汉江流域水资源配置模型研究

以汉江流域为典型流域,利用先进的MIKE BASIN软件,构建汉江流域水资源配置模型.选取长江流域水资源综合规划2000年的水文资料和需水资料,验证模型的合理性,并由模型运行结果得到全流域供需水平衡数据,流域整体缺水率为1.60%,城镇工业、农村灌溉和河道内生态用水缺水率分别为1.68%、9.79%和0.46%.模型的建立为今后汉江流域水资源配置模型打下了良好的基础,随着资料的积累,已建的模型将得到不断的完善.     

汉江流域多水源多目标多工程联合调度模型研究

南水北调中线工程是我国水资源优化配置的一项战略性基础工程。该工程的兴建能够极大改善京津及华北地区水资源短缺的状况,但同时也会改变汉江流域的天然水文情势,造成流域外调水与流域内用水的矛盾,并且加剧流域内上下游间的蓄泄矛盾、河道内外用水及不同地区和部门间竞争性用水的矛盾等。着眼于全流域的水资源供需矛盾,综合考虑汉江流域内主要水源、主要用水单元及水利工程的运行及联合调度,建立了汉江流域水资源联合调度模型。利用该模型模拟了汉江流域典型年的水资源供需状况,为汉江流域水资源统一配置决策以及南水北调工程可调水量分析提供了方便实用的科学工具和仿真平台。     

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。     

黄河流域水资源均衡调控理论与模型研究

变化环境下缺水流域正面临日益严峻的水资源供需矛盾,用水效率与公平协调难度极大。本文在梳理总结已有水资源调控理论的基础上,建立了适用于黄河等缺水流域的水资源均衡调控理论与方法。基于社会福利学原理构建了统筹用水效率与公平的水资源均衡调控函数,通过水资源均衡调控函数引导水资源配置。综合水资源经济价值、社会价值和生态价值,建立了用水效率表征指标;统筹地区公平和行业协调,建立了用水公平表征指标。以黄河流域为例,建立了黄河流域水资源均衡调控模型,进行黄河流域水资源均衡方案分析。实例研究结果证明,该模型通过兼顾用水效率与用水公平目标,为黄河"87"分水方案优化提供技术支撑,也可为其他缺水流域或区域的水资源均衡调控提供技术方法。     

基于多目标效益函数智能算法求解下的西北某地区水资源优化配置分析研究

为研究地区水资源供需平衡状态,分析了地区内水资源当前现状,并预测规划年供需状态,建立水资源模型优化配置,求解水资源优化配置结果。研究了规划年水资源预测结果,生活用水、农业用水、工业用水、生态用水总需分别为11 315.5万m3、51 176.1万m3、10 059.8万m3、1675.1万m3,供水来源以地表水为主,占比26.8%;丰水年在保证率50.0%以上时出现缺水,75.0%保证率时缺水率达22.2%。多目标函数水资源优化配置模型具有显著适用性与正确性。分析了水资源优化配置结果,不论是丰水年亦或是枯水年,缺水率相比水资源预测时均显著降低,其中枯水年总缺水率为12.3%,各区县内最大缺水率不超过15.0%,平均缺水率仅为9.2%,相比预测值显著提高了供需平衡,且降低了年保证率与区县缺水率之间的正相关关系。论文为研究地区水资源供需优化配置提供一定参考。     

汉江流域水资源配置模拟模型研究

将已有的水资源配置模拟模型应用于南水北调中线水源区-汉江流域的水资源配置。将汉江流域水资源系统概化形成网络节点图;根据汉江流域的实际情况,拟定重要水库的供水调度规则;模拟计算流域水资源供需的各个方面,并简要分析南水北调中线取水对丹江口下游的水资源配置的影响,试图为汉江流域水资源的合理高效利用提供一种分析技术手段。     

耦合流域-区域用水总量红线的供水优化模型及应用

为细化流域-区域耦合的用水总量指标及优化供水方式,基于流域用水总量红线与区域用水总量红线的共同约束,建立了耦合供给侧和需求侧用水总量红线的多水源多目标水资源系统供水优化模型,并应用于浏阳河-捞刀河流域,分析不同水源分配到不同行政区的最优供水方案以及最大供水量。现状年浏阳河-捞刀河流域存在一定的过度供水或供水不足;供水优化模型压缩了两流域平水年和丰水年的超红线供水,提高了枯水年和特枯年供水量;两流域规划特枯年比现状特枯年的缺水率降低了11.63%。这表明供水优化模型能较好地优化流域供水方式,确定不同频率年流域耦合区域的用水总量细化指标,相关成果可为用水总量控制的过程监管及超标预警提供有效技术支持。     

