王石灌区工程管理与环境影响

王石灌区位于辽宁省葫芦岛市绥中县境内。王石灌区始建于1974年,它是以大风口水库、龙屯水库两座大型水库为主要水源,以大官帽、六股河等九处拦河引水工程为补充水源的多水源联合开发,统一调度,统一管理的灌区。灌区是以经济田灌溉为主,水田灌溉为辅的大型灌区,它为绥中的农业产业调整提供优越、稳定的基础。文章对该灌区的概况进行了简述,并对灌区的工程管理体制与运行机制及对当地生态环境影响进行了分析。     

龙门垭水库灌区水量平衡调节计算

龙门垭水利水电枢纽工程位于汉中市南郑县,系由汉江一级支流漾家河上段筑坝引水,向相邻流域濂水河红庙灌区补水,同时向本流域下游灌区补水,该补水灌区分布在不同流域,且是多水源、多渠首、蓄、引相结合、长藤结瓜式的的联合灌区,如何准确计算灌区的缺水量直接影响水库工程规模。文中通过分析各灌区蓄、引设施的用水关系,将其合并归类,划分流域面积,分别进行供需水平衡计算,确定各灌区缺水过程,进一步确定水库兴利库容,本文提供的计算思路对大中型联合灌区的灌溉用水过程计算具有重要参考意义。     

低压输水技术在多水源农田灌区节水改造中的应用

为提高多水源农田灌区节水效果,将低压输水技术应用到多水源农田灌区节水改造中。以金塔县鸳鸯灌区为改造对象对其多水源农田灌区进行节水改造,首先对工程进行总体布置,然后提出取水工程、渠首工程的设计,最后确定灌水定额与管网设计流量,并进行管材与管径选择以及管道水力计算,完成多水源农田灌区节水改造。实验表明,应用低压输水技术对多水源农田灌区节水改造后,明显减少了输水时间,提高了节水量、灌溉水利用率、灌溉面积达到率与间接效益,证明应用低压输水技术后能够有效提高多水源农田灌区节水改造效果。     

某工程干渠流量的正向递推水量平衡法

厦门市汀溪灌区为我国南方山丘地区典型的灌区,灌溉水源用途多,水资源宝贵,调度复杂。文章结合该灌区的实际情况,对干渠采用正向递推水量平衡法,根据引水总量计算了各分引水口的水量。除此之外,采用正向递推水量平衡法能够计算点灌区渠道水利用系数。希望能够为我国南方灌溉区干渠流量计算提供一些思路。     

多水源灌区水土资源平衡分析计算

东港灌区为多水源取水的大型灌区,规划中对铁甲、友谊两分区的多水源情况进行了水量平衡分析计算。结果表明:多水源取水由多分区组成的大型灌区,如果区域内各分区水资源分布不均,存在缺水与余水的矛盾。通过续建改造工程的建设和建立科学的管理运行制度,采用先进的节水灌溉技术,是科学可行的。     

东部提水灌区输水总干渠工程提水方案比选

东部提水灌区位于黑龙江省通河县中部,总面积3.26万hm2。灌区内缺少大型水源工程,水土资源得不到合理利用。文章中根据灌区的整体地形条件,结合泵站选定的位置,选择三种引水方案进行方案比选,从地形、经济效益、工程管理、工程投资角度进行综合分析,为整个灌区工程设计提供设计依据。     

宝鸡峡灌区供水水源联合利用研究

分析了宝鸡峡灌区水源工程联合调度的条件和可行性，建立了数学模型，提出了系统联合调度的原则和方案。以VB6.0为开发工具，按水库和自流引水两种工程类型分别编制了程序，利用1974～1994年长系列来水、泥沙和需水资料，对石头河水库、宝鸡峡林家村枢纽工程和4个灌区水库、魏家堡渠首及待建的上游小水河水库以及拟建中的引洮济渭工程进行了联合调度研究。     

水沙调控对人民胜利渠灌区的影响分析

小浪底水库水沙调控运行以来黄河下游河床持续下切,在相同流量条件下,人民胜利渠现在的引水口处黄河水位较2000年"调水调沙"前下降了3.00m左右。造成人民胜利渠灌区引水困难,文章针对此问题进行了原因分析,并结合黄河流域长远规划对灌区引水的影响,为彻底解决灌区水源问题提出自己的思路和见解。     

