楊 霄，陳 剛,2，桑學(xué)鋒，顧世祥，周祖昊(.云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，昆明 65002；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，南京 20098；.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 0008)

0 引 言

流域水循環(huán)“自然-人工”二元演變是導(dǎo)致近30年來各地水問題和水危機(jī)的本質(zhì)原因，水資源科學(xué)調(diào)控的基礎(chǔ)是對(duì)高強(qiáng)度人類活動(dòng)干擾下流域水循環(huán)與水資源演變內(nèi)在機(jī)理及其規(guī)律的認(rèn)知[1]。進(jìn)行水資源模擬時(shí)，由于水庫群聯(lián)合調(diào)度供水、分水規(guī)則的“二重性”，應(yīng)將區(qū)域水資源時(shí)空配置與具體每個(gè)水庫的調(diào)度統(tǒng)一起來[2-4]。如建立綜合利用水庫生態(tài)庫容優(yōu)化模型及水資源系統(tǒng)仿真模型，以各用戶供水保證率最大且均衡為目標(biāo)，采用自適應(yīng)遺傳算法、模擬調(diào)度等方法進(jìn)行優(yōu)化模擬[5,6]。在水資源緊缺地區(qū)，應(yīng)積極發(fā)揮污水再利用及河湖水系連通工程對(duì)水資源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整作用。將污水再利用納入城市涉水單元體系，構(gòu)建水量水質(zhì)動(dòng)態(tài)配置的水代謝系統(tǒng)，發(fā)揮水環(huán)境景觀、再生水調(diào)節(jié)、水質(zhì)穩(wěn)定與改善作用[7]。當(dāng)污水處理廠尾水補(bǔ)充城市湖泊時(shí)，要調(diào)整補(bǔ)水和用水途徑、優(yōu)化水體運(yùn)行方案，既維持湖泊水量平衡，又大幅度削減主要污染物的積累[8]。河湖水系連通從最初被動(dòng)的自然水系連通逐步發(fā)展到適應(yīng)、局部開發(fā)的連通改造，到主動(dòng)改造、區(qū)域開發(fā)的水系連通，直至影響加大、規(guī)模開發(fā)的復(fù)雜水系連通[9]。以自然河道、湖泊、水庫和人工渠道等恢復(fù)水系的連通性，提高水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力、改善水環(huán)境和維持水生態(tài)、增強(qiáng)水旱災(zāi)害抵御能力，促進(jìn)人水和諧發(fā)展[10,11]。

滇池流域是云南省人口聚居區(qū)和經(jīng)濟(jì)核心區(qū)，也是水資源供需矛盾最為顯著的區(qū)域，水環(huán)境污染嚴(yán)重，水生態(tài)脆弱。水少、水臟、水資源開發(fā)利用程度高已嚴(yán)重制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。水資源條件差、水資源配置體系不適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展格局等已成為影響區(qū)域水資源可持續(xù)利用的主要因素。近50多年來，圍湖造田、城市生活污水排放、農(nóng)業(yè)面源流失等人類活動(dòng)造成了滇池由貧營(yíng)養(yǎng)向富營(yíng)養(yǎng)的快速演替，生態(tài)系統(tǒng)由清水-草型向濁水-藻型的劇烈退化[12]。2003-2013年，滇池水污染問題逐漸被重視，階段性水環(huán)境綜合治理后水質(zhì)惡化趨勢(shì)基本被遏制，經(jīng)濟(jì)社會(huì)過度發(fā)展后應(yīng)提高城市污水收集處理及回用率，實(shí)施人工引水入滇工程，通過水體交換減輕內(nèi)源污染，恢復(fù)外海濕地生態(tài)系統(tǒng)，加強(qiáng)湖體的自凈能力[13]。昆明市建設(shè)了一系列“引水濟(jì)昆”工程，隨著掌鳩河引水供水工程、清水海引水工程、牛欄江-滇池補(bǔ)水工程等外流域引調(diào)水工程相繼投入運(yùn)行，以滇池流域作為主要受水區(qū)的滇中引水工程也正在開展前期工作，滇池流域?qū)⒅鸩叫纬梢缘岢貫楹诵模緟^(qū)松華壩等大中型水庫、地下水、滇池、城市再生水、外流域調(diào)水等多水源聯(lián)合調(diào)度的河湖水系連通供水格局?；谝陨瞎┧窬?，本文設(shè)置不同供水方案進(jìn)行配置結(jié)果比較，探索水系連通工程對(duì)流域供水公平性及安全性提高的作用。

