El sistema de recursos hídricos de la cuenca del río Heihe consta de un sistema de aguas superficiales y un sistema de aguas subterráneas. El sistema de aguas superficiales se puede dividir en tres subsistemas (A, B y C) en el este, medio y oeste. El sistema de aguas subterráneas se puede dividir en tres subsistemas (I, II y III) en la zona desértica montañosa superior. , la cuenca central sur y la cuenca baja norte, y 16 subsistemas (Figura 4.2, Tabla 4.2).
El principal sistema de recursos hídricos del río Heihe pertenece al subsistema de aguas superficiales (A). en la parte oriental de la cuenca, que abarca cuatro subsistemas de aguas subterráneas en dirección vertical, incluida la zona montañosa y desértica superior (I), la cuenca central de Zhangye (II 2), la cuenca inferior de Dingxin (III 1) y la cuenca de Ejina (III 2). Ríos y acuíferos, zonas de riego, canales, embalses, pozos, etc. El sistema es su componente principal, y las conexiones e interacciones orgánicas de cada parte constituyen la estructura jerárquica del sistema y tienen funciones correspondientes.
7.1.2 Bases para establecer el principal modelo de planificación de los recursos hídricos del río Heihe
La corriente principal del río Heihe ingresa a la cuenca de Zhangye, a la cuenca de Ejina y a las aguas subterráneas del cuenca de las montañas Qilian Existe una relación de transformación mutua durante el proceso de escorrentía. En el camino, el uso del agua en las zonas de riego también se ve fuertemente interferido por factores creados por el hombre, como canales, almacenamiento en embalses y extracción de agua subterránea, lo que obliga a los principales recursos hídricos a redistribuirse en el espacio y el tiempo. La redistribución espacial de los principales recursos hídricos ha provocado que la cantidad de agua que fluye hacia la cuenca de Ejina a través del desfiladero de Zhengyi siga disminuyendo. Debido a la reasignación de tiempo, el flujo de Zhengyi Gorge durante el período de riego no agrícola es mayor que el flujo durante el período de riego agrícola. Especialmente de abril a agosto, cuando el flujo de Zhengyi Gorge es pequeño, se convierte en un período de alto. incidencia de cortes de flujo.
Con el fin de mejorar los conflictos hídricos cada vez más prominentes y restaurar gradualmente el ecosistema aguas abajo, con la aprobación del Consejo de Estado, el Ministerio de Recursos Hídricos presentó el "Plan de asignación de agua para la corriente principal del río Heihe". (Shui Zheng Zi [1997] No. 496) a la provincia de Gansu y Mongolia Interior El Gobierno Popular de la Región Autónoma implementó y aclaró el plan jerárquico y anual de asignación de agua para los tramos medio y bajo del río Heihe. En agosto de 2001, el Consejo de Estado aprobó el "Plan de gestión reciente para la cuenca del río Heihe" (Guohan [2006 54 38+0] No. 86), que establecía claramente que la gestión integral de la cuenca del río Heihe debería basarse en los ecosistemas. construcción y protección y gestión científica de los recursos hídricos, asignación racional, utilización eficiente y protección efectiva como núcleo, consideración general de aguas arriba, aguas medias y aguas abajo, medidas de ingeniería y medidas de no ingeniería se combinan estrechamente, y la construcción ecológica se combina con. desarrollo económico.
El plan de distribución de agua aprobado para la corriente principal del río Heihe y el plan de despacho a corto plazo para la cuenca del río Heihe, así como la historia y el estado actual del desarrollo y utilización de los recursos hídricos, son importantes. base para construir este modelo de planificación de los recursos hídricos.
Tabla 7. 1 Tabla de relación de distribución de agua entre Heihe Shiluo y Zhengyi Gorge
Nota: La entrada de agua de Yingluo Gorge en junio es 165438 + del 1 de octubre al 10 de marzo en julio. De enero al 11 de junio, el flujo de Zhengyi Gorge es el volumen de agua previsto.
7.1.3 Modelo de planificación de recursos hídricos de Heihe
7.1.3.1 Estructura del modelo de planificación de recursos hídricos de Heihe
El modelo de planificación de recursos hídricos de Heihe se basa en el sistema de recursos hídricos estructura, con el río como línea principal, el agua del río y el agua subterránea como fuente de agua, el área de riego como principal usuario, el almacenamiento de agua del río en el embalse del canal principal y la extracción de agua subterránea por la máquina como enlace, combinado con el plan de distribución de agua de la corriente principal del río Heihe, el reciente plan de mejora de la cuenca del río Heihe y las condiciones de los recursos hídricos y del suelo. Consulte el diagrama de bloques estructural de los componentes del modelo y sus interrelaciones (Figura 7.1).
