塔里木河流域水量统一调度自校正模型研究

为保证水量调度的时效性、科学性,在总结塔里木河水量调度已有经验的基础上,建立了塔里木河流域水量调度的自校正模型.自校正模型以国务院分水指标为控制目标,以基于规则的适度优化方法为控制手段,综合源流来水预报、需水预测、水量分配和水动力学模型,通过动态跟踪和掌控水调系统控制流量、来水水量、引水水量等状态参数,调节国民经济和生态用水计划,从而满足国务院指标,达到统一调度、公平分水的控制目标.     

多时间尺度自适应流域水量调控模型

水量调控是解决流域水资源时空分布不均、防止河道断流的有效途径之一。在分析水量调控系统的基础上,建立了年、月、旬自适应水量调度模型框架。采用自适应控制理论和“总量控制、轨迹跟踪和滚动修正”的方法,建立了多尺度、多用户复杂条件下的流域水量调度模型。以黄河流域2003—2004调度年为例,按照中国国务院分水控制指标,分析年、月、旬3个时间尺度的水量调控过程和实例。结果显示,通过自适应多尺度滚动修正,能够保证调度目标的实现。模型具有可操作性和普适性强的特点。     

阿克苏河流域水权分配模式

阿克苏河流域限额用水在塔河流域水量统一调度过程中取得良好的成绩,同时也最大限度地保证了流域内各灌区的灌溉用水。本文着力介绍限额用水工作中水权分配的有关事宜。主要有水权分配方法、原则及水权演变过程等内容。     

叶尔羌河流域水资源调度管理和限额用水工作实践与探讨

随着塔里木河流域生态环境建设及流域工农业生产的发展,叶尔羌河流域水资源供需矛盾越来越突出。本文根据叶尔羌河流域四十余年的供用水数据,总结出叶尔羌河流域水资源调度管理和执行限额用水工作的经验,分析水资源管理中存在的问题,并根据塔里木河流域水资源及生态建设的未来发展战略提出了从工程建设到制度管理一系列改进和完善叶尔羌河流域水资源统一调度工作的建议和措施,将是对进一步提高叶尔羌河流域水资源统一调度和更好的开展塔里木河综合治理项目提供有效的对策。     

考虑“三条红线”的渭河流域(陕西段)水量水质联合调控研究

针对渭河流域(陕西段)面临的水量、水质问题,本文依据最严格水资源管理制度,以用水总量、用水效率和限制纳污"三条红线"为控制目标,统筹考虑跨流域调水与河道内外不同用水需求等,绘制了渭河流域水量水质联合调控节点图,引入改进型一维河流稳态水质模型,建立了基于"三条红线"的水量水质耦合调控模型,构建了水资源配置方案集,并对模型求解.计算结果表明,2020水平年,不同方案下渭河流域各断面生态需水保证率均符合设计要求;在考虑用水效率红线指标以及引汉济渭调水方案下,流域缺水量达到最小;考虑限制纳污指标时,需大力削减污染物入河量才可满足水功能区限制纳污要求.研究成果可为渭河流域实施最严格水资源管理提供理论支撑与科学依据.     

黄河流域工业需水量灰色预测

需水量长期预测是水资源规划和合理配置的前提,也是确定水利工程规模及水量调度和分配的主要依据,合理确定需水量对实现水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展具有重要意义.本文就黄河流域的工业用水运用灰色预测方法进行了预测,通过预测结果总结了黄河流域今后的工业需水趋势.     

水库预报调度分期分级模型系统的研究与应用

洪水资源化是利用洪水的资源特性,缓解水资源短缺,减少水旱灾害损失,实现水资源可持续开发利用的重要措施.水库的预报、分期、分级调度是节省水资源、洪水资源化的有效手段.水库的这种运用方式是今后的重要研究方向.本文针对水库调度的这种需求,概化出了一种预报调度的分期分级模型系统,并将该模型系统应用于漳卫南运河防汛决策支持系统的岳城水库的调度工作中.     

