沙颖河闸坝群水质水量联合调度研究

针对淮河闸坝多、河流水污染事件多发、防污防洪矛盾突出的河流环境问题,选择最具典型代表性淮河支流沙颍河为研究对象,对河流水质水量联合调度进行研究。对沙颍河流域进行系统分析,研究确定综合考虑防洪、防污和供水的多目标函数,详细分析现有经验调度规则,确定考虑重点调控闸坝调控能力、水位、下泄流量、水量平衡、水质保护目标约束、水文-水动力-水质关系的约束条件,建立闸坝群水质水量联合调度的数学模型。以历史发生特大污染事故的1994年为实例,进行了模拟调度仿真,验证了水质水量联合调度规律的可行性。     

基于关键闸坝优选的区域水网水量调控

为实现区域水网水量的高效调控,从水量、水生态、水质和闸坝管理等4个方面构建包含10个指标的闸坝优选评价指标体系,以廊坊市凤河-永定河区域水网为研究对象,计算区域内32座闸坝的综合关键指数并给出影响程度排序,采用水动力数学模型验证关键闸坝选取的合理性。结果表明：优选出的永丰闸和东张务闸是区域水网的关键闸坝,通过调节这两座闸坝的开度即可满足区域水网的生态需水和防洪排涝调度目标,保持区域水网较优的水力连通能力,提高区域水网水量调控效率。     

闸坝对河流水质水量影响评估及调控能力识别研究框架

针对重污染河流闸坝众多、水污染事故多发、防洪防污矛盾突出等问题,评估闸坝对河流水质水量影响,识别闸坝调控能力,是解决河流突发性水污染事故的科学基础和前提条件。探讨了当前闸坝对河流水质水量影响评估及调控能力识别技术研究面临的关键科学问题,包括闸坝对河流水质水量影响评估技术方法,闸坝调控、入河污染负荷和河流水质变化之间量化关系模拟技术方法,闸坝对河流水质水量调控能力识别技术;并以淮河流域为例,结合淮河重大水专项国家需求和科技需求,初步提出闸坝对河流水质水量影响评估及调控能力识别技术研究框架,旨在为闸坝水质水量联合调度提供理论支持。     

基于模拟-优化的重污染河流闸坝群防污调控研究

针对重污染河流频发的水污染事件,以淮河流域重污染河流沙颍河上的闸坝群为研究对象,基于MIKE11软件的HD和AD模块,构建了多闸坝河流的一维水动力-水质模型。在此基础上,建立了闸坝群防污调控优化模型。采用多目标遗传算法和模糊优选相结合的方法对模型求解,得到重污染河流闸坝群优化调控方案。在沙颍河的应用计算结果表明,所建立的模型能够有效地适用于淮河流域所开展的多闸坝水质水量联合调度,可为重污染河流开展闸坝模拟与防污调控研究提供技术支撑。     

基于模拟-优化的重污染河流闸坝群防污调控研究

针对淮河中游频发的水污染事件，以淮河流域重污染河流沙颍河上的闸坝群为研究对象，基于MIKE11软件的HD和AD模块，构建了多闸坝河流的一维水动力-水质模型。在此基础上，建立了基于模拟的闸坝群防污调控优化模型，并采用多目标遗传算法和模糊优选相结合的方法对模型求解，得到重污染河流闸坝群优化调控方案。在沙颍河的应用计算结果表明，所建立的模型能够有效地适用于淮河流域所开展的多闸坝水质水量联合调度，从而为重污染河流开展闸坝模拟与防污调控研究提供技术支撑。     

闸坝调度对污染河流水质影响的实验研究

为了分析不同闸坝调度方式下污染河流水质时空变化规律,探索闸坝调度对污染河流水质水量的作用机理,本文在对槐店闸多次实地调查和水质监测的基础上,设计了一套不同闸坝调度影响河流水质的实验方案,并进行了现场实验,研究了槐店闸现状调度、闸门开度减小、闸门开度增大三种调度方式下的水体和底泥污染物变化规律。结果表明:闸坝对污染河流水质的影响作用呈现出复杂的非线性关系;闸坝调度对河流水质有一定影响,其影响大小与闸门开度有关。本文的研究工作为构建闸坝作用下河流水质模型、分析闸坝作用规律、实施闸坝科学调度奠定了实验基础。     

