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及其限供比例，能在提高灌区水资源供需适配性的同时，进一步提高灌区水－ 能－ 粮耦合协调关系，各
子系统的多项指标相较于现状优化效果更为明显。
值得注意的是，以上系统及各指标运行结果是对 １９６０—２０１４年 ５５年的长系列多年平均而言，由
于旱限水位控制及限制供水只在 １２个干旱年份（见图 ２，８０％干旱阈值线以下）启用，其运行效果易在
长系列数据中被均化稀释，而干旱年份由于水的严重不足更能体现水、能源、粮食之间的竞争互馈关
系，因此需对灌区干旱年份的水－ 能－ 粮系统耦合变化情况展开进一步的分析。
４．１．２ 干旱年份灌区水－ 能－ 粮系统耦合协调度变化分析 由图 ４可知，灌区不同干旱年份水 － 能 － 粮
系统耦合度与该年水资源状况密切相关，即随着水资源短缺程度的加重，系统耦合协调度逐渐变差，
其中以 ４年连 旱的 １９６５—１９６８年 尤为 严重。在前两 年连 续干 旱 的 压迫 下，现状 系统 耦合 协 调度由
０．６１５降低为 ０．５７３，到 １９６７年更是低至 ０．３８７，按文献［８］的标准判定处于 “失调过渡区间” 的 “轻
度失调衰退” 危险状态，而各优化方案都能在一定程度上改善系统耦合协调度，其中方案④提高效果
最为显著。同时由于水－ 能－ 粮系统耦合度一直维持在 ０．９５以上，因此水 － 能 － 粮综合评价指数与其耦
合协调度变化趋势大致相同。通过不同干旱年份水－ 能－ 粮系统耦合协调度与该年干旱程度对比，说明
灌区水资源状况在水－ 能－ 粮系统中的核心地位。同时优化效果随着干旱程度的加深而愈加明显：主要
原因是旱限水位的启用可以在干旱年份提高各用水部门的供水安全，同时优化水稻种植结构可以在来
水一定的条件下提高粮食生产安全。
由其他干旱年份不同优化方案结果可知：方案①基于现状改变了水稻种植比例，在提高了粮食总
产量的同时，也提升了灌区干旱年份供水与作物种植的适配性，提高了灌区水资源利用效率，从而使
得灌区水－ 能－ 粮系统得到明显改善。方案③通过增加水稻需水关键期的应用，使得旱限水位实现对水
资源在不同用水部门优化分配的同时，实现了水稻不同生育期供水的优化措施，在一定程度上避免了
方案②中旱限水位对农业灌溉过度限供的弊端。方案④在方案①和③的基础上进行供需双侧调控，进
一步提升干旱年份灌区水－ 能－ 粮耦合协调关系和水利高质量发展能力。

图 ４ 灌区干旱年份水－ 能－ 粮耦合度评价结果

４．１．３ 干旱年份不同方案下水－ 能－ 粮各子系统变化分析 （１）灌区粮食子系统。由图 ５可以看出：方
案①通过对灌区水稻种植比例的优化调整提高了灌区复种指数，干旱年份粮食子系统综合评价指数年
均值由 ０．３６１提高为 ０．４７１，增幅达到 ３０．４７％。由于方案②加入旱限水位调整了水库蓄供过程，改善非
农业供水过程的同时也使得非农业用水部门在干旱年份缺水率有所上升，虽然这种旱限水位确定方法
使得农业干旱过程更加均衡，但由于不合理的限供措施使灌区农业抗旱效果并不显著，甚至还导致作
物因旱减产损失更加严重，反而令粮食子系统综合评价指数年均值降为 ０．３２９。方案③在水库旱限水位

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