8. 3. 1 水资源优化调控方案
根据第 6 章分析结果，在满足国务院关于黑河中下游分水方案的前提下，同时考虑现状水利化程度、耕地面积、生态保护等因素，用非线性数学规划方法得出中游平原区水资源优化调控利用方案，其中关于各灌区用水量部分的简要结论汇总于表 8. 2。
为验证该优化方案的可行性和地下含水层系统的多年调节能力，用数值模型分别对平稳水文序列和组合水文序列进行数值模拟，以修正水资源调控方案，分析各水文要素变化对水资源的影响，使优化利用方式更为可行、合理。
8. 3. 2 平稳水文序列条件下水资源状态预测分析
根据优化调控利用方案，中游平原各灌区对地表水、地下水的利用量，与黑河水量的丰枯状态有关，即与黑河莺落峡站年径流量频率有关，为论证优化方案的宏观合理性，暂不考虑黑河水量年际间的丰枯变化，设定黑河水文系列为平稳状态，黑河各年的径流量均取多年平均值，在这种条件下，分别对现状水资源利用模式和优化调控利用方案进行模拟分析。
8. 3. 2. 1 现状水资源利用模式模拟预测
以 2000 年的水利化程度作为现状年，在维持各种水资源环境不变的条件下，进行多年预测，模拟计算结果作为评价优化调控利用方案的参照，以便论证优化调控方案与现状资源利用模式之差别。模拟结果整理于表 8. 3、表 8. 4 及图 8. 4、图 8. 5。
表8. 2 黑河干流中游平原区典型水文年水资源优化利用规划结果简表
注: 仅保证率98%的新华规划面积为9. 12×104 亩，其他保证率和所有灌区规划均达到限量灌溉面积。开采量与引水量保证率2%、10%、25%的规划结果与多年平均的规划结果相同。
表 8. 3 预测现状水利化条件下第 10 年地下水模拟均衡分析表 单位: 108m3/ a
表 8. 4 预测现状水利化条件下第 10 年地下水各均衡要素变化表 单位: 108m3/ a
图 8. 4 预测现状水利化条件下第 10 年地下水位降深等值线图
图 8. 5 预测现状水利化条件下第 20 年地下水位降深等值线图
模拟分析结果表明，在现状水利化条件不变的条件下，正义峡下泄流量不能满足国务院分水方案的要求。在这种环境下，平原区地下水总补给量基本保持不变，而地下水排泄则逐渐减少，河与泉水的溢出量由 2000 年的 11. 537×108m3/ a 减少到 11. 189×108m3/ a，减少了 0. 348×108m3/ a，相对减少 3%; 地下水蒸发量由 2000 年的 2. 849×108m3/ a 减少到 2. 476 × 108m3/ a，减少了 0. 27 ×108m3/ a，相对减少 9. 5%。即使不增加对水资源的利用量，泉水排泄及蒸发排泄将会随着时间的延续而不断减少。
靠近排泄区地带的地下水位基本呈现暂时性相对稳定，而地下水埋深相对较大的山前地带地下水位不断下降，民乐县城附近以每 10 年 10 余米的速度下降疏干含水层; 骆驼城灌区由于地下水开采量较大，地下水位以接近每年 1m 的速度下降。
8. 3. 2. 2 优化调控利用方案模拟预测
设定自 2001 年起，实施水资源优化调控利用方案，正义峡流量能充分满足国务院分水方案的要求。黑河径流量仍设定为平稳水文序列条件，水资源优化调控利用方案分析结果分别整理于表8. 5、表 8. 6 及图 8. 6、图 8. 7。
表 8. 5 预测优化调控利用方案第 10 年地下水模拟均衡分析表 单位: 108m3/ a
表 8. 6 预测优化调控方案第 10 年地下水各均衡要素变化表 单位: 108m3/ a
模拟结果表明，自 2001 年起，在实施水资源优化调控利用方案的条件下，正义峡下泄流量可充分满足国务院分水方案要求。在这种环境下，由于减少了对中游水资源的利用量，地下水补给总量约减少了 1 亿 m3，其中渠系渗漏和田间回归减少了约 1. 5 亿 m3，而地下水位下降使黑河在上游带渗漏补给增加了 0. 43 亿 m3; 地下水补给量明显减少使河水与泉水的溢出量下降幅度较大，同比现状条件下多下降了 1 亿m3( 1. 406 亿 － 0. 348 亿 m3= 1. 058 亿 m3) ，该数值与补给量的减少值 ( 1. 009×108m3) 基本相等。经多次设定类似条件模拟分析，均得出相似结论。由此可以看出，相对于距黑河较远的山前洪积扇或戈壁带来说，黑河沿岸灌区地下水渗漏补给循环距离较短，当减少该地带地下水补给时，河流和泉水的溢出量能够较快响应，在数年内，泉水溢出量的减少值几乎与补给量的减少值相等。这表明，补给区的位置不同时，尽管对地下水总补给资源量的贡献似乎是一样的，但对地下含水层系统的调节作用存在较大差异，洪积扇带或戈壁带由于距离黑河排泄区较远，循环路径长，上下游水位差也较大，对地下水的调节周期可达数十年; 而近河地带补给区，仅有当年或几年的调节周期，当补给量减少时，几乎 “立竿见影”地使河水与泉水溢出量同步减少。
由图 8. 6、图 8. 7 可以看出，实施优化调控方案同样不能解决山前地带疏干含水层的问题，除骆驼城灌区减少开采地下水使地下水得到合理回升外，其余地带的地下水降落规律与现状水利条件基本一致，即靠近排泄区地带的地下水位呈相对稳定状态，埋深相对较大的山前地带地下水位不断下降，民乐县城附近仍以每 10 年 10 余米的速度下降疏干含水层。
8. 3. 3 优化调控方案多年调节能力模拟分析
为考验优化调控方案多年调节的适应能力，用历史重现法组合 20 年的黑河莺落峡水文站径流量序列。在已有近 50 年黑河径流水文序列中，分别挑选出四段连续的 5 年子序列，使之分别具有平水型、连枯型、丰水型、丰枯型特征，并要求 20 年系列平均值不偏离黑河莺落峡水文站多年平均值。将四个 5 年子序列段连接起来: 组合成为 “平水型－连枯型－丰水型－丰枯型”序列，人工构造出一个考验地下水含水系统调节能力的水文径流系列 ( 表 8. 7) ，以考验含水层系统对水资源的多年调节特性。
除黑河年径流量系列具有丰枯变化外，其余条件与上述预测环境相同。在具有丰枯特征的人工水文径流序列环境下，进行模拟预测，分析结果分别整理于表 8. 8、表 8. 9 及图 8. 8、图 8. 9。
与平稳水文序列模拟结果对比可以看出，在具有丰枯特征的人工水文序列环境下，各水资源均衡要素年统计量无明显变化，总补给量与总排泄量比平稳水文序列仅减少了0. 28 亿 m3，含水层降深值没有大的差别，从而间接表明中游平原区在总开采量已经接近 3 亿 m3规模的情况下，地下含水系统尚有很大的调节能力和开采潜力。