汉江流域用水总量控制指标实施方法研究

汉江流域为我国实行最严格水资源管理体制的试点流域,对其水资源供需状况进行研究,探讨用水总量控制的实施方法,有着十分重大的指导意义。以汉江流域水资源公报为依据,首先建立了汉江流域用水总量控制评价指标体系,然后,通过对流域各地区水资源供需形势、用水效率、与发达国家节水水平的比较,明确了汉江流域目前的用水水平、各地区节约用水的差距、与世界先进国家相比的节水潜力、需要加强水资源管理的地区与行业。分析结果认为,为保证汉江流域经济社会的可持续发展和用水安全,应从开源和节流两个方面制定水资源管理措施,节水重点应放在水资源利用效率较差的行业和地区。     

基于WEAP模型的塔里木河干流水资源调配方案研究

开展流域需水量模拟计算,对水资源配置及科学调度具有重要意义。以新疆塔里木河干流为例,基于WEAP模型对不同干旱等级下的需水量进行方案模拟。结果表明:方案1可使干旱年缺水率减少10.8%,重度干旱年缺水率减少9.4%,极端干旱年缺水率减少8.3%;方案2可使干旱年缺水率减少12.9%,重度干旱年缺水率减少19.8%,极端干旱年缺水率减少25.4%;方案3可使干旱年缺水率减少15.9%,重度干旱年缺水率减少23.1%,极端干旱年缺水率减少28.7%。研究结果为塔里木河干流水资源的可持续利用提供了科学依据。     

黑河中游地区水资源优化配置模型研究

对黑河中游地区水资源系统进行概化,依据高效、公平、和谐、可持续的原则建立水资源合理配置模型,对2010水平年和2020水平年的水资源配置进行了优化。优化配置方案虽然不能完全满足黑河中游地区的需水要求,但已经将各类缺水率降到了最低,在完全保障生活用水和工业用水的前提下,农业和生态综合缺水率2010水平年为5.4%、2020水平年为3.4%,基本能够满足社会经济发展的需要。     

水箱模型的在线实时校正

本文在水箱模型的拟线性状态基础上建立扩展的卡尔曼滤波方程，构造了水箱模型的实时校正模型实例表明，水箱模型的实时校正模型较不带校正的水箱模型，预报精度有很大的提高研究表明，水箱模型的实时校正模型对不良的母体模型参数有较强的适应性或容错性     

湖泊藻类动态模型数据同化模式的改进

以太湖为研究区域,采用2014—2016年的水环境生态监测数据,率定了三维水生态动力学模型(3DHED),模拟了太湖蓝藻生物量的时空变化;通过融入遥感数据建立了基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的蓝藻生物量预测数据同化(DA)模式,同时提出了一种改进数据同化(mDA)的策略,降低了遥感数据不确定性的影响,显著提升了模型模拟精度。结果表明:相比3DHED蓝藻生物量的模拟结果,DA模拟结果的均方根误差均值降低了10.4%,IOA均值增加了48.8%;mDA在DA基础上对蓝藻生物量的模拟精度进一步提升,其均方根误差均值为1.16 mg/L,在DA基础上降低了8.6%,IOA均值为0.71,在DA基础上增加了10.9%,并有效提升了对蓝藻生物量峰值的捕捉能力,表明提出的mDA方法能有效减小原DA模式中遥感观测数据误差的影响,提升水华模拟精度。     

龙滩水电站水轮机模型及验收试验

为了检验龙滩水电站水轮机模型的水力性能，进行了水轮机模型验收试验。其内容包括效率试验、飞逸试验、空化试验、压力脉动试验、轴向水推力试验、蜗壳差压试验、成像观测试验及模型水轮机通流部件几何形状及尺寸检查测量等。验收结果表明：龙滩模型水轮机性能及其换算到原型的水力性能满足合同保证要求，模型的几何型线和流道尺寸可以用于真机的设计．采购及制造，     

吊模法施工及吊模钢架设计

来宾冷却水电站扩建工程的发电厂房采用圆筒式厂房，上部副厂房及安装间扩宽成矩形，由下部的厂房筒壁及支承排架支承。副厂房及安装间平台最大离地高度为40m，平台幅度纵、横梁组成平面梁系，主次梁多达20条，由于受到地形、地质和交通条件所限制，布置复杂，受力较大，副厂房及安装间平台无法按传统方式设置，采用无外支撑吊模施工法，从而解决了这一施工难题。     

