平凉市水资源供需平衡及优化配置分析

为保证水资源安全并提高其综合管理水平,有必要对水资源供需平衡与优化配置开展研究。以甘肃省平凉市为例,选择现状基准年为2015年,对该区域典型水平水资源供需平衡运用水资源系统调控网络概化模型进行分析,结果表明:平凉市水资源供水量与需水量分别为4.81亿m~3、4.95亿m~3,缺水率相对较低为2.78%;在特枯年份,水资源缺水率达到22.58%,在2020年不同缺水程度下,平凉市水资源缺水率与缺水量存在较大的差异,在不开源的条件下,通过非常规水利用、开挖以及节水等工程措施,在2030年平凉市仍存在较大的水资源供需缺口。通过对不同水平年结果分析和反馈调整,提出优化配置方案,以期为促进该区域水资源管理与可持续开发利用提供一定决策依据。     

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。     

黄河流域水资源-能源-粮食的协同优化

黄河流域是中国重要能源和粮食主产区,然而水资源短缺已成为制约能源、粮食发展的关键要素。为优化流域水资源、能源、粮食之间的关系,引入协同学原理构建水资源-能源-粮食整体分析框架,建立具有总分结构、互馈关联的协同优化模型,采用多要素均衡智能算法,提出黄河流域粮食生产、能源开发与水资源调配一体优化的布局方案。结果表明,通过水资源-能源-粮食协同优化,2030年增加流域供水量23.98亿m3;优化了流域粮食生产布局,人均粮食产量提高12%;优选了能源产业规模和结构,煤炭开采、石油加工和火电总装机分别增加了2.86倍、4.08倍和0.80倍;在满足生活、生态环境用水的同时实现了粮食增收、能源增产。     

基于黄河流域水资源均衡调配的南水北调西线一期工程水量配置

南水北调西线一期工程生效后黄河流域水量分配模式决定了黄河流域水资源配置格局重塑和南水北调西线工程供水效益评价,为国家水网构建提供重要技术支撑。考虑西线供水范围可覆盖黄河主要供水区的特点,西线调入水量应与黄河流域水资源统一配置,考虑生态优先、公平为主兼顾效率的原则,构建了流域用水分级配置方法,建立了基于流域水资源均衡调配的西线调入水量配置模式,开展了不同情景优化配置方案研究。结果表明：南水北调西线一期工程调水80亿m³,配置给黄河河流生态用水33.70亿m³,配置给流域河道外经济社会用水46.30亿m³,其中95%以上配置给黄河上中游地区,流域缺水率降低至7.0%～8.3%。优化配置方案体现了生态优先原则,保障了黄河河道内基本生态环境用水,均衡了河道外经济社会用水的公平和效率,有效缓解了流域缺水。     

松辽流域水资源现状与地下水开发利用分析

松辽流域是我国北方水资源紧缺的地区之一,1994～2001年整个流域的年均降水量为6052 13×108m3,水资源总量1931 11×108m3,其中地表水资源量1668 81×108m3,地下水资源量637 16×108m3,地表水与地下水的水资源重复计算量374 86×108m3。松辽流域人均、亩均水资源量分别为全国平均水平的70%和34%。基于流域水均衡的观点,从降水、地表水、地下水和水资源总量四个方面分析了松辽流域水资源现状及其特点,并对1994～2001年流域供水、用水组成及其变化特征进行了分析,给出水资源的时空展布规律与社会经济布局不相匹配、地下水在总供水量中所占比例越来越大的结论,进一步对地下水开发利用中存在的水环境问题及其成因进行了探讨。     

泗县水资源供需平衡分析及优化配置方案研究

为研究安徽泗县水资源优化配置问题,基于2018年现状年相关统计数据,揭示泗县供用水总量及水资源配置状况,对规划年水平年2025年、2030年水资源供需平衡进行分析,在此基础上提出未来泗县水资源优化配置方案。结果认为：泗县现状水资源配置中存在地下水依赖程度较高、地表水资源未能充分存储利用、城区生活用水存在水量与水质风险等问题。通过对规划水平年不同水文年型供需水平衡分析,2025年50%水文年型泗县可实现水资源供需平衡;75%水文年型会出现缺水,缺水量1 586万m³,缺水率为6.93%;95%水文年型缺水问题较为突出,缺水量达6 414万m³,缺水率为24.63%。2030年,50%水文年型和75%水文年型泗县基本可实现水资源供需平衡;95%水文年型(严重干旱年)泗县缺水总量为3 987万m³,缺水率为14.56%。未来泗县水资源优化配置中,应参考县域水资源供需平衡分析成果,针对区域水资源开发利用中存在问题,通过“蓄引提调结合、大中小微并举、外调水与当地水联合”,构建当地水与外调水、地表水与地下水、常规水与中水等相结合的水...     