7.1.3.20-1 Modelo de programación híbrida no lineal multiobjetivo
Según "Heihe Mainstream Water Plan de Asignación" (Shuizhengzi [1997] No. 496) y "Plan de Mejoramiento Reciente de la Cuenca del Río Heihe" (Guohan [2006 54 38+0] No. 86), el principal indicador de control del desvío de agua en la corriente principal del río Heihe. es el volumen de descarga de Zhengyi Gorge, que requiere La entrada de agua promedio anual a Yingliu Gorge es 15,8. El flujo de Zhengyi Gorge es de 9,5 × 108 m3 (Tabla 7.1) y el volumen total de desviación de agua de Dingxin y Dongfeng se controla dentro de 0. 9×108m3 y 0. 6×108m3 respectivamente. El objetivo fundamental de la gestión de la cuenca del río Heihe es restaurar gradualmente el ecosistema del río Heihe. El contenido central de la gestión es el uso eficiente del agua, la conservación del agua y el uso científico del agua en el tramo medio. Por lo tanto, el modelo de planificación de los recursos hídricos de la corriente principal del río Heihe se establece en el tramo medio, con la asignación racional de los recursos hídricos en el tramo medio como objetivo de planificación.
Con base en las condiciones de los recursos hídricos y del suelo y las limitaciones de la tecnología, las políticas y las regulaciones económicas, el consumo de agua del oasis artificial (área de riego) en el tramo medio, la producción de agua de Zhengyi Gorge y su capacidad para satisfacer las necesidades de riego y Se estudiaron los objetivos de control del desvío de agua y se analizó el potencial de desarrollo de los recursos hídricos en la corriente principal del río Heihe. El grado y el efecto de la utilización proporcionan una base o referencia para la toma de decisiones macro en la planificación y asignación de los recursos hídricos. la corriente principal del río Heihe.
En el tramo medio del río Heihe, se utilizan más de 60 canales principales y ramales para desviar el agua a 20 oasis artificiales (áreas de riego) a ambos lados del río Heihe. Teniendo en cuenta que hay múltiples canales principales que abastecen un oasis artificial (área de riego), los canales principales se fusionaron apropiadamente en el modelo y los 25 canales principales combinados se colocaron en la toma de agua del río: el oasis artificial (área de riego). Los embalses planos no se establecen en el modelo considerando la planificación macro (las áreas mineras de aguas subterráneas se superponen con oasis artificiales (áreas de riego), * * * son 20 áreas mineras del proyecto de conservación de agua del puente que se encuentra debajo del río; el punto de inflexión del desbordamiento de aguas subterráneas. El río Liyuan es la sección de infiltración desde la montaña hasta la desembocadura del río principal Shandan y Jiuyan Quangou son zonas de desbordamiento de aguas subterráneas. Basándose en la relación de recarga entre el agua del río y el agua subterránea, y en combinación con la ubicación límite del oasis artificial (área de riego), se establecieron 15 nodos fluviales en el tramo medio del curso principal.
Ver Figura 7. 2. Estructura del modelo de planificación de recursos hídricos a mitad de camino y la relación entre los canales principales y los oasis artificiales (área de riego). El modelo es:
Modelo de planificación de recursos hídricos del tramo medio del río Heihe
-0-1 Modelo de planificación mixta no lineal multiobjetivo
(1) Variables del modelo y Identificación de parámetros
f y G - Área y cuota de oasis artificial (área de riego) (20 áreas de riego);
U - Desvío de agua del canal principal (25 canales principales);
W——La cantidad de extracción de agua subterránea (el número de pozos, es decir, 20 áreas de riego);
Q——La cantidad de agua en los nodos de los manantiales del río (el número de nodos es 15 );
Figura 7.1 Las partes principales del diagrama de estructura del sistema de recursos hídricos del río Heihe
Figura 7.2 Diagrama de estructura del modelo de planificación de recursos hídricos del tramo medio del río Heihe
m, n, k-función de peso (coeficiente de valor);
a, B, C —— variables en tres períodos (períodos de riego de primavera y verano, períodos de riego de invierno y verano y períodos de no riego de el año, como se muestra en la Tabla 7.1);
D —— Si el flujo anual o estacional de Zhengyi Gorge puede cumplir con las variables de decisión del plan de transferencia de agua (no, D = 0, energía, D = 1);
O - la cantidad limitada (limitada) de la variable (conocida);
L——La distancia entre los nodos del río (conocida);
p————Coeficiente de proporción de riego de dos estaciones (riego de primavera y verano, riego de verano e invierno) (conocido);
x, Y - coeficiente de utilización de agua de canales y pozos (conocido);
coeficiente de expansión de restricción z (llamado restricción múltiple);
S ——La tasa de fuga de agua del río por unidad de longitud (conocida, la tasa de fuga de agua del río entre dos nodos se toma cuando calculando);
T ——La cantidad única de agua subterránea desbordada (conocida, la cantidad de agua subterránea desbordada entre dos nodos se toma en el cálculo);
WQ——El agua subterránea actual volumen de extracción de la sección (conocido, la cantidad de extracción del área de riego entre los dos nodos se toma en el cálculo p>
H——El coeficiente de influencia de la capacidad adicional unitaria en el flujo (conocido);
R——El coeficiente de distribución del suministro de agua desde el canal Xigan hasta el distrito de riego de Shahe y el distrito de riego de Luotuocheng (conocido);
Nota: ① Los identificadores anteriores se pueden combinar en nuevos identificadores, como QB indicando el volumen de agua de los nodos de los manantiales del río durante los períodos de riego de verano e invierno ② Agregar el subíndice 1 al canal principal 1 en áreas de riego múltiple; Por ejemplo, UAO42 representa la toma de agua del Ramal 2 No. 4 durante los períodos de riego de primavera y verano.
