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。     

前言

丹江口水利枢纽是汉江流域开发的控制性工程,是南水北调中线的水源工程,也是新中国成立后我国自主设计和建设的第一个大型水利工程。南水北调中线工程是20世纪50年代《长江流域规划》中提出的从长江向华北调水的工程之一,它体现了跨流域水资源综合利用的大局观。当时的规划是从长江三峡水库(正常蓄水位200m)引水至汉江丹江口水库(正常蓄水位170m),再向华北调水,年可调水量达400亿m3。除了补     

南水北调西线工程主要问题研究

南水北调西线工程是从长江上游干支流调水入黄河上游的跨流域调水工程 .对该工程的研究始于 195 2年 ,调水规模约为 16 0～ 170亿m3 ,基本能解决黄河流域 2 0 5 0年左右的缺水问题 .通过对南水北调西线工程可调水量分析、方案总体布局、生态和社会影响分析等主要问题的研究 ,结合该工程建设难度巨大、涉及各方面关系复杂的特点 ,提出整个工程要分期建设 ,并建议将从大渡河和雅砻江支流自流调水 4 0亿m3 入黄河作为第一期工程 .     

黄河水资源利用与配置

黄河流域水资源总量不足,供需矛盾尖锐,现状黄河流域总缺水约95.0亿m3。随着流域经济社会的快速发展,用水需求不断增加,在不考虑南水北调西线等跨流域调水的情况下,2030年黄河流域缺水量达138.3亿m3,其中河道外缺水104.1亿m3、河道内缺水34.2亿m3,枯水年份缺水更加严重,只有通过实施跨流域调水,才能有效缓解黄河严峻缺水的局面。以黄河"87"分水方案为基础,结合水资源及其开发利用变化情况,并考虑南水北调东、中线工程的实施,统筹生活、生产、生态用水要求,提出了黄河水资源配置方案。     

跨流域调水工程水量配置与调度耦合方法研究

以实现外调水总量分配和工程运行调度的耦合为目标,通过构建外调水工程与本地水系统的整体框架,分析跨流域调水配置与工程调度的关系,建立从配置到调度的耦合模拟模型,提出从区域水量配置到工程调度的方案。在给出调水总量配置方案后,分析在工程运行约束条件下的水量配置实施过程,对不合理的水量配置进行检验反馈,通过外调水与本地水补偿配置调度耦合算法对可行的水量配置进行优化,提出区域工程调度方案。将模型应用于南水北调东线的外调水配置调度,结果表明:跨流域调水配置模型进行受水区水量分配,Res-Sim水力学模拟模型考虑不同输水工程段,两个模型通过渠段与受水区的关联建立了数据映射关系,实现了从配置总量到调度需求的耦合;耦合模拟模型可以将中长期尺度的配置成果和短期尺度调度模型有机结合,将配置成果分配到调水工程的工程节点,并对其运行进行优化。研究成果可以为水量配置和调度的集成化研究提供借鉴。     

基于耗水视角的水资源承载能力及其支撑流域调水规模研究

为科学地评价流域水资源承载能力,提出耗水视角下水资源支撑的最大经济规模和最大人口规模指标,构建了考虑流域节水、调水的水资源承载能力评判模型。以汉江流域为例,分别对流域不同水平年、不同调水规模情景下的水资源承载能力进行综合评判。结果表明:2020年、2030年规划水平年,流域在实施南水北调中线工程一期调出水量95亿m³、引汉济渭工程调出水量10亿m³ 后,流域水资源不仅仍能维持本流域发展,还能向外流域调出的最大水量分别为19.7亿m³和15.6亿m³。然而,2030年加大调水规模,实施南水北调中线工程调出水量130亿m³后,流域水资源不足以维持流域内社会经济的可持续发展,需要考虑外流域补水。在此基础上,基于协同学理论,构建考虑耗水因素的水资源承载系统序参量,建立协调度评估模型,以汉江流域襄阳地区为例从宏观层面评估水资源支撑流域社会经济发展态势。结果表明,襄阳地区水资源承载能力协调态势在2011—2017年间由较不协调逐步发展为基本协调,在考虑节水情况下水资源承载能力整体趋于良性发展。研究成果可为汉江流域远景跨流域引调水规模研究和确定长江补水规模提供科学依据和技术支撑。     

南水北调中线河北省北段工程设计

南水北调中线工程是一项跨流域、跨省市的特大型调水工程。2002年12月,国务院批复《南水北调总体规划》,南水北调中线工程由规划阶段转入了实施阶段,明确中线一期工程年均调水规模为95亿m3。为保证实现国务院提出的南水北调中线一期工程2010年通水至京、津的目标,水利部2003年南水北调工程前期工作会议确定了中线一期工程2003年的前期工作重点和年内开工的项目,河北省石家庄市以北段列为首批开工项目之一。工程建成后,可以为北京市在2008年以前采取其他途径应急调水创造条件。介绍了南水北调中线河北省北段工程设计概况。     

南水北调西线一期调水对黄河梯级发电作用分析

南水北调西线工程是从长江上游干支流调水入黄河上游,缓解黄河流域及邻近地区水资源严重短缺形势的特大型跨流域调水工程。南水北调西线第一期工程从雅砻江、大渡河干支流调水80亿m^3,调水进入黄河干流上游贾曲附近,初步规划向黄河干流河道内补水量20亿m^3。通过分析,调水后影响黄河调入断面下游河段梯级40座,总装机容量29668.3 MW。调水对电站保证出力和发电量等电能指标增加明显。在不考虑电站扩机的情况下,与调水前相比,黄河干流梯级电站可增加保证出力29.0%,多年平均年发电量增加26.8%。在考虑扩机的情况下,与调水前相比,多年平均年发电量可增加29.2%。     