闸坝调度对水质改善的可调性研究

以沙颖河干流上的槐店闸为代表性闸坝,提出一套闸坝调度对河流水质改善的可调性评估技 术方法。其内容包括:首先,对闸坝调度改善水质状况的可调性的概念及其内涵进行了界定;为了定 量评估闸坝可调性,进一步研制了闸坝调度影响模型(考虑闸坝及底泥影响的一维水动力和水环境模 型)和闸坝可调性的评价指标和评价方法;然后将以上方法应用于槐店闸,对槐店闸改善河流水质的 可调性进行了识别。     

闸坝对河流水质的调控作用初步分析

针对多闸坝河流水污染事件多发的环境问题,选取一个闸坝的典型调控单元,建立了水量水质耦合调度模型,采用离散微分动态规划法求解,分析闸坝对河流水质的物理调节作用。最后以淮河支流沙颍河为例,定量评估闸坝调控入河污染负荷对河流水质浓度时空分布的影响作用。初步分析表明,所建模型能够客观地描述闸坝调度改善水质的效果,对河流闸坝群的防污调度有一定的借鉴作用。     

岷江中游梯级闸坝联合优化调度研究

合理控制不同层级闸坝的下泄水量是实现梯级闸坝整体优化的关键。针对梯级闸坝联合调度层级多、水力联系紧密的特点,为协调不同层级闸坝系统间的水文补偿关系和降低建模维度,建立了基于粒子群算法和自适应算法的梯级闸坝耦合调度模型。基于粒子群算法完成了对闸坝调度规则的整体优化。在此基础上,采用自适应修正算法对闸坝的蓄、泄水量完成修正实现整体效益最大。综合考虑上游来水、区间降雨产流和农业灌区退水等影响因素,以提高水资源利用率增强供水保障为目标,对岷江中游段规划梯级闸坝群进行实例研究。结果表明:95%来水频率年采用梯级闸坝耦合优化调度减少下泄流量5 048万m~3,有效提高枯水年的供水保障能力。耦合优化法可以提高收敛稳定性,具备针对梯级闸坝联合优化调度的应用潜力。     

辽河流域水质水量联合调度方案综合评价

以保障流域水体功能改善为导向、河流水环境容量改善和调控为切入点,对于不同的调度情景,通过水质、水量仿真模型模拟调度过程,给出调度方案集。针对辽河流域的具体情况,将辽河流域水质水量联合调度方案综合评价从物理特性、社会经济、自然环境、野生动植物影响等4个方面构建由14个评价指标组成的联合调度评价体系,采用FuzzyAHP方法实现对不同调度方案的评价。     

练江河中心城区段闸坝工程联合调度研究

城市河道修建多级闸坝,实现层层拦截蓄水,形成良好的水上景观,但随着闸坝数量增多,蓄水量增加,梯级闸坝汛期调度问题随之而来。闸坝是重要的水利工程,通过闸坝控制蓄泄水量可以实现水质水量联合调度,改善流域生态与环境。文章根据驻马店市练江河的基本情况,探讨练江河中心城区段闸坝工程调度运行的规则和具体措施,汛期在保障度汛安全的前提下,合理安排闸坝泄流时段和下泄流量;非汛期重点保障枯水期环境质量,维持河湖基本生态用水需求。通过练江河中心城区段闸坝科学、联合调度,减少洪灾损失,维持水生态环境,提高防洪效益和最大限度实现洪水资源化,具有十分重要的经济和社会意义。     

淮河中游汛期——非汛期洪污调度数学模型

针对淮河中游防洪及防污调度的实际需求,在流域现有水文信息平台和水文预报系统的基础上,以一维模拟为主线,通过对水工建筑物、行蓄洪区等河网要素的概化处理,构建了淮河中游汛期-非汛期全过程防洪防污一体化数学模型。模型主要由水文预报模拟、河道水动力模拟、闸坝泵调度模拟、行蓄洪区蓄行功能模拟及河道水质模拟等功能模块组成,并采用水文-水动力-水质相耦合的集成措施,实现淮河中游多闸坝,多行蓄洪区水量水质的联合计算。模型复演了淮河近年来发生的典型洪水事件和水污染物事件,并和实测值进行了比较。结果表明,所建模型能够准确客观地描述研究区的洪水演进规律和污染物输移扩散规律,根据调度准则,汛期可给出任意断面水位、流量要素及行蓄洪区进出洪量等信息,非汛期可以获取污染团下泄的详细过程,为全年淮河中游闸坝群的洪污调度提供模型支撑。     