甘肃西北部黑河流域水资源对下游生态环境变化的影响阈

从流域尺度水资源承载能力及其有限性、可变性和上下游关联性的角度,探讨了黑河流域下游区生态环境变化的影响阈,阐明了不同水文年中游区的安全引水量和不同目标下下游区的生态环境修复对水资源的需求阈.基于多年平均地表径流量37.8×108m3/a的安全引水量为13.97×108m3/a和枯水年份(95%保证率)的安全引水量为10.14×108m3/a,下游区初步改善生态环境的生态需水量为8.01×108m3/a.提出了中游区经济社会可持续发展的水资源保障阈,即未来20年生产生活安全需水量介于22×108～23×108m3/a之间.在此基础上,阐明了在中游区经济社会稳定持续发展目标约束下确保黑河流域下游区生态环境不断改善的流域水资源优化配置模式及对策.     

岩溶地区地表地下水库联合优化调度模型—— 以贵州普定后寨地下河流域为例

岩溶地区由于其独特的地表地下结构,地表水资源较为缺乏。如何充分合理地利用岩溶地区宝贵的水资源,对当地的经济发展有着重要的影响。本文以贵州普定后寨地下河流域为例,根据地表、地下水库的不同储水特性,建立了地表地下水库联合优化调度模型。采用本模型调度,可增加保灌面积179. 2ha ,减少弃水129× 104m3。充分提高了岩溶地区水资源的利用效率。      

合肥市水资源供需平衡研究

针对合肥市水资源现状,分析合肥市水资源特点。结合节水型社会建设的要求,采用相应的定额,预测分析了各行业需水量和供水量,对合肥市2015和2020年的水资源供需平衡进行了二次分析。结果表明:在一次平衡方案下,到2015年,合肥市仅在95%特枯年份下缺水,缺水度为19.16%,水资源基本能满足社会经济的发展。至2020年,合肥市在不同保证率年份下均有缺水,其中,50%频率平水年份的缺水度为3.1%,75%枯水年份的缺水度为4.34%,95%特枯年份缺水度为13.09%,表明未来合肥市水资源紧缺将会成为制约社会经济发展的"瓶颈"。在二次平衡方案下,合肥市仅在2015年和2020年95%特枯年份下有少量缺水,缺水度分别为7.6%和10.21%。最后提出相应的建议,为保证合肥市经济社会、可持续地发展提供科学的依据。     

基于水热平衡关系的城市水库可供水量计算模式

本文以凯江蒸发模式为基础,利用气象观测资料,根据水热平衡关系建立了适合于合肥地区的陆面蒸发模式,并利用此模式估算并验证合肥董铺水库的可供水量.结果表明,利用此模式计算年供水量为7 150×104m3,与其实际供水量6 900×104m3相比,精度为96.4%,表明了此模式在城市供水型水库可供水量计算中的实用性.     

Exploitation of groundwater resources and protection of wetland in the Yuqia Basin

In Yuqia Basin, the climate is arid and the ecologic environment is fragile, and shortage of water resources has seriously restricted the sustainable development of local economy. In order to meet the needs of industrial and domestic water in the Yuqia Basin, numerical simulation was used to evaluate the groundwater resources and potential for exploitation. The results showed that the mathematical model and calculation parameters used were mainly in accordance with practical situation. The calculated value of the underground water level is consistent with measured value during the period of identification and validation. The total recharge of groundwater resources was 22.02×10~4 m~3/d, and the total drainage was 21.95×10~4 m~3/d at present. The Yuqia River leakage is the main supply source of groundwater. There is no significant effect on area of wetland when water source place exploited by 2.5×10~4 m~3/d at alluvial-diluvial fan of Yuqia River. After long-term exploitation, the spring flow reduces from 1.42×10~4 m~3/d to 1.01×10~4 m~3/d and wetland area reduces by 32.7% of original area. The calculation of water balance shows that it is safe to the Yuqia Basin, Da Qiadam Lake, the Mahai Basin at downstream of Yuqia River and wetland under the condition of water source place exploited by 2.5×10~4 m~3/d.     