多尺度多模型的梯级水库优化调度决策支持系统

梯级水库群优化调度因来水预报不确定性强、水库群优化变量维数高、决策评估目标多等特点,一直是学术界和工程界的研究热点.本文分析了不同时间尺度的水文预报模型与优化调度模型的基本特征与数据需求,建立了多尺度多模型的梯级水库优化调度决策支持系统.该决策支持系统将数值天气预报的有效预报期(15d)作为短期调度模块与中长期调度模块的时间分界.短期调度模块采用数值天气预报降水量和数字流域模型预测未来15d的日径流过程,使用预报结果进行短期的梯级水库优化调度;中长期调度模块采用基于自回归和遥相关的组合预报模型,预报未来1年的月径流过程,用于中长期的优化调度.本文采用面向服务的软件架构(SOA),将年、月和日尺度的预报和调度模型集成,构建决策支持系统,可以实现多时间尺度的水情滚动预报和梯级水库优化调度.本系统在黄河上游干流梯级水库群和大通河流域梯级水库进行试验应用,结果表明该系统能够快速集成分析相关水情数据,开展梯级水库优化调度演算,及时为决策者提供清晰有效的决策辅助信息.     

耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m~3·s~(-1);岔河断面生态需水为4.40m~3·s~(-1);石村断面生态需水为14.53m~3·s~(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.     

考虑水质的水资源调配模型及其解法

针对水库群-河网系统中水量水质的联合调配问题,以水库群联合调度的大系统分解-协调模型为基础,综合考虑河网环境需水和供水水质的不同要求,建立了水库群-河网水资源联合调配模型.通过水质模型计算河网达到不同目标功能水质的需水量,将该需水量作为用水需求反馈给水库群系统进行水量水质协调优化.水质模型求解采用非线性迎风差分格式,水库群-河网模型迭代求解采用大系统分解-协调对偶迭代技术.应用结果表明,所建模型及其求解方法可行有效,并已成为区域水量水质联合调配的重要技术基础.     

黄河流域水量调度的自校正控制模型

为克服单纯人工调水的局限,满足现代黄河水调工作的需要,建立了黄河流域水量调度的自校正控制模型。以防凌、防断流以及"公平分水"为模型控制目标,以黄河干流骨干水库为调节器,及时跟踪、掌握水调系统控制流量、引水流量、水库泄量、水位等状态参数,调节水库泄流、调整引水计划。运用该模型编制了黄河流域2001至2002水文年的水调方案并与当年实际情况对比。结果显示与实际水调情况下的控制断面流量平均偏差1.05%,小浪底水库下泄流量平均偏差2.77%,各省区耗水量平均偏差4.40%,省区耗水过程偏差14.37%。该模型目前已经在黄河水量调度中心投入运行。     

2000-2008年黄河流域(片)地表水资源质量变化分析

黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是中华文明的发祥地.流域内人口众多,地表水资源质量状况直接影响到流域内经济社会的可持续发展.根据2000-2008年黄河流域(片)地表水资源质量评价结果,结合河流水质评价标准,推断黄河流域水质总体为中度污染,然而污染程度正在加剧,地表水资源质量状况不容乐观.推测主要原因为经济的快速发展与...     

筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度研究

阐述了大坝建造对河流生态系统的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了大坝建造对河流水文特性、化学特性、通道作用等生态功能的影响方式,并结合实际案例,提出对于已建工程可通过水库运行调度方式的调整,减缓其生态影响.其主要包括:结合河道及流域的生态保护目标采取不同的调度措施,保证合理的下泄生态流量;采取联合调度方式保持水库及下游水质;采取人造洪峰保护水生生物及鱼类资源;对湿地、湖泊进行人工补水等.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾坝下及水库的生态功能,以达到流域水资源开发与保护流域健康的生态系统相协调的目的.     

黄河流域水资源可持续利用多目标规划模型研究

为了保障黄河流域水资源的健康可持续利用,在系统地研究了黄河流域水资源变化规律、预测流域社会经济发展状况的基础上,构建了黄河流域水资源利用的多目标规划模型,并探讨了多目标规划的水资源配置规则及优化配置的方法.通过研究提高黄河流域水资源承载水平的调控手段,提出了21世纪黄河流域水资源再生性科学对策和水资源可持续利用模式,指出水资源与经济的协调发展是解决人水矛盾的根本途径.     