1 資料和方法

1.1 使用的數(shù)據(jù)

①松華壩等大型水庫1953-2013年逐月入庫徑流、出庫流量、水面蒸發(fā)等資料；②滇池流域、螳螂川區(qū)間及外調(diào)水源區(qū)的10多座中型水庫，55座小型水庫1956-2013年逐月入庫徑流、出庫流量、水面蒸發(fā)等資料；③滇池1951～2013年逐月水面蒸發(fā)、出湖水量觀測(cè)資料；④區(qū)域內(nèi)18個(gè)水文站和雨量站1951-2013年的逐月徑流、泥沙、降水量等觀測(cè)資料；⑤1980、1993、2000、2004、2008、2012年等不同典型年各縣(市、區(qū))的城鄉(xiāng)供水、工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年報(bào)。⑥研究區(qū)內(nèi)的城市、工業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)、水利等發(fā)展規(guī)劃。

研究范圍涉及滇池流域、普渡河和牛欄江上等3個(gè)水資源四級(jí)區(qū)，其中滇池流域涉及計(jì)算單元有昆明主城、呈貢龍城、晉寧昆陽、盤龍松華、官渡小哨。普渡河流域涉及計(jì)算單元有西山?？?、五華西翥、安寧連然和富民永定(僅為普渡河流域部分區(qū)域，下文無特別說明，專指安寧市、富民縣和五華區(qū)部分)；牛欄江上涉及的計(jì)算單元有官渡小哨，即官渡小哨分屬滇池流域和牛欄江上2個(gè)水資源四級(jí)區(qū)。

1.2 邊界條件

為了揭示不同引調(diào)水供水工程在各來水頻率下水資源配置成果之間的差異，研究選用2012年、2020年和2030年作為3個(gè)水平年。

2012年，以現(xiàn)狀用水水平為基礎(chǔ)，供水側(cè)采用現(xiàn)狀各類水源供水方案，需求側(cè)基于現(xiàn)狀年水平下各用水戶用水需求。揭示現(xiàn)狀的供水水平和滇池普渡河流域行業(yè)用水水平下的流域水資源供需缺額。

2020年，水源增加牛欄江-滇池補(bǔ)水工程、大營(yíng)水庫、馬料河水庫、箐門口水庫及新建小型水庫等規(guī)劃新建工程?；凇扒逅牒?、中水回用、清污分流、系統(tǒng)配置”的基本原則，通過水系連通工程將牛欄江-滇池補(bǔ)水工程生態(tài)補(bǔ)水量直接輸水或置換供水(水庫生態(tài)調(diào)度)，分配到滇池主要入湖河流，實(shí)現(xiàn)“多口補(bǔ)滇”。在不影響滇池生態(tài)補(bǔ)水水量和水質(zhì)的前提下，兼顧這些河流生態(tài)環(huán)境的改善，實(shí)現(xiàn)“河清湖美，水繞城轉(zhuǎn)”。選取盤龍江、寶象河、洛龍河、馬料河、撈魚河、梁王河、東大河作為清水補(bǔ)水通道，將牛欄江補(bǔ)水滇池的生態(tài)用水通過水系連通工程提水輸送，沿原松華壩水庫東干渠自流進(jìn)入東大溝，沿程興建支渠經(jīng)過寶象河、果林水庫、洛龍河、撈魚河、梁王河，達(dá)到改善各河流及滇池生態(tài)的目的。金汁河、大觀河、船房河、運(yùn)糧河等河流則利用污水處理廠尾水滿足河流生態(tài)用水，同時(shí)兼作城市尾水的外排通道，通過環(huán)湖截污干管直接外排至滇池下游。

2030年滇中引水工程建成后，牛欄江-滇池補(bǔ)水工程調(diào)整為向曲靖城市年供水3.1億m3，向滇池年補(bǔ)水量降至1.38億m3，不足部分由滇中引水工程解決。滇中引水工程從盤龍江分水口將滇池所需生態(tài)用水輸送至滇池流域水系連通工程，依次進(jìn)入各清水通道，為各河流及滇池進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。為維護(hù)和修復(fù)滇池水生態(tài)環(huán)境，流域內(nèi)的工礦企業(yè)已經(jīng)向下游安寧富民工業(yè)走廊轉(zhuǎn)移，布局發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。滇池從保障昆明生產(chǎn)生活供水的水源地，向需要進(jìn)行生態(tài)修復(fù)、改善水質(zhì)的用水戶轉(zhuǎn)變。

