面向供水对象转型的引大入秦工程水资源优化配置研究

引大入秦工程（以下简称引大工程）建成初期主要以秦王川农业供水为主,但随着兰州新区的建设发展,其供水对象开始向城市生活用水和工业用水转型,如何实现有限水资源的合理配置是目前研究的重点问题。基于此,依据引大工程供水区（以下简称引大供水区）可持续发展要求,构建以实现经济、社会、生态效益最大化为目标函数,可供水量、输水能力、用户需水量、排水系统排水量与变量非负为约束条件的多目标水资源优化配置模型,使用遗传算法进行求解。结果表明：2025年引大供水区不同用水部门配水量（保证率P=50%、P=75%）分别为生活用水8 323.85×10⁴、8 322.49×10⁴ m³,农业用水15 001.95×10⁴、15 631.53×10⁴ m³,工业用水11 111.00×10⁴、11 100.00×10⁴ m³,生态用水946.88×10⁴、947.02×10⁴ m³,各部门总配水量与优化前供水量4.23×10⁸ m³相比,达到供需平衡;2030年引大供水区不同用水部门配水量（保证率P=50%、P=75%）分别为生活用水12 650.51×10⁴、12 666.53×10⁴ m³,农业用水16 397.77×10⁴、17 019.70×10⁴ m³,工业用水20 498.00×10⁴、20 508.00×10⁴ m³,生态用水948.00×10⁴、948.88×10⁴ m³,不同保证率下各部门总体缺水率分别为12.27%、13.38%。2025—2030年引大供水区的非农业用水结构将大幅提升,农业灌溉用水量降低。研究结果可为引大供水区优化水资源配置决策提供参考依据。     

陕北黄土高原退耕还林还草工程产水效应

以陕北黄土高原为研究区,利用InVEST产水量模型,基于水量平衡和水文过程原理,通过对降水、蒸散发、土壤、植被等自然因子和土地利用/覆被变化因子进行空间叠加与模拟计算,定量评价了研究区退耕还林还草工程的产水效应。结果表明：2000-2010年研究区林地、灌丛、草地面积分别增加了122.7、285.2和3 204.0 km²,耕地面积减少了3 984.5 km²,退耕还林还草工程土地覆被变化显著;2000-2010年研究区产水能力整体下降,延安市境内总产水量减少了8.9×10⁸ m³,榆林市境内总产水量减少了7.2×10⁸ m³,空间分布与退耕还林还草工程实施区域高度一致;土地利用类型转化致使研究区产水量整体减少了11 665.4×10⁴ m³,其中,耕地向林灌草的转化导致研究区产水量减少最为明显,共减少了11 254.2×10⁴ m³,占总减少量的96.5%。通过产水量重要性分级和空间分区,可为生态系统及流域的科学管理、退耕还林还草工程的科学实施提供参考和指导。     

基于地下水安全的井渠结合灌区节水潜力分析——以永定河流域张家口段为例

农业节水潜力是确定节水灌溉发展方向以及解决水资源短缺问题的关键参量。为探究永定河流域张家口段井渠结合灌区的节水潜力,将农业节水潜力分为管理节水潜力与工程节水潜力两类,通过引入地下水安全性检验方法,避免井渠结合灌区实现节水潜力后存在地下水超采风险,建立了满足地下水安全的井渠结合灌区节水潜力分析方法。结果表明：永定河流域张家口段大中型灌区现状灌溉用水总量为1.62×10⁸ m³,以常规方法估算的地表水节水潜力为0.805 9×10⁸ m³,考虑地下水安全的地表水节水潜力修正为0.795 4×10⁸ m³,其中管理节水潜力和工程节水潜力分别为 0.610 5×10⁸和0.185 0×10⁸ m³,分别占比76.7%和23.3%,管理节水潜力所占比重较大。永定河流域张家口段大中型灌区的管理必须改变以往重工程建设轻灌溉管理的理念,才能更大程度地挖掘管理节水潜力。研究结果可以在保证井渠结合灌区地下水安全的前提下,对灌区的管理节水潜力与工程节水潜力的占比进行科学评价,对未来灌区灌溉工程规划和建设等方面具有现实的参考意义。     

