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长久以来,人类通过开发利用地表水和地下水满足用水需求。但是,由于人口增长、气候变化和经济社会发展等影响,需水量不断上升,越来越多地区出现了地表水污染和地下水枯竭的水危机事件,导致多个城市出现了水资源供需矛盾的问题。近年来,在响应国家政策,实现水资源高效利用和节水优先的进程中,从“开源节流”的角度实现提高水资源利用效率和降低新鲜水取用量的目的,考虑非常规水资源的配置模式逐渐进入人们的视线并得到广泛关注。非常规水资源的常规化处理,使得非常规水资源也能够实现合理配置。在非常规水资源与常规水资源协同利用中通常是考虑在传统常规水资源配置基础上充分利用非常规水资源,同时兼顾经济社会生态效益的协同利用方式。榆林市凭借煤炭等资源优势,经济社会发展迅速,需水量逐年增长,供需关系不断趋紧,同时每年有大量再生水和矿井疏干水由于缺乏科学规划和管理而无法有效利用。为缓解水资源供需缺口,开发利用非常规水资源己经成为当前迫在眉睫的任务。本文主要针对上述问题进行了榆林市非常规水资源与常规水资源协同配置模型研究,以期为通过水资源的科学合理配置,实现研究区水资源的可持续利用提供支撑。本文研究内容和结论主要包括以下几个方面:(1)调查榆林市自然地理、水文气象、河流水系和社会经济方面的基本概况,总结研究区水资源开发利用概况,分析供水现状,用水现状,并通过LMDI因素分解和STIRPAT模型量化研究区用水变化影响因素。LMDI因素分解结果表明:人口规模、经济发展水平、节水技术水平效应贡献值依次为8163.12万m~3、144238.92万m~3、126161.05万m~3。STIRPAT模型结果表明:人口规模、经济发展水平、节水技术水平每变化1%,用水量将分别发生1.21%、0.06%、0.04%的变化。(2)采用定额法,开展了不同规划年不同降水频率下用水部门需水量和可供水量预测研究。经预测,2020年50%和75%降水频率下榆林市需水量分别为123378万m~3,136294万m~3。常规水资源供水能力分别为106013万m~3,96717万m~3,非常规水供水能力为9694万m~3。2025年50%和75%降水频率下榆林市需水量分别为148644万m~3,160495万m~3。常规水资源供水能力分别为135104万m~3,125525万m~3,非常规水供水能力为13616万m~3。2030年50%和75%降水频率下榆林市需水量分别为172148万m~3,182957万m~3。常规水资源供水能力分别为169233万m~3,159654万m~3,非常规水供水能力为15051万m~3。结合供需水量预测成果,分别对仅考虑常规水资源时和考虑非常规水时进行榆林市水资源供需平衡分析。结果表明:榆林市2020年P=50%和P=75%时,仅考虑常规水时的总缺水量分别为17365万m3和39577万m3,考虑非常规水后,缺水量分别为7671万m3和29883万m3。2025年,P=50%和P=75%时,榆林市仅考虑常规水时的总缺水量分别为13540万m3和34970万m3。P=50%时考虑非常规水后,供需得到明显缓解,总体上看榆林市可以实现供需平衡。P=75%时考虑非常规水后,仍缺水21354万m3。2030年,P=50%时,仅考虑常规水时全市缺水2915万m3。考虑非常规水后,新增水量为15051万m3,总体上看榆林市可以实现供需平衡,但个别地区仍然缺水。P=75%时,仅考虑常规水时的总缺水量为23303万m3。考虑非常规水后,虽然全市总缺水量有所缓解,但是总体上仍缺水8252万m~3。(3)对非常规水资源与常规水资源协同配置的内涵及配置基本理论进行了初步探讨。明确了非常规水资源和常规水资源协同配置的基本原则。针对非常规水资源与常规水资源不同的供水特性建立合理约束,以经济效益、社会效益和生态效益为目标,建立了综合考虑多目标、多约束、多水源、多用户的非常规水资源和常规水资源协同配置模型。建立的模型是多目标多约束多维度的问题,因此提出改进的多目标布谷鸟搜索算法,并对改进算法进行性能测试与评价。(4)利用本研究提出的改进算法在水资源配置模型中进行寻优求解,获得Pareto解集。最终通过熵值法对配置方案进行选取,获得不同规划年不同来频率下用水部门水资源配置方案。配置后2020年50%降水频率下地表水、地下水、引黄水、再生水、矿井疏干水供水量依次为62396万m~3、28136万m~3、13879万m~3、4623万m~3、4998万m~3。75%降水频率下依次为54009万m~3、28437万m~3、14043万m~3、4668万m~3、4997万m~3。2025年50%降水频率下地表水、地下水、引黄水、再生水、矿井疏干水供水量依次为61932万m~3、25560万m~3、40980万m~3、5814万m~3、7536万m~3。75%降水频率下依次为54757万m~3、26287万m~3、42736万m~3、5853万m~3、7556万m~3。2030年50%降水频率下地表水、地下水、引黄水、再生水、矿井疏干水供水量依次为60168万m~3、23079万m~3、65891万m~3、7047万m~3、7584万m~3。75%降水频率下依次为52892万m~3、24158万m~3、75268万m~3、7277万m~3、7630万m~3。