岩溶地区小城镇地下水资源多目标应急配置研究——以织金县为例

以织金县珠藏向斜北段储水构造为例,依据混合整数线性规划和多目标线性规划原理,从保障应急水资源供给的角度构建了不同干旱条件下地下水资源多目标应急配置模型（E-MIP）,并提出了2010-2030年的织金县城区地下水资源应急配置方案,结果表明:（1）珠藏背斜北部储水构造中裂隙-溶洞水的出露方式以地下河集中排泄为主,平均流量为62.04 m3·s-1,基岩-松散岩类孔隙泉则以分散排泄为主,平均流量仅2.14 m3·s-1;（2）干旱程度的加深不单纯限制了可利用水资源量,也直接刺激了用水效率和社会经济效益的提升,2010-2030年期间的织金县重度干旱缺水率比轻度干旱低21.25%,但其社会经济效益却增加了5.84倍;（3）应急地下水资源配置原则是优先保障居民生活用水需求,其次依据用水效率和权重次序对盈余地下水资源量进行产业化分配。进一步推算出了2020年、2025年织金县城区不同干旱状态下水资源应急配置方案。      

柴达木盆地鱼卡河流域水资源开发利用与生态保护

鱼卡河流经2个次级断陷盆地,流域地表水资源总量为10 236.58×104 m3;地下水资源总量为17 764.55×104 m3。其中鱼卡盆地地表水资源量为10 123.06×104 m3,地下水量为6 967.85×104 m3;马海盆地地表水资源量为9 145.44×104 m3,地下水量为10 796.7×104 m3。鱼卡盆地地下水开采量为226.3×104 m3,占地下水资源量3.2%;马海盆地地下水开采量为619.8×104 m3,占地下水资源量5.7%。通过对流域地下水资源利用研究表明,随着流域地下水资源开发力度加大,下游出现了地下水资源短缺,造成生态环境恶化。例如,流域地下水不能得到合理开发利用,将进一步加剧下游生态环境更加恶化,破坏生态平衡。因此,合理开发利用流域地下水资源,是关系到流域下游工农业可持续发展的主要问题。     

Emergency water supply capacity analysis of major cities in Hebei

In order to prevent the catastrophic events such as extreme drought, continuous drought and source-water quality pollution, 15 groundwater emergency water sources are to be selected in 11 important cities in Hebei, and the evaluation of allowable emergency exploitation quantity is 180.19×104 m3/d. Under the current conditions, the water supply quantity of emergency water sources and the total emergency water supply quantity will meet the emergency water demand with the guarantee rate of 65.79% to 377.78% and 90.35% to 270.51% respectively. By 2020, the water supply quantity of emergency water source places and the total emergency water supply quantity will meet the emergency water demand with the guarantee rate of 22.08% to 74.49% and 82.65% to 144.08% in the benefited areas of South-to-North water diversion (SNWDP); and for non-SNWDP areas, the guarantee rate will be 74.64% to 337.78% and 74.64% to 377.78%.     

榆神矿区的供水水源选择

矿区开发的初期用水可以利用烧变岩地下水,日供水能力约为6万~7万m3/d,中长期供水选择矿区外围的第四系萨拉乌苏组和洛河组地下水。同时,矿井水可以通过自然下渗后补给地下水,丰富地下水资源,保证矿区开发用水和保护环境。      

滨海城市地表水资源可利用量分析——以广西钦州市为例

以钦州市为例,根据1956～2016年月降雨、径流数据,采用双累积曲线(DMC)模型和蒸发差值法计算地表水资源量,采用剔除入海河流感潮河段水量及汛期河道内最小生态水量的改进扣损法和直接法综合分析地表水资源可利用量。结果表明:钦州市地表水资源量在106.573～111.216×10~8m~3范围内,地表水资源可利用量为38.444×10~8m~3,占比地表水资源总量的34.6%。钦州市水量相对丰富,但水资源可利用量并不富裕且时空分布不均。空间上,独流入海河流分区地表水资源可利用量最多,南流江分区次之,郁江干流分区最少;时间上,19条流域汛期水量高达81.949×10~8m~3,其中难以控制利用量为62.272×10~8m~3,有35.823×10~8m~3经入海河流直接外排入海;4.973×10~8m~3为感潮河段咸水难以利用;调水工程的规划与建设为改善河道环境、缓解供需矛盾方面起到积极作用。     

