有限供水条件下水库和田间配水整合优化调度

针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。     

泾惠渠灌区配水管理决策支持系统研究

合理调配泾惠渠灌区水量,提高灌区灌溉效益。根据渠首来水量、含沙量与降雨情况,采取续灌调配水量、轮灌调配水量和应变调配水量三种方法。通过灌区配水管理决策支持系统在灌区的应用,三种水量调配方法提高了灌区供水调蓄能力,有效缓解灌溉用水供需矛盾。按不同情况调配水量,将有限的水资源进行合理分配,提高了水资源的利用率。     

塔里木河源流径流量集成预报模型

塔里木河是中国最长的内陆河,干流区不产流,其水量均由源流供给,上游源流来水量的预报是流域水量调度的基础。应用时间序列分析方法对塔里木河上游3源流6个主要测站的多年径流系列进行分析,分别建立了月、旬系列组合模型和标准化时间序列组合模型,并对这三种模型的预报值进行回归集成。通过与实测值的对比,集成预报结果明显好于单个模型的预报结果,6站月径流量的总体预报精度均达到了甲级,其中多数月份的预报精度也达到了甲级。模型已经应用于塔里木河水量调度决策支持子系统的开发之中。     

位山灌区节水改造实践初步探讨

作为全国五大灌区之一的位山灌区,不仅为聊城市农业、生态、电力工业和城市环境提供了水源保障,而且还承担了引黄济津、引黄济冀（入卫）跨流域调水任务,其经济效益、生态效益和社会效益显著。针对灌区泥沙堆积严重、水利用率低、灌溉矛盾突出、生态环境恶化及管理体制不合理等问题,实施续建配套与节水改造项目,在水量调度、泥沙分配、渠道衬砌和建设＂数字灌区＂等方面进行研究与探讨,并取得了巨大的经济效益、社会效益及生态效益。     

港口抽黄灌区梯级泵站联合调度信息系统应用研究

以陕西省内的港口灌区为例,进行各级泵站之间乃至整个站群的联调联控,研究在大型灌区、中型灌区及需要长距离输水时候的水量调度问题。通过对港口抽黄灌区信息化建设现状及梯级泵站联合调度信息系统进行分析发现,该系统的实施将加强灌区管理处、调度管理分中心与各泵站之间信息的互通,加强管理调度中心对各泵站的直接管理,特别是对泵站合理化调度提供有力的数据支撑,产生的巨大的技术、经济和环境效益。     

山东潘庄灌区超声波水位系统组网方案探析

山东潘庄灌区是鲁北地区重要的大型灌区.灌区原有测水量水系统设备陈旧、方法落后,已经不适应当今经济社会对灌区发展的要求.近年来,通过利用超声波水位系统改进了测水量水系统,极大地提高了灌区的现代化水平,建成后取得了良好的社会和经济效益.     

黄河干流水量调配分解协调组合模型的构造研究

针对黄河干流水量调度工程的特点和管理现状,提出了黄河干流工程非汛期水量调度和河段配水模型构造的原则、目标和大系统分解协调方法,构建了包含上游子系统水库调度模型、三小子系统水库调度模型、河段配水模型和多方案优选模型在内的组合模型。组合模型的特点是开发效率高、灵活性和适用性强、数据流程清楚。提出了组合模型的求解方法。初步应用验证了组合模型的正确性和实用性。     

基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究

针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。     

交口抽渭灌区渠系水利用系数的原因及分析对策

分析了灌区近年渠系水利用系数不断降低的原因,并结合实际,提出了解决灌区渠系水利用系数减低的对策,对提高抽水灌区的水量落实工作有着重要的指导作用。     

不同环节灌溉用水效率及节水潜力分析

以漳河灌区为例,在对灌区渠系进行等效概化的基础上,采用经验公式法进行不同工况下不同环节灌溉用水效率的分析计算.结果表明总干及干渠环节和分、斗、农渠环节的渠道水利用系数较大,而支干、分干和支渠环节的渠道水利用系数偏小,渠道断面大小、长度及防渗率是导致渠道水利用系数差异的主要原因.计算分析了不同条件下的灌溉用水效率阈值,达到相应阈值时的投资,以及净节水量和节水率,分析了投资与灌溉用水效率阈值及节水率的关系.表明随投资的增加灌溉用水效率及节水率均提高,但其过程符合报酬递减规律,且节水率的报酬递减速度更快.     

