū)水庫4座。2005年引入河水總量為3.264×108m3,河道引水率為70.3%。根據(jù)奇臺縣水利建設(shè)規(guī)劃報告,在“十一五”規(guī)劃期間要完成中葛根河和碧流河水庫建設(shè),可調(diào)蓄冬閑水和洪水,以增加蓄水。而地下水的供水量一直在增加,這是由于奇臺縣農(nóng)作物種植面積大部分分布在平原區(qū),而且平原區(qū)主要是采取提取地下水的方式來灌溉農(nóng)田。隨著耕地面積的不斷擴大,對地下水的提取量也在不斷加大。目前,全縣累計打井4 300眼,現(xiàn)保留配套機井2 672眼。由于多年超采,地下水位普遍大幅度下降,2005年地下水開采量為2.218×108m3。為了維持生態(tài)平衡、保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展,對現(xiàn)有機電井開采量要進行壓縮限采。因此,規(guī)劃2010,2015年地下水的開采量分別為 2.005×108,1.8×108m3。利用灰色模型預(yù)測奇臺縣2010年和2015年總供水量和各平水年可供灌溉的水量如表3所示。

        表1 灰色預(yù)測精度檢驗等級標準

        表2 奇臺縣灌溉需水量預(yù)測值 ×108 m3

        表3 奇臺縣2010年和2015年總供水量和可供灌溉的水量 ×104 m3

        4 未來平水年奇臺縣農(nóng)業(yè)用水供需平衡結(jié)果與分析

        4.1 供需平衡預(yù)測

        根據(jù)預(yù)測的農(nóng)業(yè)需水量和各項可供水量,以P=50%和P=75%2種保證率下的供水水量為基礎(chǔ),對規(guī)劃年農(nóng)業(yè)供需水量進行綜合平衡。在常規(guī)灌溉條件下,采用農(nóng)業(yè)供需水平衡公式:

        式中,W供為農(nóng)業(yè)灌溉總供水量,Q需為農(nóng)業(yè)灌溉需水量,△W 為余缺水量(“+”表示余,“-”表示缺)。

        分別將不同保證率情況下的奇臺縣2010年和2015年的需水量預(yù)測結(jié)果以及農(nóng)業(yè)灌溉供水量數(shù)據(jù)代入公式(13)中,得到農(nóng)業(yè)灌溉余缺水量情況(表4)。

        表4 未來平水年余缺水量平衡分析 ×108 m3

        由表4可知,奇臺縣供水量較少,而用水量偏大。現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)水資源量不能滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求,供需矛盾突出,農(nóng)業(yè)缺水已成為制約經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。

        4.2 供水保證率P=50%(平水年)時的農(nóng)業(yè)水資源平衡狀態(tài)

        當供水保證率P=50%時,2010年缺水量占供水量的11.19%,2015年缺水量占供水量的16.56%,缺水越來越嚴重,而且沒有擺脫缺水的困境。因此,農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾必須通過灌區(qū)水資源的深度開發(fā)和節(jié)水等措施得到解決。

        4.3 供水保證率P=75%(偏枯水年)時的農(nóng)業(yè)水資源平衡狀態(tài)

        當供水保證率P=75%時,2010年缺水量占供水量的22.05%,2015年缺水量占供水量的28.47%,農(nóng)業(yè)供水量已嚴重不足。農(nóng)業(yè)水資源的短缺將嚴重制約地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此,合理配置水資源,提高地表水的引水率和渠系利用率,開展節(jié)水灌溉和開發(fā)利用未利用水資源將成為該地區(qū)的頭等大事。

        5 結(jié)論與討論

        通過灰色模型進行的預(yù)測以及供需平衡分析可以看出,在常規(guī)灌溉條件下,無論是在供水保證率P=50%的平水年,還是在供水保證率P=75%的偏枯水年,供水量都不能滿足農(nóng)業(yè)需水的要求。且奇臺縣如果再不采取節(jié)水措施和嚴格的管理制度,其農(nóng)業(yè)就不可能持續(xù)發(fā)展下去。

        農(nóng)業(yè)是用水大戶,也是浪費水大戶。農(nóng)業(yè)用水量占全國總用水量的70%,由于灌溉方式的落后,輸水損失很大,農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率只有40%,僅為發(fā)達國家的1/2左右,單方水的糧食生產(chǎn)能力只有0.85 kg,遠低于2.0 kg以上的世界發(fā)達國家水平,水資源浪費十分嚴重[10]。奇臺縣一方面農(nóng)業(yè)缺水,另一方面節(jié)水意識差,農(nóng)業(yè)多采取大水漫灌,用水浪費現(xiàn)象普遍存在,致使形成惡性循環(huán)。加之管理水平低,沒有真正形成計劃用水、節(jié)約用水、限額用水的管理機制。同時,盲目開采地下水,造成地下水位連年下降。

        農(nóng)業(yè)用水是奇臺縣第一用水大戶,而且90%以上用于種植業(yè)。發(fā)展高效節(jié)水型農(nóng)業(yè)是保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本戰(zhàn)略,同時發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)也是全面建設(shè)小康社會的需要。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)需要各級政府加大工作力度,以促進農(nóng)業(yè)灌溉用水的健康發(fā)展,應(yīng)健全技術(shù)服務(wù)體系,開展形式多樣的技術(shù)培訓活動,提高灌溉設(shè)施標準,大力發(fā)展新型節(jié)水灌溉技術(shù)[11],還應(yīng)適當調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu),以適應(yīng)灌區(qū)的水資源狀況,發(fā)揮灌溉用水的最大效益。

        [1] 李振全,徐建新,鄒向濤,等.灰色系統(tǒng)理論在農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電,2005(11):24-26.

        [2] 王韶華,劉文朝,劉群昌.三江平原農(nóng)業(yè)需水量及適宜水稻種植面積的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2004,20(4):50-53.

        [3] 彭世彰,朱成立.節(jié)水灌溉的作物需水量試驗研究[J].灌溉排水學報,2003,22(2):21-25.

        [4] 劉宏誼.甘肅省主要農(nóng)作物需水量時空變化特征分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(1):39-43.

        [5] 馬鵬里,楊興國,陳端生,等.農(nóng)作物需水量隨氣候變化的響應(yīng)研究[J].西北植物學報,2006,26(2):348-353.

        [6] 曹紅霞,粟曉玲,康紹忠,等.關(guān)中地區(qū)氣候變化對主要作物需水量影響的研究[J].灌溉排水學報,2008,27(4):6-9.

        [7] 王海景,張國進,康宇.山西省旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀與對策[J].山西農(nóng)業(yè)科學,2008,36(12):3-6.

        [8] 奇臺縣史志編纂委員會.奇臺縣志[M].烏魯木齊:新疆大學出版社,1994.

        [9] 徐建華.數(shù)學方法在地理學中的應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2002.

        [10] 李廣敏.采取綜合技術(shù)措施提高節(jié)水農(nóng)業(yè)水平[J].華北農(nóng)學報,2003,18(院慶專輯):14-16.

        [11] 鄭必昭,劉富,孟曉民.山西省農(nóng)業(yè)灌溉調(diào)查研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學,2008,36(1):12-15.

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