粤港澳大湾区城市群水资源配置模型

现有水资源评估和规划（WEAP）模型缺乏考虑地区配水优先顺序,研究基于用水安全度确定的地区配水优先度改进现有WEAP模型,并应用于粤港澳大湾区城市群水资源配置,比较了不同地区和行业配水优先顺序下的WEAP模型配水方案效果。结果表明,大湾区各市用水安全度随地区及用水行业不同呈现差异,广州、深圳、东莞生活及工业用水安全度较低;在保障生态基流的前提下,同时考虑地区和行业配水优先顺序的配水方案提升了重点地区生活及工业用水满足度,配水结果更合理;枯水期深圳及东莞用水受限,大湾区河库互联互通工程十分必要。研究同时考虑地区和行业配水优先顺序,为WEAP模型改进提供了新思路。     

塔里木河干流水资源优化配置研究

针对新疆塔里木河流域干旱缺水、生态环境脆弱等问题,本文在分析流域水资源开发利用现状的基础上,提出了水资源合理配置的思路、原则和供水优先次序;制定了塔河干流流域水资源分配的网络节点图;建立了以缺水量最小为目标的水资源优化配置模型,采用仿真优化算法对模型求解。设置了七种不同配置情景,通过成果分析与比较,推荐了两个规划水平年水资源合理配置方案,推荐方案均达到了保证率的要求。本研究成果可为实现塔里木河流域水资源总量控制、合理配置提供科技支承,也可为内陆干旱地区水资源的合理配置提供参考。     

西北内陆河流域用水总量控制及治理效果评估——以黑河及石羊河为例

在西北内陆河流域实施用水总量控制和流域重点治理可促进水资源可持续利用和生态环境恢复改善。本文建立了用水总量控制及流域治理效果评估指标体系,通过量化指标评分值和指标权重,采用加权平均方法进行综合评估,并在河西走廊黑河流域和石羊河流域进行应用。结果表明,该方法能较全面反映流域用水总量控制及治理的实施情况,便于以结构化和定量化的方式分析存在的问题,可为加强流域用水总量控制体系建设和完善流域治理提供依据和支撑。综合评估结果显示黑河流域和石羊河流域用水总量控制的绝大部分目标已经实现,流域重点治理任务基本完成,用水总量控制体系建设及流域治理总体成功。     

基于低风险生态流量的黄河生态用水调度研究

以黄河下游为重点生态保护对象,构建水库生态用水调度模型,对黄河基准年和未来水平年不同情景的生态用水调度方案进行优化计算。结果表明：现状工程条件下,通过水库生态用水调度,可以保障河道内生态用水;未来水平年,新增工程措施和流域需水管理可减少社会经济和生态的缺水量,其中水需求管理对于缓解流域缺水效果最好;西线由于调水规模大,缩减缺水量效果显著,对于增加下游生态用水的边际效益较低;新增水库所增加的供水效益不明显。     

叶尔羌河流域水资源系统分解协调模拟模型研究

针对叶河流域水资源优化配置问题，考虑流域多水源、多目标、多工程、多决策变量的特点、应用系统科学方法，建立了大系统分解协调模拟模型，并采用人机对话算法对模型进行了求解；通过46年长系列模拟计算，证明了模型、算法的正确性和合理型；计算得出的叶河流域水资源合理配置方案，可供有关决策部门参考。     

陕西泾河流域水资源评价

在实测水文资料的基础上,分析了陕西省泾河流域降水资源量、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量、水资源可利用总量、水资源质量评价及水资源量趋势等,结果表明：陕西省泾河流域水资源总量6.32亿m3;泾河流域入境水量为14.01亿m3;陕西省泾河流域水利用总量为7.68亿m3。为陕西省泾河流域水资源管理及优化配置提供了参考。     

淮河生态用水多层次分析平台与多目标优化调度模型研究

建立了由宏观经济水资源配置模型、生态用水调度模型和闸坝调度的水量水质模拟模型组成的从宏观到中观逐步细化、优化与模拟结合的多层次生态用水调度分析平台,分别用于预测社会经济需水、分析协调社会经济用水与河道内生态用水的保障程度,模拟生态用水调度对水环境的影响.建立的淮河生态用水多目标优化调度模型分析结果表明:现状工程条件下,通过调度偏好调整,可有效提高河道内生态用水保障程度;在未来水平年,增加水资源调蓄工程可同时提高经济与生态用水的保障程度.     

跨省江河水量分配的理论基础与定量方法

跨省江河水量分配是协调人类-自然用水矛盾以及省区用水矛盾的基础和前提。跨省江河水量分配的本质是利益分配,其理论基础既包括自然科学也包括社会科学。本文基于政治学中的正义理论和经济学中的产权理论,阐述了水资源分配应遵循的基本原则;结合水资源供需关系与水文丰枯特性,构建了跨省江河水量分配的定量模型;并以无定河流域和渭河流域为对象,对丰水和缺水两种情景进行了案例分析。结果表明：基于正义理论和产权理论的水量分配模型满足了人类和自然用水的基本需求,社会矛盾小,可操作性强,可以较好地平衡流域各省份的生活、生产、生态用水矛盾。     

南水北调西线一期工程调水对黄河流域影响分析

基于复杂适应系统理论,对水资源系统进行分析。以水资源的配置和利用为主线,根据复杂适应理论的受限生成过程建模要素和步骤,构建宏观经济水资源综合模型。通过模型框架,将水资源系统中的宏观经济子系统和水资源子系统相互作用通过内生变量联接起来,分析南水北调西线工程对黄河流域受水区的影响,得到黄河流域二级区不同配水方案相对于无调水情况的GDP变化、单方水效益、入海水量和主要断面流量过程变化等。     