酒泉西盆地地下水资源及开发利用潜力

在系统论述酒泉西盆地区域水文地质条件的基础上,重点分析评价了盆地内第四系孔隙水的补给来源及补给量、储存量、允许开采量,并对酒钢公司水资源的供需平衡进行了深入分析。其结论是,酒西盆地地下水多年平均补给量为76.342 5万m3/d,北大河出山冰沟口—北大河水源地以南约34.5km长度内渗漏补给和盆地基底深层基岩承压水顶托越流补给是其主要补给来源,占总补给量的89.6%;储存量为191.73亿m3;已探明允许开采量为34.558万m3/d。现状地下水可供水量满足酒钢公司未来30年对水资源的需求,供需基本平衡。同时,从保护黑河流域下流生态环境的角度出发,提出了建立节水型钢铁企业的设想。     

干旱区水资源合理配置模式与计算方法

提出了西北内陆干旱区水资源合理配置的模式与计算方法。针对生态环境脆弱的干旱区水资源利用特点,基于水资源二元演化理论与方法,保持水土平衡、水量平衡和水盐平衡,以空间配置、时间配置、用水配置、水源配置、管理配置为基本模式;从实际情况出发,以水定发展指标,提高水土资源的匹配效率,以流域为单元合理安排生态环境用水与经济发展用水,在此基础上建立了干旱区水资源合理配置模型。定量计算表明:其809亿m3的径流性水资源中,直接留给天然生态的水量有302亿m3,加上126亿m3回归水的间接支持,可供生态系统消耗的水资源达428亿m3,相对于385亿m3的现状生态需水,除黑河和石羊河流域外,生态系统的需水基本上能得到满足。     

山东淄博沣水泉域岩溶水系统模拟及水源地优化开采预测

沣水泉域岩溶水系统是淄博市及周边地区最主要的供水水源,因原有大武水源地水质严重污染,急需开辟新的水源地,故须重新开展泉域岩溶水资源评价和开采规划工作。文章在充分概化研究区水文地质概念模型的基础上,借助FeFlow软件,建立了基于等效连续介质的三维非均质各向异性岩溶水模型,并利用2016年水位动态数据对模型进行识别和验证。经模型计算可知,在2000-2015年,研究区岩溶地下水日均补给量为104.47万m3/d,排泄量为80.27万m3/d,正均衡24.20万m3/d。对原大武水源地与新增刘征水源地优化开采方案预测的结果表明,最优开采方案为:（1）保持大武水源地现状35.91万m3/d开采条件下,刘征水源地最大开采量为5.5万m3/d,刘征 -大武富水地段最大可开采量为41.41万m3/d;（2）满足刘征 -大武富水地段最大开采条件,大武水源地最大可减采至33.41万m3/d,刘征最大开采量为8万m3/d。      

松花江—辽河流域地下水资源及其生态环境问题

松花江—辽河流域(简称松辽流域)是中国重要的商品粮基地,地下水资源对维护中国粮食安全具有重要作用。2019年松辽流域地下水资源量为797.31×10~8m~3/a,地下水开发利用量为276.4×10~8m~3。松辽流域地下水面临着水资源局部短缺,局部水位持续下降,"三氮"污染加剧,以及湿地萎缩、土地荒漠化、盐渍化等资源、环境与生态问题。本文对这些问题进行驱动因素分析,主要是气温升高导致水稻适宜区扩大,土地利用方式改变,耕地面积特别是水田面积大幅增加,造成地下水过量开采、地下水面源污染加剧;水库的大量修建加剧干旱缺水地区河道径流减少,地下水补给来源不足,造成地下水供水能力下降,地下水位下降。针对这些问题,提出了加强水资源调查监测,开展水资源合理配置研究,实行地表水和地下水联合调度;加强水资源管理制度建设,强化制度刚性约束;调整农业种植结构,推进节水灌溉,提高水资源利用效率等建议措施。