两阶段补偿式跨流域调水配置算法及应用

本文将跨流域调水工程进行概化处理以分析本地水资源和从外调入水(简称外调水)之间的联合调配方式.针对两部制水价运行管理机制,提出符合实际管理需求的两阶段补偿式外调水配置算法,实现本地水和外调水的联合配置.算法中第1阶段进行外调水优先利用量的配置,第2阶段在本地水供水后对外调水进行补偿配置,可以实现满足总体分水原则下的外调水合理配置过程.采用该算法对规划水平年下的海河流域在南水北调工程实施后的配置进行了分析,并模拟了不同策略下的调水分配方案.     

泛流域水资源系统优化研究

南水北调西线工程将雅砻江、大渡河和黄河连为一体,形成泛流域水资源系统,涉及确定合理的调水总量、调水规模与布局以及调水量合理分配等关键技术问题。针对该复杂大系统,研究跨流域水资源多维尺度模拟和优化方法,建立了3层结构的泛流域水资源时空优化调配模型系统,将调水区7条河流与黄河受水区67地市统一优化调配。采用大系统协调技术和嵌套遗传算法动态调节机制求解泛流域水资源优化分配问题,提出了一套适宜的调水规模、工程布局及调水量空间合理分配方案,为南水北调西线工程的宏观决策提供科学支撑。     

调水工程管理适应水资源区域配置实践与探索——以牛栏江—滇池补水工程为例

"十二五"以来,大型河湖水系连通项目及跨区域引调水工程成为统筹区域水资源配置的重要措施。我国处于跨区域调水管理初期,研究制定统一法令,建立有效管理机制,统一区域调度,充分发挥调水工程在区域水资源配置和区域经济可持续发展中的保障作用,起步较晚且迫在眉睫。以牛栏江—滇池补水工程联合调度管理成效为依托,分析了在建立科学的联合调度机制、确保工程安全稳定运行基础上,合理调配有限水资源,适应滇池流域水资源总体配置要求,可实现外调水"一水多用,有效利用"的综合效益。针对目前机制保障下调出区水环境保护及受水区多目标效益优化所面临的问题,提出流域协同地方政府统一监管,深入研究区域水资源总体配置,能积极促进水资源可持续利用,并支撑区域经济可持续健康发展。     

基于大系统分解协调理论的引汉济渭调水工程受水区水资源优化配置研究

陕西省引汉济渭调水工程是近中期解决关中地区严重缺水的跨流域调水工程,如何对调水工程水资源系统进行合理运行、科学调度是急待解决的问题。本文结合引汉济渭调水工程和受水区的实际情况,在分析研究受水区供用水现状的基础上,对受水区进行供需水平衡分析,提出不同水平年引汉济渭调水工程需调水量。并以区域可持续发展为导向,采用系统分析方法,在确定的调水规模基础上,充分考虑区域的经济、社会和生态环境等因素,以供水综合效益最大为全局最优解,基于系统分析方法建立了大系统分解协调模型,对调水工程所调水量进行优化配置。     

汉江流域引调水工程及水库统一调度模型研究

针对汉江流域调度对象多、调度规则复杂的问题,建立了汉江流域引调水工程及水库统一调度模型。模型将汉江流域概化为由干支流控制性水库、引调水工程、沿线用水地市、控制断面组成的水资源调度系统。模型由信息服务模块、汉江干支流控制性水库群调度模块、汉江干流分段水资源调度配置模块组成,各模块间通过数据关联的形式进行耦合。模型采用模块化结构,可扩展性强,集成了最严格水资源管理制度中用水总量控制指标体系和水量分配方案等约束条件,可分河段、分区域实现水资源调度配置目标。模型对人工经验计算方式进行了优化,为规范化、智能化地开展汉江流域水资源调度管理提供技术支撑。     

国内跨流域调水配置方法研究现状与展望

跨流域调水的水量配置涉及到工程调度运行、水价体制、政策调控措施等多方面因素,以及同本地不同水源的联合调配问题.现从技术、管理和理念等不同角度总结了已有的跨流域调水配置相关研究方法和进展并作了相关评述,提出了跨流域调水水量配置和工程运行管理中必须考虑的若干技术问题,指出了未来研究的发展趋势.     