基于多元逐步回归的大型灌区年退水量预测模型研究

对于水资源短缺的西北地区,研究大型引黄灌区退水规律及退水量预测对灌区水资源高效利用和灌区水资源管理具有十分重要的意义。本文利用宁夏青铜峡灌区的实测资料,通过灰色关联分析法研究了宁夏引黄灌区年退水量的影响因素和预测模型,得出影响灌区退水量的主要因素依次为灌溉引水量、地下水位、降水量和蒸发量;建立了灌区退水量的多元逐步回归预测模型,并对青铜峡灌区退水量进行了预测研究,结果表明,该模型具有较高的预测精度,研究成果为灌区水资源高效利用奠定了科学基础。     

年调节平原型水库与地下水联合调蓄分析

本文以辽河石佛寺水库为例,介绍了年调节平原型水库与地下水联合调蓄的模拟分析方法,提出了为满足沈阳市城市供水,辽河应需保证的最少径流量。根据辽河石佛寺水文站的实测资料分析,辽河在枯水季节1～2月份径流量存在一定的风险,因此本文通过模糊带权马尔可夫链方法预测了未来19年1～2月份的径流量状态,并对其可靠性进行了分析,从而为水库地表水与地下水联合调蓄的供水规模及其运行方式提供了科学依据。     

防治土壤盐碱化最优灌排模型

将作物临界土壤含盐量和地下水临界埋深等概念应用于防治灌区土壤盐碱化最优规划,提出了非线性规划最优灌排模型.以新疆巩留县团结灌区灌排工程为实例,求解了不同年型(P=20%、50%、75%、95%)的防治土壤盐碱化灌排优化决策,求得的灌排水量、淋洗水量、作物生长季节土壤盐分动态变化及地下水位年内调控过程等结果,与灌区实际情况拟合较好.     

气候变化下长江中下游水稻灌溉需水量时空变化特征

选择长江中下游单季中稻为研究对象,结合45个气象站1961~2010年逐日气象资料,基于统计降尺度模型(SDSM),生成HadCM3气候模式A2和B2两种情景下各站点参考作物腾发量和降水数据。基于联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的作物系数法,并考虑有效性降雨和不同地区深层渗漏量,分析历史和未来的水稻灌溉需水时空变化特征。结果表明:过去50年,除了太湖流域以外的长江中下游大部分区域的参考作物腾发量和水稻需水量都呈显著下降趋势,而显著下降的水稻灌溉需水量主要位于鄱阳湖流域;未来两种情景下,参考作物腾发量、水稻需水量和水稻灌溉需水量均值都呈下降趋势,但水稻灌溉需水量降幅最小;水稻需水量和水稻灌溉需水量在长江中下游地区的变化趋势具有明显的空间异质性,水稻需水量大幅减少的区域由太湖流域向汉江和洞庭湖流域扩展。未来水稻灌溉需水量减少的区域主要分布在太湖流域、汉江流域东部和洞庭湖流域北部,并随时间推移呈扩大趋势。     

黄河水质地球化学

在对1958—2000年期间黄河水系100个站点水质监测资料进行统计分析的基础上,研究了黄河主要离子的地球化学。结果表明,黄河流域各区河水总溶解性固体(TDS)含量的差异达2~3个数量级,TDS的总平均值为452mg/L,是全球河流均值的4倍。Na+、K+、SO42-和Cl-的含量是世界河流均值的10~20倍。相比之下,河水TDS含量的季节差异却不大,远不及与此呈反比关系的流量的季节差异。黄河洪水期的水量通常是枯水期的4~5倍,但枯水期河水的TDS通常只是洪水期的2倍,完全不同于世界其他大河。黄河的离子化学主要受沉积岩(尤其是富含碳酸盐矿物的黄土)化学风化作用和在干旱气候影响下水中溶解盐的蒸发浓缩和结晶作用的控制。近半个世纪来黄河河道径流量有显著减少的趋势,这与新修建的众多水库的蓄水有关,与此相适应,近半个世纪来黄河水质表现出明显的盐渍化过程,这一过程主要由含盐量高的农田灌溉回水所引起。     