重污染河流闸坝作用分析及调控策略研究

针对淮河中游频发的水污染事件,以淮河流域重污染河流沙颍河上的闸坝群为研究对象,分析了闸坝对水环境的影响,提出重污染河流闸坝调控策略。基于MIKE11软件的HD和AD模块,构建了多闸坝河流一维水动力水质模型。通过多场景模拟,分析了沙颍河上的闸坝群调控对河流水质的影响,以便于正确认识闸坝调控和河流水质变化之间的关系,进一步提出重污染河流闸坝的调控策略。     

水库群与闸坝联合调度对水质的影响评价

选取浑河、太子河流域为研究对象,制定水库群与闸坝联合调度方案。基于MIKE11构建了包含可控制水工建筑物的水动力水质模型,并将其应用于调度方案水质响应分析。研究结果表明,在流域尺度内制定水库群与闸坝水量联合调度方案,不仅能够在一定程度上对河流水质改善起到促进作用,还能在流域水资源量较匮乏条件下实现对水资源的合理调配与利用。     

基于MIKE11的闸坝操控与河流水质水量响应关系模拟

研究以太子河观音阁水库至参窝水库严重污染河段为背景,利用MIKE11软件水力、水质模块对河流闸坝的调度操作进行了模拟,研究了闸坝上下游水质水量对多种闸坝操控的响应关系,得出了各种闸坝基本操控方式的利弊。     

淮河流域问坝特征及其对水质 改善作用分析

以淮河部分干流、沙颖河水系、涡河水系、淮河干流南岸诸水系为研究范围,在详细介绍闸 坝基本资料的基拙上,阐述淮河流域闸坝分布特征,定性分析了闸坝对水质的改善作用,提出了闸坝 改善河流水质作用的量化指标。本研究对进一步了解淮河流域的闸坝情况和闸坝作用有借鉴意义,也 为闸坝改善河流水质的进一步研究提供了思路。     

强化生态用水保障保护重要水生态系统

国务院批复《淮河流域综合规划（2012-2030年）》（以下简称《综合规划》）的意见明确了“开展生态用水调度,实施重点水域生态保护与修复”的策略。本次《综合规划》从保障河道内生态用水及改善水质着手,提出了以满足河道内最小生态需水量为目标,开展生态用水调度为主要对策的水生态系统保护措施,对流域水生态系统保护和促进流域生态文明建设有着积极作用。     

感潮闸坝智能化综合调度应用初探

感潮闸坝主要用于调节入江、入海的下泄流量,控制闸坝前水位,实现防汛抗旱及水资源管理等目的。在分析感潮闸坝智能综合调度关键、方法的基础上,以福建省九龙江北溪水闸枢纽工程的实际应用为例,研究感潮闸坝智能化综合调度的内涵和主要技术方法。采用计算机实现闸门智能调度,可以有效提高闸门调度的自动化水平,实现真正的闸门精细调度。     

面向生态的太子河流域水质水量联合调控研究

基于辽河流域河流生态需水量估算研究成果,提出了农业和生态用水耦合利用的河段水库群与闸坝联合调度模型,并制定了研究河段水质水量联合调控方案;调度方案在研究河段的有效实施,使干流水质得到改善,达到Ⅳ类水质标准;通过分析计算,当环境可利用水量为水4倍时,水质改善最为明显。     

区间水优先的水库群引供水调度规则研究

【目的】随着跨流域调水工程不断地发展与完善,没有调节能力的闸坝逐渐与水库共同参与到调度中来,对需要考虑多流域丰枯特性和多水库调节能力的调度规则制订提出了更大的挑战。【方法】为此,提出在调水中相对于水库优先利用区间水的原则,以此构建系统总弃水量最小的调度模型,利用改进的遗传算法求解得到调度规则。并且,以石湖-龙湾-碧流河水库与黑鱼汀闸坝联合的引洋入连引调水工程作为研究实例进行对比。【结果】结果显示,相比于常规调度,优先利用区间水的调度规则方案规避了系统深度破坏,满足95%保证率的城市供水需求,多年平均引水量增加了0.79亿m³,系统年均弃水量减少了2.1亿m³。【结论】该研究方法较好地提高了区间水的利用率及系统的用水效率,可为有闸坝参与的跨流域调水系统的调度提供科学参考和技术支撑。