外调水的合理配置与高效利用(1)

跨流域调水工程一般成本和运行费用较高,因此,受水区特别强调外调水的合理配置和高效利用,这也是影响调水工程运行成败的关键,通过南水北调工程河北受水区水资源的优化配置、科学管理和有效调整,确保江水调得来,用得上,实现经济、社会和生态环境的可持续发展.     

引江济淮工程（河南段）水资源调配系统设计与开发

为强化引江济淮工程（河南段）水资源统一调配,基于Spring Boot和Vue前后端分离开发的模式,利用天地图API、WebGL、Echarts等技术设计研发引江济淮工程（河南段）水资源调配系统。从设计思路、功能界面、关键技术3个角度论述系统设计思路和实现过程,从而实现地理信息服务、供需水预测、水资源优化配置、水资源优化调度等功能,实现水量分配可视化、运行调度智能化和跨流域调水管控一体化。系统测试结果表明：引江济淮工程（河南段）水资源调配系统的建立提高了受水区水资源精细化管理的水平,解决了引江济淮工程（河南段）跨流域调水的配置难题,为受水区水资源高效利用提供有效的技术支撑。     

江苏省南水北调受水区水资源配置

在对水资源系统进行模拟分析的基础上,结合江苏省南水北调受水区水文水资源、水利工程等特点,构建流域降雨径流模型、水动力学模型、水量调配模型以及水工程调度模型等子模型,对受水区水资源量、供需水量等进行研究。基于所建模型提出水利工程调度方案,对研究区水资源进行合理配置。分别模拟计算分析研究区内农业、工业、生活、生态和船闸用水户在现状与规划工情下不同水平年的供水、需水、缺水情况,制定水资源配置方案。通过现状与规划方案对比可知,南水北调一期工程建成后供水能力提高,缺水量显著降低。95%、75%和50%保证率下,缺水率分别降低10.3%、8.0%和5.2%。研究成果为南水北调东线水利工程调度提供科学依据,对跨流域调水工程的水资源配置与调度具有一定参考意义。     

跨区域调水多水源水库群系统供水联合优化调度多情景优化模型研究与应用

含跨区域调水的多水源水库群系统调度决策中需协调保障供水效益与降低供水成本的多目标矛盾,在综合考虑本地水资源与外调水资源供水相对成本差异的基础上,根据引调水成本的相对高低提出供水成本递增的多情景分层优化模型,以降低系统总缺水率为优化目标、限定外调水量为约束条件,分情景求解多水源联合供水方案并分析目标间矛盾关系。以南水北调东线受水区江苏段及洪泽湖、骆马湖为研究对象的水资源系统调度为应用实例,计算结果表明:(1)两湖的本地水资源能满足平水及以上年型的用户用水需求;(2)当洪泽湖遭遇偏平及以上量级来水,且相对骆马湖来水丰沛时,启用洪泽湖向骆马湖调水可降低公共用户及骆马湖周边用户缺水量;(3)在现行协议供水量条件下,引调江水可解决洪泽湖、骆马湖枯水年型组合下的缺水问题;(4)多年平均条件下,引调0.6倍协议引江水量是均衡考虑降低系统缺水及引江水成本的折中方案。模型可为跨区域调水系统中多种水资源工程水量联合调度决策提供决策参考。     

跨流域调水生态补偿量分担方法研究

在受水区和水源区之间如何分担水源区所需生态补偿量是决定跨流域调水生态补偿机制能否良性和持久运作的重要因素。本文针对这一问题，采用单指标法、综合指标法和离差平方法分别构建了生态补偿量分担模型。对南水北调中线陕西水源区生态补偿量进行计算，并对计算结果进行分析表明，离差平方法比较客观、全面、合理。按该法计算，水源区和受水区的分担比例应为20%和80%。     