1.3 水資源系統(tǒng)優(yōu)化模擬方法

采用國(guó)際主流、國(guó)內(nèi)引進(jìn)和成熟應(yīng)用的水資源配置管理工具M(jìn)IKE BASIN建立滇池流域的水資源配置模型， MIKE BASIN在重大工程的水資源配置規(guī)劃、規(guī)模論證及方案比較中得到廣泛應(yīng)用[14,15]，模型構(gòu)建步驟如下：

(1)對(duì)流域內(nèi)的河流水系、供用水戶進(jìn)行概化并繪制網(wǎng)絡(luò)圖，滇池流域2030年水資源系統(tǒng)概化網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。根據(jù)水力聯(lián)系建立區(qū)域水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模擬模型。模型中的河流節(jié)點(diǎn)分為匯流節(jié)點(diǎn)、分流節(jié)點(diǎn)等，供水戶結(jié)點(diǎn)包括水庫節(jié)點(diǎn)、引水節(jié)點(diǎn)、提水節(jié)點(diǎn)等,用水戶節(jié)點(diǎn)可分為城鎮(zhèn)生活、工業(yè)、農(nóng)村生活、濕地生態(tài)、農(nóng)業(yè)灌溉等。

(2)數(shù)據(jù)處理。對(duì)模型計(jì)算需要的徑流過程、水庫特征參數(shù)、水庫調(diào)度規(guī)則、需水過程、供用水優(yōu)先順序等數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行處理,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成滿足模型計(jì)算要求的格式。

(3)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行率定，檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)水量平衡，基于行業(yè)間用水公平性規(guī)則進(jìn)行水資源系統(tǒng)模擬，各類用水戶嚴(yán)格按供水水質(zhì)要求進(jìn)行配置，遵循“優(yōu)水優(yōu)用、高水高用”的基本原則。采用“三次供需平衡”方法得出滇池流域現(xiàn)狀、2020水平年、2030水平年的水資源統(tǒng)一配置成果。

圖1 2030年滇池流域水資源系統(tǒng)概化網(wǎng)絡(luò)圖

1.3.1目標(biāo)函數(shù)

目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置時(shí)，通常選取生活用水效益、農(nóng)業(yè)用水效益、工業(yè)用水效益、第三產(chǎn)業(yè)用水效益和生態(tài)環(huán)境用水效益等目標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)決策，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等各部門綜合效益最大的目標(biāo)[16,17]，較少?gòu)墓┧踩蛥^(qū)域間供水公平來考慮，而供水安全和公平性也應(yīng)是水資源配置所關(guān)心的核心目標(biāo)，因此，本次研究采用公平性最優(yōu)和供水缺水率最小作為水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)函數(shù)，綜合考慮區(qū)域間及各用水部門的供水安全性和公平性。

(1)公平性最優(yōu)目標(biāo)。

minF(x)=∑myry=1∑12n=1∑mhh=1qhGP(Xh)

(1)

其中：

(2)

各行業(yè)城市生活、農(nóng)村生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、濕地生態(tài)的用戶懲罰系數(shù)分別為：10、10、10、0.1、0.1。

根據(jù)區(qū)域公平性目標(biāo)的定義，差異越小說明各個(gè)單元之間公平程度越趨于一致。

(2)缺水率最小目標(biāo)。

minYx=∑myry=1∑12n=1∑mhh=1qhSW(Xh)

(3)

其中：

(4)

式中：Y(x)為供水脅迫目標(biāo)；SW(Xh)為供水脅迫函數(shù)；qh為行業(yè)用戶懲罰函數(shù)；xuh為區(qū)域單元u中行業(yè)用戶h的缺水率；Sobnh為區(qū)域行業(yè)用戶h的各月供水脅迫目標(biāo)理想值；myr為計(jì)算時(shí)段的年數(shù)；n為年內(nèi)月值；mh為區(qū)域行業(yè)用水類型的數(shù)目；mu為區(qū)域單元數(shù)目。

根據(jù)缺水率目標(biāo)的定義，缺水率越大說明供水保障率越小。

(3)總目標(biāo)。為了將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)求解，對(duì)配置模型中的公平性和缺水率兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和，得到最終的總目標(biāo)函數(shù)?？偰繕?biāo)函數(shù)公式為：

Z(x)=f·F(x)+y·Y(x)

(5)