基于1960-2018年实测径流与水文学方法的开都河生态流量分析

为科学地确定河流生态流量,保障流域水安全与生态环境健康,基于开都河大山口水文站1960-2018年的实测径流数据,采用Tennant法、典型水文频率年法、最枯月平均流量法和Q_p法等4种水文学方法计算了河流的生态流量,通过对比分析确定基于Tennant法的计算结果最为适宜。计算结果表明：开都河大山口水文站10-翌年3月的平均生态流量应不小于15.60 m³/s,对应最小生态环境需水量为 2.47×10⁸ m³;4-9月的平均生态流量应不小于46.15 m³/s,对应最小生态环境需水量为7.30×10⁸ 　m³,全年生态流量平均不小于30.88 m³/s,对应最小生态环境需水量为9.77×10⁸ 　m³。该生态流量目标可满足开都河大山口至博斯腾湖河段的河道径流损失,保证河流基本生态功能与水生态安全。计算分析结果可为开都河河流生态流量管理提供支撑。     

乌裕尔河1951-2015年径流量变化对扎龙盐沼演替的影响

使用Mann-Kendall和滑动t检验方法探讨了乌裕尔河流域径流量的变化对扎龙湿地演替的影响。结果表明：扎龙湿地迅速退化与乌裕尔河流域径流量的变化密切相关。乌裕尔河中下游的径流量自20世纪80年代初显著性减少。上游来水进入湿地的径流量从20世纪60年代的8×10⁸ m³迅速减少至21世纪的不足3×10⁸ m³,最低年份不足1×10⁸ m³。径流减少导致扎龙湿地持续干旱缺水,并使湿地水质迅速恶化和大面积沼泽退化消失。1979年扎龙湿地盐渍土面积为150 km²,到2014盐渍土面积增加到245 km²以上。扎龙湿地大部分水体属于富营养化水体,部分区域达到极富营养化程度,并且整体上呈现恶化的趋势。长期干旱的胁迫将削弱扎龙湿地的生态功能,甚至影响整个松嫩平原西部的生态安全。     

西大洋水库防洪预报预泄调度风险问题研究

根据西大洋水库流域的水文特征，建立水库防洪调度模型；通过分析水库预泄调度可能产生的影响，建立了预泄调度风险评估模型。实际应用表明：对于10年一遇和20年一遇的设计洪水，若采用200m³/s或400m³/s的预泄流量，预泄时间可以选定为12h，24h，36h，48h，60h，72h；对于50年一遇以上的洪水，可以采用较大的预泄流量，由于来水量充足，水库能够及时恢复至汛限水位；对于较大重现期的洪水，水库进行预报预泄调度是非常必要的，所发挥的防洪效益也比较明显，为水库的调度管理提供了依据。     

堰塞湖关键工程措施快速、定量分析方法研究——以2018年“11.03”白格堰塞湖为例

堰塞湖一旦失控溃决,将对下游造成极大威胁。其可供应急处置的时间极为有限,急需采取切实有效的应急处置技术,其中关键工程措施的选择尤为重要。在归纳总结国内外多座堰塞湖应急处置经验的基础上,选择基于物理机制的DB-IWHR溃决分析方法和参数化溃决分析方法结合白格堰塞湖实例开展关键工程措施对比论证。结果表明：物理机制分析方法能够快速、定量地确定堰塞湖关键工程措施——开挖引流槽。2018年“11.03”白格堰塞湖紧急开挖的一条长220 m、深15 m、顶宽42 m、底宽3 m的引流槽,可使堰塞湖库容由8.08×10⁸ m³减小至5.79×10⁸ m³,溃决洪峰流量由39 277.35 m³/s减小至31 000 m³/s。DB-IWHR物理机制分析方法快速实用,可在1 h内完成方案论证,适用于堰塞湖应急处置的快速、定量需求。通过与参数化溃决分析方法对比,表明物理机制分析方法具有更详细的结果,可为堰塞湖应急处置关键工程措施的确定提供科学支撑。     