基于生态流量恢复的黄河干流水库生态调度研究

水库生态调度研究领域存在的普遍问题是量化生态目标获取困难,且微观生态要求在宏观调控中无法体现.应用流量恢复方法,获取恢复河流生态水文系统健康所需的水流过程,并以此为依据,建立黄河干流梯级水库综合调度模型,通过控制生态断面流量,得到不同生态要求下远景年黄河水资源配置方案.计算表明:生态流量控制后,现状年黄河下游地区的供水保证率改善较大,缺水指数、发电量指数和生态破坏率变化较小;2020年较非生控方案的差异主要集中在对缺水系数和生态保证率的支持,供水保证率和发电量变化不大.可见现状年情景下生态调度对黄河流域各项指标响应不显著,2020年以后将对黄河的生态保障发挥重要作用.发电量指标对生态调度的响应不敏感,而生态破坏率反应较强烈,说明生态调控对缓解黄河生态系统破坏意义重大,但若无外调水源,要满足黄河干流生态用水困难较大.     

基于强化学习的非常规水资源优化配置模型

目前我国非常规水资源开发利用程度较低,水资源配置的系统不确定性较大,水资源优化配置模型有待提升.本文将强化学习方法引入水资源配置模型,以水资源的经济效益为优化目标,建立了基于强化学习方法的水资源优化配置模型,采用Python语言编制计算分析软件;以北京市水资源优化配置作为案例分析,将非常规水资源纳入配置体系,得到了研究...     

不确定条件下水资源系统多目标优化配置研究

综合考虑水资源系统的多重不确定性和多目标性,以经济、社会和生态环境综合效益为目标,以供水能力、需水量等为约束条件,构建包含区间、随机及模糊多重不确定环境下的多目标水资源优化配置模型。提出了一种先模拟、再优化的模型解法,采用蒙特卡洛模拟产生输入输出数据,引入遗传算法优化各模拟数据,获得不确定条件下水资源优化配置的可能最优解集,得到带有置信区间的水资源配置方案。以辽宁省大连市水资源配置为例开展模型实例验证研究,获得了合理、可靠的水资源优化配置方案。由于先模拟、再优化的求解结果以概率分布函数形式展现,比传统方法提供了更多决策信息,有助于决策者在不确定环境下根据实际需要制定更合理的水资源管理政策。     

不确定条件下的山西省水资源调度规划研究

本文以山西省水资源的供需平衡为目标,进行水资源调度规划研究。首先根据山西省水资源分区、行政分区以及需水行业领域的水资源供需体系,构建了一个省级三层水资源调度框架(3-WRAF)。然后,以预先判断给定初始调度计划,再根据实际情景进行水资源调度,建立了基于3-WRAF的两阶段水资源调度模型(T-WRAP)。考虑在不同降水情景下,供水、需水、输水和经济收益等存在很强的随机和模糊不确定性,将T-WRAP转化为两阶段随机模糊水资源调度规划模型(TSF-WRAP)。最后,通过在目标满意度和约束可行度之间进行折中来求解TSF-WRAP,并进行实例计算给出了不同降水情景下山西省的水资源调度方案。     

气电联合系统的双向优化调度

针对气电联合系统双向互联的发展需求,该文提出了含电转气和燃气轮机热电解耦的双向优化调度模型。在电至气与气至电两个方向,分别建立净效益最大电转气容量配置模型与考虑弃风成本、燃气轮机热电解耦的发电总成本最小模型,运用带权极小模函数和遗传算法对电转气设备净效益与系统发电总成本间的矛盾问题进行求解。研究结果表明电转气设备能够提高风电消纳能力并产生较高的净效益,热电解耦提高了燃气轮机发电的灵活性且减小了发电成本。     

基于净雨预报信息的水库防洪调度方式研究

为进一步提高洪水预报信息在水库调度中的应用水平,本文以山东半岛龙角山水库为研究对象,首先构建在实际生产中广泛应用的新安江模型,采用确定性系数和绝对误差评价模型误差,并通过合格率评定径流深预报和峰现时间预报的精度等级。结果表明,各项评价指标在模型率定期和验证期的精度均为甲等,可为水库预报调度规则的制定提供可靠的理论依据。然后利用新安江模型预报出的净雨信息,制定水库防洪预报调度规则,调算不同频率设计洪水,并与常规调度方式下调洪结果作对比。通过比较发现,预报调度模型能够提前预泄,有效降低水库调洪最高水位和减小最大下泄流量,增加削减洪峰流量,对减小水库上下游防洪风险和提高水库防洪效益具有重要意义。     

并联水库群联合防洪预报调度方式优化研究

水库群联合防洪预报调度方式对流域及城市防洪、水资源合理优化配置有重要意义。水库群联合调度不仅要考虑各水库自身约束和预报,还需考虑水库补偿关系,已有试算法经验性强、难以获得全局最优解。文章将优化技术与规划防洪预报调度相融合,提出考虑预报误差的预报调度规则的一般形式和求解思路,建立库群优化调度模型,优化求解各水库的防洪预报调度规则和汛限水位动态控制上限。以清河、柴河水库群为例进行研究,结果表明：联合防洪预报调度相比单库防洪预报调度,清河水库和柴河水库的汛限水位分别可多抬高0.4 m和0.3 m,最大可使汛期多蓄水0.62亿m3。研究结果可为水库群防洪预报调度提供参考和理论依据。     

海绵城市建设雨水基础设施优化配置研究进展

气候变化和快速城市化改变了城市生态水文循环过程,加剧了水资源短缺、水环境污染、水生态破坏、暴雨洪涝灾害等城市问题.为获取低影响开发措施(low impact development,LID)/绿色基础设施(green infrastructure,GI)与城市灰色基础设施耦合系统空间优化配置方案以及多目标成本-效益最优...