“三江之源”自然保护对策

水是人类和一切生物赖以生存的物质基础。据世界银行官员推测,缺水问题将严重制约着21世纪的经济和社会发展,并可能导致国家间冲突。我国为了解决部分地区缺水问题而实施的“南水北调”工程,堪称“世界之最”。该工程计划从长江上、中、下游分东、中、西3条线路跨流域调水。约历时50年,分3个时间段实施,总投资4860亿元人民币。工程建成后,调水总量规划为448×108m3(美国跨流域调水工程13处,调     

跨流域调水工程受水区生态补偿标准研究

针对南水北调中线工程受水区北京市的生态补偿问题,对北京市水资源进行投入产出分析,求解水资源影子价格,进而计算北京市使用南水北调水资源产生的经济效益,在此基础上量化北京市水资源短缺程度,结合支付意愿的费用分析法计算北京市2008年~2018年需支付的生态补偿标准,并对北京市2020年和2035年不同供水保证率下的生态补偿标准进行了预测。结果表明,当南水北调中线工程调水量满足北京市用水缺口时,生态补偿标准均不超过调水经济效益的3%,对北京市用于生态补偿支付的经济压力不大,可为跨流域调水工程受水区生态补偿机制的建立提供依据。     

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。     

北京市南水北调工程保护实践与思考

南水北调工程是国家实现跨流域调水的国家级重点工程。在工程建设和运行管理期间,工程保护是至关重要的环节。文中分析了《北京市南水北调工程保护办法》实施以来对工程管理实践的影响,旨在进一步完善《办法》,推动北京市南水北调工程保护工作的开展,为全国南水北调工程保护立法提供理论依据和实践参考。     

永定河流域水量分配生态补偿标准研究

跨流域跨区域的水量分配是水资源管理的重要内容,是利益竞争、社会公平、合作博弈的共同结果。以永定河流域为例,基于社会公平机制对用水联盟水量分配进行研究,给出基于参数区间最优、合作博弈理论的流域内部水量公平分配的最优决策过程。通过对合作博弈的沙普利值进行计算,构建永定河流域整体用水部门的效益最大化水量分配模型。计算结果表明:在2007年永定河山西段、河北段下泄水量为1.48亿m3的前提下,流域下游的北京市应向上游的山西、河北省共补偿4 655万元。     

南水北调东平湖高水位蓄水带来的影响及对策

南水北调是我国规划兴建的跨流域远距离调水的特大型工程,举世瞩目。加快实施南水北调等跨流域调水工程,进行跨流域调水,优化配置水资源,有效改善生态环境质量,促进经济发展,是地方政府、水利主管单位及每个水利建设者义不容辞的责任。但是南水北调工程的实施对局部地区也带来一定的影响。东平湖为南水北调东线     

南水北调与黄河未来水量分配

未来南水北调工程的实施，将会置换出一部分黄河水量，这部分水量在流域上中游的再分配将会对整个黄河流域水资源的合理开发利用产生极为深刻的影响。根据黄河流域上中游各省（区）实际情况，在保证经济社会用水和必要的生态环境用水的前提下，运用层次分析和模糊决策理论相结合的方法，对南水北调东线、中线和西线工程不同水平年、不同调水规模情况下，黄河可置换水量在流域上中游的再分配问题进行了探讨。     

关于河南省南水北调水权交易的思考

<正>河南省是南水北调中线工程的重要水源地和受水区,随着中线工程的建成运行,迎来了大规模跨流域调水市场化运作的有利机遇。文章结合南水北调水权制度研究成果,对河南省水资源现状及部分地区水资源需求实际,中线工程受水区的水量分配情况、水权交易的必要性、可行性和需要解决的主要问题进行了思考。1河南省水资源现状与需水预测河南省是全国唯一地跨黄河、淮河、长江、海河四大流域的省份,是全国的人口大省、农业大省和经济大省,也是一个水资     

流域级水量调度模型研究述评

流域水量统一调度与跨流域调水是实现水资源合理配置与支撑流域可持续发展的两大重要举措。文中结合流域水量统一调度与跨流域调水的实际背景介绍了流域级水量调度模型的相关研究进展，并根据实践需求对流域级水量调度模型今后的研究趋势进行了初步展望。     

南水北调海线方案与环境综合治理分析

南水北调海线方案是解决我国北方水资源短缺的最佳途径，年均调水量大，对周围环境影响小，具有成本低、实施方便等优点，为减少我国雾霾天气（特别北方地区）起到重要作用。在我国建立一个以海线跨流域调水方案为主，以陆线调水方案为辅的总体格局，符合我国的基本国情。南水北调海线方案符合科学发展观的基本准则。     

南水北调西线一期工程水源区水资源特性分析

南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺问题的重大战略性水利基础设施.南水北调西线工程从长江上游调水入黄河上游,以缓解我国西北地区水资源严重短缺的紧迫形势.一期工程从长江支流雅砻江、大渡河两流域上游调水80亿m3,根据调水区实测的水文、气象资料,分析调水流域降雨、地表水、地下水变化规律及发展趋势,为南水北调西线调水的影响研究提供基础支撑.     

南水北调中线河北省北段工程设计

南水北调中线工程是一项跨流域、跨省市的特大型调水工程。2002年12月，国务院批复《南水北调总体规划》，南水北调中线工程由规划阶段转入了实施阶段，明确中线一期工程年均调水规模为95亿m^3。为保证实现国务院提出的南水北调中线一期工程2010年通水至京、津的目标，水利部2003年南水北调工程前期工作会议确定了中线一期工程2003年的前期工作重点和年内开工的项目，河北省石家庄市以北段列为首批开工项目之一。工程建成后，可以为北京市在2008年以前采取其他途径应急调水创造条件。介绍了南水北调中线河北省北段工程设计概况。