黑河干流水资源系统概化

按照系统的观点，我国西北内流盆地平原区水资源系统可以用输入、输出和状态变量 ( 函数)描述，如图 5. 1 所示。

图 5. 1 内流盆地平原区水资源系统概化示意图

图 5. 1 中，水资源系统的输入变量 8 个，状态变量 4 个，输出变量 3 个，地表水与地下水之间的系统内部交换量2 个。这些变量均是位置和时间的函数，但为突出起见，变量函数中仅列出最重要的影响因素 ( t 代表时间，x，y，z 代表空间位置，s 代表断面位置) 。各类变量的含义分述如下。

5. 2. 1 输入变量

输入变量: 分为可控变量和不可控变量。

1) Q_r( t) : 出山口河流径流量，简称河流来水量，为不可控变量或部分可控变量 ( 修建山区水库进行调控) 。

2) Q_f( t) : 山前带暂时性洪沟进入盆地的水量，简称洪沟水量，为不可控变量。

3) Q_a( t) : 从河道中引到盆地内的水量，简称地表引水量，为可控变量。

4) Q_d( t) : 从盆地外调入或从盆地内调出的水量，简称跨地区调水量，为可控变量。

5) Q_p( t) : 盆地平原区大气降水量，为不可控变量。

6) Q_i( t) : 基岩山区和区外地下水向盆地平原区的侧向流入量，简称侧向流入量，可作为不可控变量。

7) Q_b( t) : 出山口位置通过河谷含水层地下水向盆地平原区的侧向流入量，即通常所说的河床潜流量，一般为不可控变量。

8) Q_w( t) : 地下水人工开采量，为可控变量。

需要说明的是，地表引水量和地下水开采量是人工对系统的干预，而且水的用途很多 ( 如灌溉、水库蓄水、工业用水、地下水人工补给等) ，虽然发生在系统内部，但却是影响状态变量的重要输入变量。

5. 2. 2 状态变量

状态变量: 输入信息在系统内部的反映。

1) Q ( s，t) : 河流径流量分布函数，主要随时间和河流断面位置不同而变化。

2) C ( s，t) : 河流水质分布函数，随时间和河流断面位置不同而变化。

3) H ( x，y，z，t) : 地下水水位 ( 头) 分布函数，随时间和空间变化。

4) C ( x，y，z，t) : 地下水的含盐量分布函数，随时间和空间变化。

5. 2. 3 水资源系统内部交换量

水资源系统内部交换量随状态变量变化而变化。

1) Q_l( t) : 地表水对地下水的入渗补给量。

2) Q_s( t) : 地下水的溢出量。

5. 2. 4 输出变量

输出变量随状态变量变化而变化，是位置和时间的函数。

1) Q_e( x，y，z，t) ; 地表水和地下水的蒸发量。

2) Q_t( x，y，z，t) : 植被和作物等的蒸腾量和本身所吸收的水分。

3) Q_o( t) : 侧向流出盆地的地下水量。

对黑河干流，不存在跨流域调水量和侧向流出量，本次研究也暂不考虑地表水水质和地下水含盐量，因此，图 5. 1 可简化表示为图 5. 2。

图 5. 2 黑河干流平原区水资源系统概化示意图

现状条件下，黑河干流莺落峡上游尚未修建控制性水利工程，除梨园河有少量汛期洪水进入黑河干流外，其余小型河流的来水量全部被引入相应的灌区，因此输入变量中的河流来水量Q_r( t) 作为不可控变量 ( 指莺落峡来水量) ，而小型河流的来水量作为地表引水量处理; 其余变量意义同前。