灌区节水改造对水资源利用效率的影响

灌区的节水改造是通过一系列的工程措施来实现水资源高效利用的系统工程。以竹山中部灌区为例,根据灌区水源工程状况,对农业灌溉、生活用水和工业用水需水量进行预测,以此对灌区现状年和规划年的水资源进行平衡计算。通过计算结果,分析灌区节水改造对水资源利用效率的影响。     

小型闸涵结合引水建筑物出口消能分析

结合平顶堡灌区渠首引水工程的设计对小型闸涵结合引水建筑物出口消能的规律进行了分析,并介绍了消力池的各参数值的计算过程.     

应用大系统递阶模型优化配置区域农业水资源

以经济效益最大为目标，建立灌溉供水量最优分配的分解协调模型。以作物子系统为第一层，建立求解单作物非充分灌溉条件下灌水量在各生育期的最优分配的动态规划模型。然后以区域大系统作为第二层，建立不同作物之间水量最优分配的模型。在此基础上，提出了协调模型求解方法步骤。根据作物布局和地下水分布给出了不同作物在各生育期地下水的最优分配量，以提高区域农业水资源承载能力。     

长藤结瓜式水利系统配水过程优化研究

针对长藤结瓜式水利系统配水既要满足灌区的灌溉需水还要实现发电、供水等综合利用效益最大的特点,采用大系统分解协调理论构建了以发电效益最大为目标函数,灌溉、供水、航运等为约束条件的长藤结瓜式水利系统配水过程优化数学模型。结合数学模型的结构特点,提出了采用模拟迭代技术对模型进行求解的方法,并明确模型求解的主要步骤和流程。根据长藤结瓜水利系统配水过程优化模型及求解方法,结合江山市峡口灌区实际,对峡口灌区渠道的配水过程进行优化。结果表明采用本方法推荐的配水过程,在满足灌区灌溉、供水要求的基础上,可增加灌区内不同电站发电量2.40%~5.76%。     

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。     

作物缺水条件下灌溉供水量最优分配

针对灌区水源短缺情况，建立了一种对有限水量在多种作物之间进行最优分配的两层分解协调模型：第一层为基于作物水分生产函数，求解单作物非充分灌溉条件下最优灌溉制度的动态规划模型；第二层为将有限水量在多种作物之间进行最优分配的动态规划模型实例计算表明，模型是合理可行的     

IB-ICCMSP: An Integrated Irrigation Water Optimal Allocation and Planning Model Based on Inventory Theory under Uncertainty

In this study, an inventory-theory-based inexact chance-constrained multi-stage stochastic programming (IB-ICCMSP) model under multi-uncertainties is developed. IB-ICCMSP integrates inventory theory into an inexact chance-constrained multi-stage stochastic optimization framework. This method can not only effectively address system multiple uncertainties (e.g. discrete intervals and probability density functions) and dynamic features, but also provide water transferring and allocating schemes among multiple stages. The developed model is applied to irrigation water allocation optimization system in Zhangye City, Gansu province, China. Based on the runoff simulation prediction of Yingluo Gorge and water supply–demand balance analysis of the 12 irrigation areas in Zhangye City, different optimal irrigation water measures are generated under different flow levels and different probabilities in the planning year. The obtained results are valuable for supporting the adjustment of the existing irrigation patterns and identifying desired water-allocation plans for irrigation under multi-uncertainties.     

基于GWAS模型的灌区水资源优化配置研究:以淠史杭灌区为例

针对淠史杭灌区“蓄、引、提、调”相结合的“长藤结瓜”式灌溉系统,为实现灌区间、上下游的优化联合配置,采用GWAS模型,通过划分水资源配置子单元和设置调蓄节点,采用公平性最优和供水缺水率最小作为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等作为约束条件,将水资源优化配置问题模拟为生物进化问题,采用基于精英策略的非支配遗传改进算法求解,建立了适用于淠史杭灌区的水资源优化配置模型。配置结果表明:灌区引水量最大,其次为当地地表水和边界提水站提水,中水和浅层地下水作为补充。通过序列年水资源配置,发现相同频率年在处于不同丰枯年份时,可供水量存在明显差异,因此在进行区域水资源配置时,仅分析50%、80%或90%几个频率年往往不能真实反映可供水情况,需进行长序列调配分析。基准年、2025年和2035年在50%和80%保证率下基本不缺水,灌区水资源可实现基本供需平衡。如遇连续干旱年,90%保证率下缺水较严重,可通过合理开发当地水、新增外调水来降低缺水程度。     