基于阻-导水通道的辽浑防洪保护区溃堤洪水淹没分析

为避免在影响水流运动的构筑物附近进行网格加密而导致计算效率降低的问题,本文采用阻水和导水通道数值模拟方法,以辽浑防洪保护区为研究对象,构建了基于阻-导水通道的水动力学模型,分析了超标准洪水下溃堤洪水的淹没过程及对研究区内社会经济的影响。结果显示：遇超标准洪水,陶家险工和偏养子堤段溃决后,保护区内将进入7.458亿m³和5.852亿m³洪量。受研究区内地势影响,溃决洪水由北向南宣泄,淹没面积达570 km²和268 km²,淹没过程中阻、导水通道较好地体现了构筑物对洪水演进的影响和作用。两种情景下,保护区内41 650 hm²和19 910 hm²农田将被淹没,21万和9万人口受洪水威胁,直接经济损失将达128亿元和52亿元。     

渭河流域上游气候变化及其对径流的影响

气候要素变化对水文循环有很大的影响。依据包括气温、降水量、风速、日照时间、蒸发量等气候要素在内的渭河上游25个气象站1960-2017年的数据及4个水文站1960-2010年的径流数据,利用气候诊断法、相关分析法、双累积曲线法分析各气候要素与径流量的时空变化特征及其相关关系,探讨自然气候和不同强度人类活动对区域径流量变化的贡献率。结果表明：渭河上游区域年均温上升速率为0.29 ℃/10a,年降水量、年均风速、日照时间、蒸发量的减少速率分别为-14.36 mm/10a、-0.05 (m·s^-1)/10a、-19.91 h/10a、-4.64 mm/10a,林家村、北道、武山、渭源水文站径流量分别以-5.074×10⁸、-2.895×10⁸、-1.201×10⁸、-0.033×10⁸ m³/10a减少;气候要素季节变化与年变化基本一致,但空间变化有所差异;各气候要素表现出20～30 a的主周期变化,同时也存在突变特征。相关分析表明,径流量与气温、日照时间和蒸发量呈显著负相关,气温升高0.1℃、日照时间增加1 h、蒸发量增加10 mm,径流量分别减少1.09×10⁸、0.03×10⁸、0.53×10⁸ m³;与降水量正相关关系显著,降水量增加10 mm,则径流量增加0.61×10⁸ m³;与风速关系较差。气候变化对径流量减少的贡献率在各区域及年代均不同,人类活动强度大的干流下游区域在5%～25%之间,强度较低的上游及源头区域在11%～43%之间,这与区域人类活动程度及气候要素的异常变化有密切关系。     

金沙江中上游流域未来径流模拟研究

为了探究金沙江中上游流域未来径流变化趋势,为流域防洪规划提供依据,基于SWAT水文模型,选用CMIP5数据集建立未来时段的全球气候模式,从时间和空间尺度解析研究区2022—2050年径流变化趋势。结果表明：流域2022—2050年降水量和平均气温均高于基准期,并且呈现上升趋势,其中流域南部降水量增幅较大,流域北部气温增幅较大。在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5 3种气候情景下,2022—2050年年径流量均呈现增大趋势,变化率分别为5.79×10⁸、5.53×10⁸、2.99×10⁸ m³/a。相较于基准期,未来春季和秋季径流量呈现减少趋势,夏季和冬季径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅达到了10%。流域产流量呈现从西北到东南依次增加的特点,相较于基准期,流域南部产流量均呈现增加趋势。未来径流量呈现增加趋势,冬季径流量增幅较大,可能会发生冬汛等极端水文事件,流域南部受洪水威胁的可能性进一步增大。     

基于库群防洪库容补偿调度的水库汛限水位动态控制

文章介绍了观音阁和参窝水库防洪库容补偿调度,以参窝水库的汛限水位得到动态补偿抬高为计算实例,阐述运用库群防洪库容补偿调度的理论,使串联水库的汛限水位动态抬高,从而实现洪水资源利用。     