南水北调西线一期工程坝址处径流量计算与分析

南水北调西线一期工程调水区所涉及的6条河流(泥曲、达曲、色曲、杜柯河、玛柯河、阿柯河)坝址处均无实测的径流资料,开展该地区的水文研究属于无资料水文预报问题(PUBs)。利用年径流量的变差系数Cv值、年际变化绝对比率P和不均匀系数α对坝址下游的朱倭、朱巴、足木足、绰斯甲4站的实测年径流的年际变化进行分析,计算结果为各坝址径流年际变差系数Cv为0.15~0.26,表明调水区的多年径流量变化不大;年际变化绝对比率P为1.88~3.00,其中朱倭站的径流年际变化最大,最大径流量是最小径流量的3倍,绰斯甲站的最大径流量是最小径流量的1.88倍,4站的径流变化都不剧烈;径流不均匀系数α为0.58~0.75,表明该流域径流量的年际变化较为均匀;利用水文比拟法对坝址处的径流进行了计算,并根据R/S分析法对坝址处径流序列的未来趋势进行了初步分析,各坝址处的年径流序列的赫斯特系数均大于0.5,说明各径流序列的未来趋势具有持续性,即未来趋势与历史呈正相关,6个调水坝址中只有扎洛和克柯处的径流未来是减少的,其余坝址处径流都是增加的,这样西线一期工程调水区的河流有利于水资源的可持续开发利用。     

前南峪生态示范区雨水集蓄利用技术研究

前南峪生态示范区位于河北省南部太行山深山区的前南峪东沟,面积为376hm2,该区大气降水是唯一的供水来源。为保证水源供给,在前南峪生态示范区建成水窖、塘坝、扬水站等水源配套工程,采用微喷、滴灌、管灌等节水设施,实现旱能灌、涝能排的防汛抗旱体系。形成了"拦、蓄、缓、排"综合防护工程和"材林头、干果腰、水果脚、米粮川"的生态治理模式,使前南峪生态示范区内的耕地灌溉率达到91.7%。雨水资源利用与水土保持科技相结合,创造出明显的经济效益和环境效益。     

引大工程供水区水资源优化配置模型及方案研究

引大入秦工程是由大通河向甘肃中部兰州市永登县秦王川地区跨流域引水的以农业灌溉为主要目的大型调水工程。工程建成通水后,对改变当地农业生产条件和贫困面貌、安置贫困山区移民、促进秦王川地区的经济社会发展发挥了重要作用。但是,由于各种因素的综合影响,工程在设计效益的发挥等方面存在一些问题,集中表现在供水能力未能充分发挥、工程水资源配置没有实现最优化。在收集到翔实的第一手资料的基础上,将引大灌区和周边可能的供水范围作为一个统一的研究对象即引大工程供水区,根据供水区的供需水现状和用水发展趋势,采用水资源系统分析理论中的最优化技术,建立以经济效益、社会效益和环境效益最优为目标、以供需水量为约束条件的优化配置模型,通过求解模型,确定近期和远期供水区的水资源在各子区不同用水部门间的最优化配置方案,为富余水源寻找出路,这对最大限度地发挥工程效益,促进区域经济社会的可持续发展具有重要作用。     

基于生态流量阈值的河流水文健康演变定量归因

环境变化改变了河流水文情势,影响了河流的生态系统健康,亟需开展变化环境下河流水文健康演变定量归因方法研究。选取北方半干旱地区老哈河流域为研究区,依据流域内3个水文站、17个雨量站和6个气象站1964—2016年数据,基于可变下渗容量模型还原河流的天然流量序列;采用概率密度法计算河流生态流量,基于生态流量阈值推求河流水文健康等级;基于"观测-模拟"对比分析法,定量分离气候变化和人类活动对河流水文健康情势的影响。结果表明:人类活动是甸子和太平庄子流域自1980年以来河流水文健康情势退化的主要原因,其贡献率分别为86.9%和87.9%;大面积农业灌溉用水引起地表径流下降以及水利工程改变天然水文情势,影响了河流水文健康情势;90年代降水量较为充沛,研究流域受人类活动影响程度较小,河流水文健康等级维持在较高的水平。综合生态流量阈值和"观测-模拟"对比分析方法可定量识别河流水文健康情势演变原因,为适应环境变化的河流健康管理提供科学依据。