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本文借助美国得克萨斯农工大学开发的WRAP(Water Right Analysis Package,水权分析模型)模型探索水权管理,从而完成通州地区的水资源优化配置,实现水资源的可持续利用。全文基本内容有两部分,一是引进和解读WRAP模型的一般模型策略和方法,二是选择北京通州区开展应用研究。
WRAP模型由WinWRAP、HYD、SIM和TABLES组成。WinWRAP是用户界面,在Windows操作环境下运行,主要功能就是把程序和数据文件连接起来,同时跟其他微软程序获取和编辑WRAP的输入文件和输出文件。SIM是基本的模拟模型。TABLES是模拟后处理程序,主要是组织模拟结果。WRAP软件是免安装的,可以直接运行。注意程序要保存在相同的目录下或者文件夹里。
首先创建输入文件,包括水权文件(DAT)、水文数据文件(FLO、EVA),有了这些文件之后SIM就开始进行模拟运算。TABLES读取SIM的输出文件(OUT),并按照TABLES输入文件TIN规定的格式组织模拟结果。组织的模拟结果写入TABLES输出文件TAB。SIM和TABLES还会创建信息文件MSS和TMS,跟踪计算和警告用户一些输入数据的不规则性和错误。
WRAP模型可以用到任何地方,只要有该地区的水文数据和河流、水库、用水需求、水管理策略和措施等方面的数据和资料。WRAP模型的使用过程比较容易操作,这主要取决于水资源管理的灵活性以及当地的水文条件和制度条件之间的各种关系。作者在参阅了大量的国内外参考文献的基础上,在国内首次提出开展WRAP模型水权分析的应用研究。根据通州地区的1956-2000的径流、降雨和蒸发数据,创建HYD的输入文件。SIM读取HYD的输出文件作为输入文件。创建SIM的输入文件DAT和TABLES的输入文件TIN,SIM-TAB将进行模拟运算和组织模拟结果,输出结果写入TAB文件。输出结果主要是天然径流、调度径流、未占用径流、径流消耗、目标分水、实际分水、分水缺水量等数据。对模拟结果进行分析得出,通州地区的天然径流和调度径流都在逐年减少,但是天然径流比调度径流减少趋势稍大一些,并且调度径流的年际变化比天然径流的年际变化剧烈。7月和9月的变差系数较大,径流变化无规律性;4月到6月变差系数较小,径流的分布比较集中。通州地区历年的未占用径流在逐年减少,这与通州地区历年的耗水量较大和实际径流在逐渐减少有关。研究计算结果表明,在450个月的时序中,仅有10%月份的天然径流、调度径流和未占用径流都等于或超过142.28×10<6>m<3>、109.61×10<6>m<3>、108.36×10<6>m<3>,低于控制点的分水目标总和为166.89×10<6>m<3>。控制点的多年平均缺水量是66.92×10<6>m<3>,水量保证率仅为59.9%,周期保证率仅为52%。最后,针对通州地区的水权管理情况提出了一些建设性的建议。建立水权制度的统一体制;完善水权的分配机制;实行依法和有偿取得水权制度;创新水权的转让形式;积极培育水市场;完善政策法规体系,健全管理机构职能。