对洪水分级的浅见

洪水的等级划分应考虑流量、水位、防洪能力及灾害等因素,综合这些因素把洪水分成5个等级。1、2级洪水,洪水流量小,水位低,基本无灾;3级洪水,洪水流量较大或水位较高,有一定灾害;4级洪水,为大洪水或高水位,有较大灾害;5级洪水,为特大洪水或高水位,灾情严重。     

都柳江寨比梯级水库防洪库容初探

根据柳江流域防洪工程的总体规划,寨比和红岩水库共同承担下游榕江县城的防洪任务。根据榕江县的地理位置及寨比水库设置防洪库容的特点,确定满足河段防洪目标相应的河道安全泄量,拟定合适的防洪调度原则,并对典型年型的设计洪水进行调洪演算,以合理确定寨比水库防洪库容。     

白盆珠水库提高正常蓄水位可行性分析

从白盆珠水库在运行过程中存在的问题人手，提出提高水库正常蓄水位（汛限水位），利用部分防洪库容，拦蓄洪水用于兴利的必要性和可行性。     

水库汛限水位设计与运用概率统计分析方法

考虑水库运用情况,一些水库由于水资源利用等因素,实际运行过程中多数年份汛期大洪水到来前水位低于设计汛限水位,即防洪起调水位低于设计值,增加了部分调洪库容,提高了防洪调节能力。考虑设计汛限水位出现概率进行汛限水位设置,在规划设计时通过概率分析可采用起调水位低于设计汛限水位对设计洪水进行调节从而降低坝高;对已建水库分析抬高汛限水位增加兴利库容、提高水库调蓄供水能力。在保证工程安全前提下,取得更经济的设计和运行方案。     

提高文峪河水库汛限水位的必要性和可行性分析

本文从文峪河水库存在问题、现状供水与灌区需水情况入手,提出了抬高汛限水位、增加水库供水能力的必要性,并分析讨论了抬高汛限水位对水库防洪标准及枢纽建筑物的影响,从而论证了提高文峪河水库汛限水位的可行性。     

洪水实时调度水库防洪能力确定

北方干旱半干旱地区大中型水库采用动态汛限水位控制可以大大提高汛期洪水资源的利用水平,但带来的风险也相应增加。根据水库洪水调度的实际操作过程,制定高效、快速的水库洪水实时调度模式是十分必要的。本文根据水库洪水调度决策的实际操作过程,提出了通过水库实时水位对水库实时防洪能力进行判别决定调度方案的实时洪水调度模式,定义了实时水位和实时防洪能力,构造了实时防洪能力计算模式,克服了传统调度的局限性,使得调度决策方案、调度会商时间大大减小,减少了水库洪水调度的风险。     

库区泥沙淤积对水库安全防洪性能影响分析

我国上世纪修建的大部分中小型水库,大多属于修建在多泥沙河流上的水库,其经几十年的运行后,库区泥沙淤积现象十分严重,加上当时修建技术水平和设计指标较低,水库现状防洪能力很难达到安全度汛需求。为了提高水库防洪性能水平,建议尽快采取清沙排淤、库区河流综合整治等技术措施增加水库的综合抗洪能力,减少泥砂淤积对水库防洪性能的影响,确保水库安全稳定度汛运行发展。     

防洪调度图在二滩水库调度中的应用

二滩水库是以发电为主的大型水库,因设计时不承担下游的防洪任务,正常高水位以下未留防洪库容,水库在汛期要长期弃水运行,防洪调度比较被动。本文以二滩水库为例,根据不同入库流量编制出二滩水库防洪调度图,依据入库流量大小预留出相应的防洪库容,不但解决了防洪与发电之间的矛盾,使二滩水库获得可观的防洪库容和较大的防洪效益,而且为金沙江下游及长江干流的防洪削峰、错峰创造了条件,还可为汛末蓄水关闸时间的选择提供了可靠的依据。该防洪调度图也是汛期水库防洪、发电和水位控制的实时调度图,应用灵活主动,并可在其他以发电为主(或引水较有规律)的大型水库应用和推广。     

沈阳市实际防洪能力及评价

文章对沈阳市建国后的防洪体系从规划防洪标准和实际防洪能力两方面进行系统总结和评价,得出相应结论并提出未来发展的建议.