水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿kW·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。     

广义生态水利的内涵及其过程与维度

总结中国工程水利、环境水利、资源水利、生态水利发展沿革，分析国内外生态水利研究进展、发展趋势及其特点，指出生态水利是人类社会发展到生态文明时代水资源利用的一种新途径和方式，以尊重和维护生态环境为主旨，开发水利、发展经济，为人类社会可持续发展服务。阐述了广义生态水利的内涵、定义和发展模式及其过程和维度，并提出以下结论和观点:①生态水利将水资源和水循环调控作为重要生态要素，从流域生态系统能量交换、生物链接、结构平衡、循环转化全视角开展研究，探索既能满足人类社会需求，又能兼顾水生态系统健康和良性发展的生态水利措施和方法。②建立了水利工程"规划设计—建设管理—运行调度"全过程、全生命周期的工程安全和生态安全保障体系，特别是将生态调度纳入水利工程全"服役期"，其中"后坝工时代"实施全流域大尺度生态调度，是生态保护和恢复最有效的措施。③从"生态环境-社会经济-水循环调控"三个维度，在生态文明视野下的国土空间规划治理体系中，科学把控生态水利的空间定位，促进"三生空间"优化布局，保障"三生用水"合理配置，优化"三生关系"耦合协调，实现生态保护和高质量发展，推动生态水利事业创新发展。     

南水北调中线输水调度实时控制策略

科学合理的输水控制策略是保障长距离调水工程安全平稳运行的基础,根据控制策略实现向各分水口门供水计划的目标。在总结现有输水调度控制研究成果基础上,通过结合调度运行实际,综合考虑目标水位控制的鲁棒性、水位降幅的约束性、渠道上下游水情的统筹性因素,对输水调度控制策略进行了改进,提出了基于流量变化、水位变幅相耦合的实时调度控制策略。根据流量变化对渠段进行水量平衡分析,实施宏观控制,同时根据水位及其变幅实施微观调控。模型应用于南水北调中线渠段水位调整典型工况,通过渠首至测试断面坟庄河节制闸之间,约1 100 km的输水调度,成功实现了坟庄河节制闸前运行水位按需求降低0.5 m的目标,此过程中保持了其他渠段运行平稳。而传统控制策略由于未统筹考虑上、下游水情和水位降幅限制,测试时出现坟庄河节制闸前水位骤降,而其下游水位骤增的不利情况。     

基于灰色马尔柯夫预报模型地下水动态预报研究

随着社会经济发展,地下水超采日益严重,为了科学地保护和合理利用地下水,本研究讨论了地下水动态预报方法.针对 GM (1,1) 灰色预报和马尔柯夫预报的优缺点,提出了灰色与马尔柯夫相耦合的灰色马尔柯夫预报模型,最后以河南某地区地下水埋深为例,验证了该方法的可行性.     

黄河宁蒙段河道过流能力

宁蒙段河道过流能力过低是威胁黄河上游洪凌安全的关键因素,也是宁蒙河段水沙调控的重要影响因素。通过水位-流量关系曲线法确定了过流能力,对现状过流能力与历史过流能力进行对比分析,探讨了造成宁蒙河段河道过流能力过低的原因。结果显示：宁蒙河段自建站以来有剧烈的河床抬高和过流能力下降现象;宁蒙河段各断面的现状过流能力由5 200~6 200m³·s^-1降至1 500~2 200m³·s^-1,部分断面超过1 500m³·s^-1就会导致漫滩,过流能力大大降低。提出建设标准化堤防,提高宁蒙河段河道的过流能力;以标准化堤防为前提获得了宁蒙河段各断面的最大过流能力。     

广义生态水利的内涵及其过程与维度

总结中国工程水利、环境水利、资源水利、生态水利发展沿革，分析国内外生态水利研究进展、发展趋势及其特点，指出生态水利是人类社会发展到生态文明时代水资源利用的一种新途径和方式，以尊重和维护生态环境为主旨，开发水利、发展经济，为人类社会可持续发展服务。阐述了广义生态水利的内涵、定义和发展模式及其过程和维度，并提出以下结论和观点：①生态水利将水资源和水循环调控作为重要生态要素，从流域生态系统能量交换、生物链接、结构平衡、循环转化全视角开展研究，探索既能满足人类社会需求，又能兼顾水生态系统健康和良性发展的生态水利措施和方法。②建立了水利工程"规划设计—建设管理—运行调度"全过程、全生命周期的工程安全和生态安全保障体系，特别是将生态调度纳入水利工程全"服役期"，其中"后坝工时代"实施全流域大尺度生态调度，是生态保护和恢复最有效的措施。③从"生态环境-社会经济-水循环调控"三个维度，在生态文明视野下的国土空间规划治理体系中，科学把控生态水利的空间定位，促进"三生空间"优化布局，保障"三生用水"合理配置，优化"三生关系"耦合协调，实现生态保护和高质量发展，推动生态水利事业创新发展。     

塔里木河干流生态系统变化与生态效益分析

以提取1990—2020年植被覆盖度、遥感生态指数、人类干扰指数等遥感生态指标来反映塔里木河干流生态输水工程实施前后,生态状况变化趋势。将遥感生态指标作为驱动因子,提出一种改进的生态系统服务价值计算法,量化供给、调节、支持、文化功能的生态系统服务价值,分析各功能间权衡和协同效应的动态演变关系,对1990—2020年累积生态效益进行估算。结果表明：(1)生态输水以来,干流有近1/3的区域植被覆盖度增加,较低、中、较高、高植被覆盖度面积占比分别增加17%、5%、2%、2.9%。(2)上游生态系统服务价值先增加后渐趋稳定,中、下游生态系统服务价值先增加后减小再增加,表明中、下游对生态输水的响应存在一段滞后期,且受来水水量影响较大。(3)调节和支持功能之间存在协同效应,供给与调节和支持功能之间存在权衡效应。(4)生态输水后期,干流上、中、下游累积生态效益均表现出“边际效益递减规律”,据此从生态修复角度出发,给出断面年径流量的适宜范围,上游不超过42.5×10⁸m³,中游不超过21.5×10⁸m³,下游不超过...