式中：Z(x)為總目標(biāo)；f為公平指標(biāo)系數(shù)；F(x)為公平指標(biāo)；y為供水風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)系數(shù)；Y(x)為供水脅迫目標(biāo)，根據(jù)流域?qū)嶋H情況，選取公平性指標(biāo)系數(shù)為0.50，供水風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)系數(shù)為1.00。

根據(jù)總目標(biāo)函數(shù)的定義，總目標(biāo)函數(shù)越小說明配置結(jié)果越能滿足全局優(yōu)化。

1.3.2約束條件

約束條件涉及各級(jí)供水節(jié)點(diǎn)、各級(jí)用水單元的水量平衡及約束條件。

(1)水質(zhì)約束條件。配置時(shí)應(yīng)貫徹分質(zhì)供水。在水資源供需平衡中，嚴(yán)格按照各部門的用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：城鄉(xiāng)生活供水水質(zhì)為地表水Ⅲ類及其以上，工業(yè)供水水質(zhì)為Ⅳ類以上，農(nóng)田灌溉和生態(tài)環(huán)境用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅴ類以上。對(duì)于水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的水量，將作為不合格供水，從原來的總供水量中予以扣除，不再參與供需平衡。規(guī)劃水平年實(shí)施水資源保護(hù)治理措施后，達(dá)到水功能區(qū)劃確定目標(biāo)的水質(zhì)，可納入水資源配置。處理達(dá)標(biāo)的再生水可用于供給農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻用水等及河道外生態(tài)環(huán)境用水。

(2)湖泊、濕地、河道用水量約束條件。在長(zhǎng)系列的配置模擬中，湖泊(或濕地)、河道水量下限采用以下幾種約束： ①多年平均入湖泊(或濕地)水量下限滿足湖泊(濕地)最小生態(tài)需水量； ②以湖泊(濕地)最小生態(tài)需水量的50%～80%作為年約束；③河道最小生態(tài)需水約束：未來水平年河道最小生態(tài)需水在汛期定為天然來流系列的30%，非汛期為天然來流系列的10%。研究區(qū)域缺水形勢(shì)嚴(yán)峻，近期2020年暫不下泄生態(tài)流量，2030年則根據(jù)河道情況選擇以上幾種生態(tài)配水量約束方式。

(3)滇池水位約束條件。滇池運(yùn)行調(diào)度及運(yùn)行水位參照《云南省滇池保護(hù)條例》(2013年1月頒布)，汛期限制水位由1 887.0 m提高到1 887.2 m，正常高水位抬至1 887.5 m，最低工作水位為1 885.5 m，特枯水期對(duì)策水位1 885.2 m。

(4)其他約束條件。主要包括流域各單元供用耗排水量平衡方程，當(dāng)?shù)厮?jié)點(diǎn)水量平衡方程，計(jì)算單元用水量計(jì)算方程，當(dāng)?shù)乜衫盟科胶夥匠碳皼Q策變量非負(fù)約束條件等。

1.4 配置方案組合

為研究河湖水系連通工程對(duì)區(qū)域水資源供水公平性、供水保障程度的影響，對(duì)規(guī)劃水平年的供水情景設(shè)置多方案組合進(jìn)行水資源系統(tǒng)模擬，如下表1。流域外水系連通工程主要包括牛欄江-滇池補(bǔ)水工程及滇中引水工程；流域內(nèi)水系連通工程主要包括清水連通工程及中水連通工程，清水連通工程即盤龍江-寶象河-果林水庫-洛龍河-撈魚河-梁王河等清水通道連通工程，再生水連通工程即滇池南、北岸環(huán)湖截污干管，將滇池流域污水集中收集處理后排放至下游安寧，并沿途向部分工業(yè)、城市生態(tài)供水。

表1 不同水平年滇池流域水資源配置的水系連通情景組合

2 結(jié)果分析

2.1 現(xiàn)狀年水資源系統(tǒng)模擬

采用MIKE BASIN配置模型，通過對(duì)現(xiàn)狀年進(jìn)行長(zhǎng)系列仿真模擬，模擬結(jié)果與實(shí)際工程供水情況進(jìn)行對(duì)比，針對(duì)結(jié)果差異進(jìn)行模型參數(shù)調(diào)參，驗(yàn)證MIKE BASIN模型的合理性。由圖2知，MIKE BASIN配置結(jié)果與實(shí)際供水情況擬合度高，從區(qū)域各單元供水總量來看，二者相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999，從行業(yè)供水來看，配置結(jié)果與現(xiàn)狀各行業(yè)供水基本一致，從區(qū)域各行業(yè)供水總量來看，二者相關(guān)系數(shù)也達(dá)到了0.999。