跨流域供水水库群联合调度规则研究

针对跨流域供水水库群联合调度存在的主从递阶结构,提出了调水规则和供水规则相结合的跨流域供水水库群联合调度规则。其中,调水规则由一组基于各水库蓄水量的调水控制线表示,根据其间的相对位置关系,决定是否调水,调水量如何分配等;供水规则由各库供水调度图表示,对应于不同用水户的限制供水线将水库的兴利库容分为若干调度区。建立了适合于主从递阶结构的水库群联合调度二层规划模型,采用并行种群混合进化的粒子群算法对模型进行求解。中国北方某大型跨流域调水工程的实例研究证明了模型的合理性和有效性。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

跨流域调水生态补偿量分担方法研究

在受水区和水源区之间如何分担水源区所需生态补偿量是决定跨流域调水生态补偿机制能否良性和持久运作的重要因素。本文借鉴水利工程费用分摊和环境容量分配的思路,构建了单指标法、综合指标法和离差平方法的生态补偿量分担模型,对南水北调中线陕西水源区生态补偿量进行计算,并对计算结果进行分析。结果表明,离差平方法比较客观、全面、合理。按该法计算,水源区和受水区的分担比例应为20％和80％。     

面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例

以艾丁湖流域为例,探讨并提出面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路和方法,包括流域耗水总量控制、入湖总水量控制、用水总量控制、缺水总量控制、地下水取水总量控制等多层次全视角下的水资源配置模型系统及多重循环迭代方法。结果表明:艾丁湖流域2020年生态缺水量为2.60亿m3,2030年生态缺水量达2.48亿m~3。规划近期通过区域内压减灌溉面积,减小地下水超采量;远期需实施外调水工程。2020年综合耗水率进一步增大,在保障经济高速发展的同时,为满足艾丁湖入湖水量的基本需求,湖泊生态补水量应为0.72亿m~3/年。2030年在外调水2.48亿m~3的情景下,入湖总水量为0.91亿m~3/年。研究成果拟为面向干旱区湖泊保护的水资源配置方案分析与比选提供计算思路。     

基于可变模糊集理论的跨流域调水工程 水资源优化调度

为实现水资源的高效利用, 对胶东调水工程进行水资源优化调度研究。基于受水区潍坊、青岛、烟台、威海等 4 市的实际配水量与社会经济指标分析, 利用可变模糊集理论, 建立地市外调水量可变模糊优选模型进行优化调配 系数计算, 优化调配 4 市外调水量, 并对优化后的外调水量与区域社会经济发展进行耦合协调度计算。以调水效率 最高为原则, 以 4 市缺水总量最小建立目标函数, 利用 Lingo 软件编程求解, 分别对平水年、枯水年、特枯年进行水资源优化调度。把基于调配水量调度与规划指标调度的结果进行对比分析。结果表明: 2 种调度结果均满足各分水口的最小需水要求; 外调水量的优化调配提高了胶东 4 市水资源与社会经济发展的耦合协调度, 调配水量调度后, 青岛市缺水率明显下降, 其他地市缺水率降幅则较小。     

新疆某河流拦河引水枢纽工程的设计难点

新疆某河流拦河引水枢纽工程的设计研究工作历时较长,有针对性地进行了大量的试验和专题研究工作,解决了很多设计中的难题,其中拦河枢纽下游河道水深的确定方法、鱼道的设置位置和型式选择、施工导流方式的研究和选择、泄洪闸宽度和溢流堰宽度的确定、左右岸引水闸分流比和闸孔宽度的确定等专题所采用的一些解决方法和成果,已通过了上级主管审查部门的认可和确认,有待于在工程完工后运行实践中进一步验证,也可供广大设计人员参考。     

无锡水源地贡湖引水改善水质效果分析

为了分析“引江济太工程”对无锡市主要饮水水源地贡湖南泉水质的影响,建立了太湖二维水量水质模拟模型。在设定引水水质与水源地水质的条件下,针对常规和突发污染事故调度情况,模拟分析了引水枢纽望亭立交及梅梁湖泵站不同引水流量对南泉水源地水质的影响,掌握了水源地水质的恢复时间及恢复过程与引水流量的关系。研究结果可为水资源管理部门决策、优化工程调度、水源地供水安全保障提供科技支撑。