(2) Función objetivo
1) Multiobjetivo:
El oasis artificial (área regada) tiene la mayor área de riego;
Áreas típicas en el noroeste Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas interiores: tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
Volumen máximo de drenaje de la garganta de Zhengyi:
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas interiores típicas del noroeste de China: tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
El caudal máximo anual y estacional del desfiladero de Zhengyi puede cumplir con el plan de desvío de agua al mismo tiempo;
La regulación de los recursos hídricos y el modelo de utilización óptima de cuencas interiores típicas en el noroeste - tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe Ejemplo
2) Procesamiento de problemas multiobjetivo - método de ponderación;
Función objetivo:
Regulación típica de los recursos hídricos de cuencas continentales y modelo de utilización óptima en el noroeste de China - —Tomando la cuenca del río Heihe como ejemplo
(3) Restricción ecuaciones
Número de ecuaciones de restricción:** 142 ecuaciones, incluidas 6 ecuaciones no lineales;
Número de variables de decisión:** 197 variables, incluidas 0 y 1 variables.
1) Ecuación del área de riego del oasis artificial (área irrigada) y del volumen de agua de riego
A. Ecuación del balance hídrico del oasis artificial (área irrigada)
Tierra continental cuenca en el noroeste de China Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima: tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
I = 1, 2, 20 (número de áreas irrigadas);
J = 1, 2,... , Ji (el número de canales en el área de riego).
B. Ecuación límite del desvío de agua del canal principal
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas interiores típicas del noroeste de China, tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
J = 1 , 2,..., 25 (número de canales principales).
C. Ecuación límite de explotación de aguas subterráneas
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas continentales típicas del noroeste de China, tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
I = 1, 2, 20 (número de áreas mineras).
D. Ecuación de limitación del área de riego
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas interiores típicas del noroeste de China, tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
I = 1, 2, 20 (número de áreas irrigadas).
2) Ecuación del volumen de manantiales de ríos:
A. Ecuación del balance hídrico de nodos de ríos y manantiales
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas continentales típicas de noroeste de China ——Tomando la cuenca del río Heihe como ejemplo
Fórmula
K = 8, 7, ..., 2 (nodo del río Heihe
K = 13, 12 (nodo del río Shandan
K = 15 (nodo Jiuyanquan); J = 1, 2 ,...,Jk (el número de canales entre el río y los nodos de manantial);
I = 1, 2,..., Ik (el número de áreas mineras entre el río y nudos de resorte).
Explicación: ①Sume el volumen de agua de los nodos del río Liyuan, el río Shandan y Jiuyanquan (k=10, 13, 15) en las ecuaciones de nodo correspondientes ②Infiltración de la sección del río Yingluoxia-Daqiao Pérdidas por fuga (SA1, ...,SC2) adoptan ecuaciones no lineales (ver Capítulo 4).
B. Ecuación límite del flujo de descarga del desfiladero de Zhengyi
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas continentales típicas del noroeste de China, tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe.
3 )Ecuación de restricción no negativa:
Regulación de los recursos hídricos y modelo de utilización óptima en cuencas continentales típicas del noroeste de China, tomando como ejemplo la cuenca del río Heihe
4 ) Definición de variable 0-1:
@ BIN(d 1);
@bin(D2).