基于生态的城市河流水量水质联合调度模型

针对城市河流河道淤堵、过流能力下降、水质恶化、生态环境破坏等问题,根据城市河流的基本特点和功能,从满足城市河流生态需水量出发,建立了基于生态的城市河流水量水质联合调度模型,模型中水流运动方程和水质模型分别采用圣维南方程和一维对流扩散模型,并分别采用Perissmann四点隐式离散法和有限控制体积显式算法进行求解.将该模型应用于郑州市七里河水系的闸坝生态调度,分析不引用黄河水和引用黄河水2种方案下生态需水量调度效果.计算结果表明,在引用黄河水量的情况下,河道生态需水量能基本满足要求,而在不引黄河水的情况下,其生态需水量无法满足要求.基于生态的城市河流水量水质联合调度模型可为城市河流水量水质联合调度方案的制订、河流生态修复提供技术支持.     

黄河调水调沙关键技术

黄河泥沙的不断淤积使其下游近1000km的河道成为"地上悬河",洪水威胁不断增大。要遏制其河道淤积增加趋势,现阶段可采取的有效途径之一是调水调沙,即改变进入下游河道的水沙关系。黄河中游干支流水库的修建为实施调水调沙提供了工程条件。实施调水调沙,必须突破三大关键技术,一是塑造水库异重流,二是确立河道水沙关系,三是遏制洪峰增值。实践证明,掌握了这三大关键技术,可以实现调水调沙的成功运行并取得预期效果。     

Historical evolution and the effects of ecological management in Tarim Basin,China

The Tarim Basin, in northwestern China, is the largest continental basin in the world, and hosts desert landscapes as well as extensive oasis agriculture. Many horticultural products come from this basin. However, since the 1950s, frequent river flow interruptions have occurred in the lower reaches of the Tarim River. Thus, the natural ecology of the basin has undergone significant changes because of recent human economic and social activities. In particular, water resource development and utilization along with climate changes have had a significant impact on the area. To prevent further deterioration of the environment, the Central Government implemented a water conveyance project in 2000. Based on this project, Chinese scientists, together with those from overseas, have conducted extensive research on the historical evolution of the area, and the physiological and ecological responses of the natural vegetation around the Tarim Desert Highway. Progress has been made in the areas of environmental protection and ecological conservation.     

气候变化对黄河流域的影响及应对措施

 分析了全球气候变化对黄河流域区域气候、水资源量、生态格局、农业牧业生产、地质灾害、文物保护的影响,阐述了应对研究的主要进展及存在的主要问题,探讨了气候变化对黄河流域影响的未来趋势,提出了进一步研究工作的建议：即统筹建设黄河流域气象、水文、环境、地质灾害观测和预报预警系统;厘清多因素影响下的流域水资源时空过程,提升流域水资源效能;调整坡耕地和生态用地,加强流域水源涵养能力;加强植物生理生态适应性研究,优化流域农业和草业布局;修订文化遗产赋存环境区划,进行预防性保护技术研发;加强流域黄土滑坡加固新材料和生态修复协同技术研究。     

基于流量恢复法的黄河下游鱼类生态需水研究

运用流量恢复(the flow restoration methodology)方法研究黄河下游鱼类生态需水,其基本思路是:首先获得所保护鱼类生态习性相关的流量信息,包括水深、流速、水量等.然后建立概念性模型,确定鱼类和特定流量组分之间的联系.在此基础上,确定流量目标,每一个流量目标被赋予一些水力指标,作为获得满足这个目标的环境流量计算的依据.运用水文学、水力学模型确定满足这些流量目标需要的水流条件,包括数量、持续时间、频率和发生时间,给出满足鱼类生长需要的生态流量.最后给出不同水资源管理情景下可接受的鱼类生态需水.     

塔里木河干流下游地下水变化分析

塔里木河干流下游,尤其是大西海子至台特玛湖河段是塔里木河流域自然环境最为严酷、生态退化最为严重的地区,其生态问题已引起国内外的广泛关注。本文结合前人研究成果和实际调查资料,重点分析干流下游大西海子至台特玛湖段2004—2008年地下水变化动态以及上中游来水对地下水水位和水质的影响。