圖2 各計(jì)算單元和行業(yè)供水總量模擬結(jié)果對(duì)比

2.2 規(guī)劃水平年水資源系統(tǒng)優(yōu)化模擬

2020水平年需水量15.2億m3，方案一為基本方案，供水方案為本地基本供水工程，各類水利供水量13.3億m3，缺水19 100萬m3，缺水率12.54%。方案二在基本方案的基礎(chǔ)上增加流域內(nèi)水系連通工程，大量增加再生水的利用量，供水量增加至15.0億m3，缺水1 868萬m3，缺水率1.23%。方案三在方案二的基礎(chǔ)上增加流域外水系連通工程牛欄江-滇池引水工程，該工程不供生產(chǎn)生活用水，因此只對(duì)濕地生態(tài)用水產(chǎn)生影響，因此方案三較方案二大大提高了濕地生態(tài)用水保證率，方案三各類水利工程供水量15.1億m3，缺水1325萬m3，缺水率0.87%，各計(jì)算單元城鎮(zhèn)生活、工業(yè)和農(nóng)村生活供需基本平衡，農(nóng)業(yè)灌溉保證率達(dá)到75%以上。

2030水平年需水量17.7億m3，方案一為基本方案，由于下泄生態(tài)水量，各類水利供水量減少至8.54億m3，缺水9.12億m3，缺水率高達(dá)51.63%。方案二在基本方案的基礎(chǔ)上增加流域內(nèi)水系連通工程，大量增加再生水的利用量，供水量增加至9.08億m3，缺水8.58億m3，缺水率48.6%。方案二在方案三的基礎(chǔ)上增加流域外水系連通工程牛欄江-滇池引水工程及滇中引水工程，流域外水系連通工程的加入大大地增加了供水量，濕地生態(tài)用水的保證率也大大提高，方案三各類水利工程供水量17.5億m3，缺水1 352萬m3，缺水率0.8%。各計(jì)算單元城鎮(zhèn)生活、工業(yè)和農(nóng)村生活供需基本平衡，農(nóng)業(yè)灌溉保證率達(dá)到75%以上。

2.3 方案評(píng)價(jià)

根據(jù)各水平年各方案水資源配置成果計(jì)算區(qū)域各個(gè)行業(yè)的供水公平性和供水缺水率目標(biāo)值(無量綱)，結(jié)果見表3，對(duì)比分析規(guī)劃水平年各方案水系連通工程對(duì)水資源系統(tǒng)的供水公平性及供水風(fēng)險(xiǎn)的影響。

表2 流域各方案水資源供需平衡成果(多年平均) 萬m3

表3 各水平年各行業(yè)配置指標(biāo) 無量綱

由表3知，方案一各行業(yè)的缺水率指標(biāo)及公平性指標(biāo)較方案二基本均有增大，尤其是公平性指標(biāo)顯著增大，主要是流域內(nèi)水系連通工程加入配置后，再生水利用量大幅增加，各小區(qū)的缺水率均大幅減小，說明2020年流域內(nèi)水系連通工程對(duì)解流域缺水、實(shí)現(xiàn)區(qū)域供水公平具有重要意義。2020年方案二與方案三只在濕地生態(tài)行業(yè)的目標(biāo)值有差異，是由于牛欄江-滇池補(bǔ)水工程只對(duì)滇池流域進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，補(bǔ)水后濕地生態(tài)的缺水率指標(biāo)及公平性指標(biāo)顯著降低，因此方案三的總目標(biāo)低于方案二，說明牛欄江-滇池補(bǔ)水工程對(duì)保障滇池流域濕地生態(tài)用水起到重要作用。

2030年方案三各行業(yè)的各項(xiàng)指標(biāo)都明顯小于方案一及方案二，這是因?yàn)榈嶂幸こ滔虺P龍松華以外的所有小區(qū)供給生產(chǎn)生活用水共8.76億m3，若滇中引水工程不供水，則各小區(qū)基本都會(huì)出現(xiàn)較大程度的缺水，導(dǎo)致公平性及缺水率指標(biāo)均顯著增大，說明滇中引水工程是解決整個(gè)滇池流域未來水平年的缺水形勢(shì)、提高流域供水公平性的重要工程措施。對(duì)比方案一及方案二，方案二流域內(nèi)水系連通工程，則各指標(biāo)均有減小，說明2030年流域內(nèi)水系連通工程對(duì)解決流域缺水、實(shí)現(xiàn)區(qū)域供水公平具有一定作用。