基于BO-GRU的混凝土坝变形预测模型

针对混凝土坝变形具有较强的非线性特点、目前大坝变形预测模型出现参数过多及易陷入局部最优等问题,提出了一种深度学习中的门控制循环单元(GRU)模型,并结合贝叶斯优化算法(BO)对门控制循环单元的超参数进行优化,建立BO-GRU模型应用于混凝土坝变形预测。为检验模型的可行性,以实测变形监测数据为基础,并与极限学习机、相关向量机和基于遗传算法优化的支持向量机等模型预测结果进行对比。结果表明:该模型的泛化能力强、运行效率高,能有效运用于混凝土坝的变形预测。     

基于云模型的尾矿库溃坝风险模糊评价模型

针对尾矿库溃坝风险评价过程中存在模糊性及不确定性等问题,将尾矿库溃坝作为一个整体并选取合适评价因子,结合改进的层次分析法及云模型理论,建立了适用于尾矿库的溃坝风险模糊评价模型。算例表明,依据各评价因子的赋值标准生成相应的云模型,能够充分的表征评价过程中模糊性、随机性与离散性的特点,经改进的层次分析法计算得到各评价因子的权重后,按照最大隶属度识别准则进行综合评判。最终结果与实际情况相符,进一步佐证该评价模型的正确性和有效性,为尾矿库溃坝风险评价提供了一条新途径。     

基于云模型的区域河长制考核评价模型

为考核区域河长制工作,从水资源保护、水域岸线管护、水污染防治、水环境治理与水生态修复、执法监督以及河长体系和工作机制建设情况6个方面选取25个评价指标,根据已划分的河长制考核评价等级与标准,构建了基于云模型的区域河长制考核评价模型;模型利用层次分析法与熵权法得出组合权重,运用X条件正向云发生器求得各指标隶属度,为避免最大隶属度原则造成的缺陷,通过加权平均法计算考核分值。采用该模型对南京市2013—2017年的河长制工作进行考核评价,得到的考核综合分值逐年提高,与南京市河长制实施情况基本一致,表明该模型适用于区域河长制考核评价。     

应用数学模型研究物理模型试验的变态率

物理模型试验仍然是各种水利工程决策与优化时的主要研究手段,但要定量确定物理模型试验变态率的影响仍有一定的难度。本文采用三维数学模型计算了不同变率工况下 Wang和 Ribberink的直槽试验和 Odagaard的 180°弯道水槽试验中的水流运动。比较了不同变率条件下沿流向、垂向和横向上的流速差异,以及弯道试验中二次流形态在不同变率下的情况。最终量化了变态率对物理模型试验结果的影响。计算表明,对于流向速度,变率对试验结果的影响较小,而对垂向和横向速度,影响很大。直道与弯道有较大差异,同目前物理模型试验采用的变态率范围基本一致。     

基于API 模型与新安江模型的察尔森水库洪水预报

察尔森水库承担着兴安盟地区的防洪、灌溉和供水等任务,其洪水预报具有重要的研究意义。考虑到下垫面条件和降雨分布特征的影响,单一模型或同组参数在该地区很难取得理想的洪水模拟效果,尝试引入分单元新安江模型与API模型分别对察尔森水库洪水进行预报,并分析总结两模型在该地区的适用性。结果表明:两种模型预报结果都较好,且对于大暴雨洪水预报效果更理想;当前期土壤湿润时,分单元新安江模型预报效果更好;当前期土壤干旱、降雨强度较大时,API模型预报效果优于分单元新安江模型。实际作业时根据需要选择模型进行预报,有利于察尔森水库合理调度,提高水库经济效益。     

土壤溶质迁移的两区模型与两流区模型对比分析

本文在分析描述土壤溶质迁移的两流区与两区模型的区别与联系的基础上,利用连续和脉冲输入情况下的试验资料对两区和两流区模型的预测能力进行了比较和分析。结果表明,与两区模型相比,两流区模型可以更好地描述优先流情况下的溶质穿透曲线。对于无优先流情况,两个模型预测结果基本相同。通过在无优先流情况下两个模型参数间关系的分析发现,在连续流输入情况下两个模型的参数一致性较好,而在脉冲输入时一致性较差。