流域水资源供需双侧调控模型及应用

针对水资源常规配置中供需分离、配置与调度结合不紧密,难以支撑流域水资源严格管理的问题,提出流域水资源供需双侧调控模型。在需水侧,通过建立供水量和效益函数关系,并考虑水土资源等约束条件,构建农业种植结构与灌溉制度优化模型;在供水侧,采用模拟与优化、配置与调度相结合的两阶段建模路径,构建多水源配置与水库群优化调度模型;通过来源于需水侧模型的"需水过程"与来源于供水侧模型的"可供水过程"的分解与耦合,实现供需双侧的联合调控,综合集成构建流域水资源供需双侧调控模型。将该模型应用于南四湖流域,提出了南四湖上级湖、下级湖等大型湖库工程的优化调度图与不同年型下农业种植结构和水资源配置方案,验证了模型的有效性。通过供需双侧协调优化,南四湖流域供需缺口缩小,农业种植效益增加,枯水年水分生产效益提高了0.70元/m~3、平水年水分生产效益提高了0.63元/m~3;生活和工业供水保证率稳定在95%,生态和农业供水保证率明显提升,分别由53%提高到71%、由67%提高到75%。     

玛纳斯河灌区地表水与地下水联合调度模型

通过分析新疆农八师玛纳斯河灌区水资源供需状况,结合灌区的灌溉系统、农作物种类及灌溉制度,建立了以灌区地下水抽水总量最小为主要目标,以灌区农业经济总效益最大为次要目标的地表水与地下水联合调度模型,并采用目标规划法对模型进行了求解,得到了在不同保证率下灌区地表水和地下水联合调度方案及农作物种植面积。结果表明:灌区供需水高峰期不一致和灌溉系统的蓄水、输配水能力不足是产生灌区水资源供需矛盾的主要原因,应适当调整灌区农业种植结构,改造灌区水利工程。     

A multiobjective fuzzy linear programming model for sustainable integrated operation of a multireservoir system

Irrigated agriculture is the largest consumer of water, with high significance in India as the majority of its people depend on it. Rainfall uncertainties, and uneven distribution of utilizable water over space and time, have presented a serious challenge to irrigation water management and crop production. Surface water reservoirs play a major role in supplying irrigation water and also addressing uneven water distribution to some degree. Varying water requirements for different crops under multiple canals, however, requires that planners develop an optimal crop planning for the efficient operation of a multireservoir irrigation system. The spatial and temporal water transfer within a multireservoir irrigation system necessitates integrated operation of all the involved reservoirs. Thus, integrated operation of a multireservoir system is a fundamental requirement for efficient irrigation water management, and also become a key issue for sustainable agricultural development. This study derived an optimal crop plan for the integrated operation of a complex multireservoir system with intrabasin water transfer, using a multiobjective fuzzy linear programming (MOFLP) approach. The MOFLP model resulted in a level of satisfaction of 0.46, with an irrigation intensity of 102.18%, and a total crop area of 149 232.10 ha. The optimal policies were furthermore assessed with various statistical indicators with a simulation model, indicating they are performing well, with high reliability and resilience for longer periods.     

灌区水资源实时优化调度

根据实时调度原理及农业水资源配置特点，建立了分层耦合的水资源实时优化调度模型，该模型包括供需水中长期预测、中长期优化配置、供需水实时预报、短期渠系配水和基于模糊识别的实时修正5个模块，应用该模型可实现对预报、决策、实施、修正的滚动向前调度。在中长期优化调度模块中提出了利用模糊聚类和马尔科夫时间序列的预测方法对有效降水量进行预测，并根据预测的年型计算作物需水量和地下水可开采量。实例计算表明，应用该模型实行的实时优化调度与各种供水已知情况下的理想最优调度方案偏差较小。