對(duì)比2020年及2030年的方案三，即各水平年的規(guī)劃水系連通工程全部發(fā)揮功能的情形，各行業(yè)的缺水率指標(biāo)及公平性指標(biāo)均減小，說明供水保障程度越來越高，區(qū)域間的供水公平性越來越好。2030年的總目標(biāo)值較2020年減小，可以看出，在多目標(biāo)、多水源、多用戶水資源分配，從缺水率最小和區(qū)域公平性最高兩個(gè)方面，水系連通工程對(duì)于空間的水資源均衡調(diào)控和時(shí)間的水資源均衡調(diào)控都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

圖3、4、5為各規(guī)劃水平年總指標(biāo)、缺水率指標(biāo)及公平性指標(biāo)的系列年趨勢(shì)。顯然，2020年在滇中引水工程未發(fā)揮作用之前，遭遇1962年、1990年、1992年、2010年等類似特枯水年時(shí)，缺水率指標(biāo)就明顯增大，而公平性指標(biāo)逐年數(shù)值也并不穩(wěn)定，浮動(dòng)較大。2030年滇中引水工程向流域供水后，各方案的缺水率指標(biāo)及公平性指標(biāo)的穩(wěn)定性較2020年顯著提高，在特枯水年基本不會(huì)出現(xiàn)大幅波動(dòng)，同時(shí)有滇中引水工程供水的方案三數(shù)據(jù)較2020年的數(shù)值顯著減小。因此，由圖對(duì)比進(jìn)一步說明滇中引水工程對(duì)未來水平年滇池流域的供水保障性、區(qū)域供水公平性具有重要意義。

圖3 各方案總目標(biāo)函數(shù)系列

圖4 各方案缺水率目標(biāo)函數(shù)系列

圖5 各方案公平性目標(biāo)函數(shù)系列

3 結(jié) 語

河湖水系連通工程是改善滇池水質(zhì)的工程控制之關(guān)鍵，掌鳩河云龍水庫引水、清水海引水、牛欄江-滇池補(bǔ)水等一批鄰近流域調(diào)水工程的建成，為滇池流域城市生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和湖泊生態(tài)修復(fù)補(bǔ)水提供了水源保障。城市自來水、再生水收集處理、環(huán)湖截污干管及外排資源化利用工程等系統(tǒng)的逐步實(shí)施，構(gòu)成了滇池流域復(fù)雜的水資源系統(tǒng)。為避免城市和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展擠占河湖生態(tài)用水的問題再現(xiàn)，應(yīng)將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的城鄉(xiāng)生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉與河湖生態(tài)、濕地生態(tài)、湖泊生態(tài)修復(fù)等的“三生”用水統(tǒng)一優(yōu)化配置，將牛欄江-滇池補(bǔ)水與寶象河、雙龍、柴河、大河等水庫進(jìn)行生態(tài)用水替代調(diào)度，以及當(dāng)?shù)匦钜帷⑧徑饔蛘{(diào)水、城市再生水等多種水資源實(shí)行統(tǒng)一、跨區(qū)域調(diào)控，建立MIKE BASIN水資源優(yōu)化配置模擬模型進(jìn)行水資源統(tǒng)一優(yōu)化配置，設(shè)置不同的水系連通工程供水方案組合，采用公平性最優(yōu)和供水缺水率最小作為水資源優(yōu)化配置的目標(biāo)函數(shù)，對(duì)各水平年各方案配置結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，2030年本區(qū)河湖水系連通工程加入后缺水率由51.63%降到48.6%，滇中引水工程加入后，缺水率進(jìn)一步減小至0.8%，隨著流域內(nèi)河湖水系連通工程的逐步完善，區(qū)域供水保障程度越來越高，區(qū)域間的供水公平性越來越好，河湖水系連通工程對(duì)減小區(qū)域缺水率、實(shí)現(xiàn)區(qū)域間、行業(yè)間的供水公平起到了重要作用。2030年滇中引水工程建成后，滇池流域形成較完善的河湖水系連通體系，在保障流域河湖生態(tài)用水的前提下，對(duì)流域水資源進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化配置，城鄉(xiāng)生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉供需基本平衡，各行業(yè)用水均能得到保障。

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