北京市怀柔应急备用地下水源管理信息系统开发

北京是一个以地下水供水为主的大都市,约67％的供水依靠地下水。自1999年以来因连续干旱,地表水源锐减,北京市建成了多处城市应急备用地下水水源地,为保障城市供水安全做出了重要贡献。为提高应急水源地管理水平,建立了基于GIS的、集实时监测、统计报表、模拟评价和管理预誓于一体的应急水源地管理信息系统（EGWMIS）。该系统的应用提升了地下水水源地的管理水平,增强了地下水开采的科学性,提高了供水保证程度和供水安全。     

平原水库供水水源系统可靠性及风险分析方法

本文通过建立模糊带权马尔柯夫链模型,预测径流量未来的丰枯变化情况,评价运行期供水水源系统的可靠性。以供水工程承担的供水外来负荷大于工程本身的承载能力的概率定义了平原水库供水水源系统的风险,阐述了供水水源系统风险分析及模拟方法。     

城市供水系统多水源联合调度模型及应用

从城市供水系统的关键元素出发,通过系统网络拓扑分析,构建了"水源—水厂—分区用户"三层供水系统网络拓扑结构;基于此拓扑结构和兼顾整个供水系统的社会效益和供水成本两个调度目标,建立城市供水系统的多水源联合供水优化调度模型;利用NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)算法进行模型求解,并给出最佳均衡解的选择规则;将该模型应用于南水北调中线一期工程通水后的天津市供水系统.实例研究结果表明,该模型实现了天津市不同来水丰枯组合情景下多种水源的合理分配,能够为决策者提供均衡社会效益与供水成本的详细供水方案,还可以在一定程度上反映出供水系统存在的工程问题,可为保障城市供水安全提供技术支撑.如最不利典型年来水情景下,总可供水量(14.73亿m3)大于天津市总需水量(13.77亿m3),但由于供水工程能力限制,特定供水规则下推荐的社会效益与供水成本折中方案的缺水量为2.44亿m3、总供水成本为32.6亿元.     

城区雨洪利用策略及雨洪滞蓄系统容量分析

台湾有将近80%的人口居住于城市地区,使得供水系统负荷增加、脆弱度提升,而城市化也导致径流量增加使得洪灾风险提高。拟整合供水、灾备用水和雨洪消减,并对雨洪滞蓄系统进行雨洪利用策略及容量分析研究。以台湾新北市秀峰国小为基地,规划雨水储留供水系统、渗透侧沟系统、生态池系统串联的雨洪滞蓄系统,建立多目标替代方案进行分析评估。采用绿色建筑设计方法结合合理化公式进行降雨径流演算。结果表明,在各替代方案下,系统需设置容量55~185m³,径流量削减率为26.5%~100%、洪峰削减率为15%~100%、供水率为5%~7.5%、灾备用水天数则从3d提升至19d。所提出的规划方法可以较小的设置容量达到雨洪滞蓄多目标利用效果。     

江苏省水资源承载能力评价

首先进行了系统动力学方法应用于水资源承载能力评价的理论分析,提出了基于水资源供需紧张度系数的水资源承载能力系统动力学评价思路。进而结合江苏省水资源特点,计算了包含经济增长率、供水水平和保证率三组参数8种典型方案的江苏省水资源承载能力,为江苏省水资源承载能力建设提供了依据。     

吉林省中部水资源利用趋势分析及对策

吉林省中部是全国重要的商品粮基地和东北重要的经济区,水资源的短缺和不合理利用严重制约了该区社会经济的可持续发展。根据水资源时空分布特征和开发利用现状,认为本区总体上为水资源脆弱区。从水资源需求趋势和供给能力两方面,综合判断水资源利用高峰将出现在2020年左右,用水量约为55～60亿m~3。水资源利用结构将有显著的变化,到2030年时,居民用水、工业用水、农业用水三者需水量之比达到1∶2∶2的水平。提出建设节水农业是实现区域水资源可持续利用的战略性措施；合理利用雨洪资源是提高供水体系稳定性的关键手段；实施水源置换工程是改善供水系统的重要举措；建立合理的水价体系是实现水资源合理配置的基础性工程；加强水资源的综合管理是实现水资源可持续利用的体制保障。     

大型复杂引水系统运行调度仿真模型研究

万家寨引黄工程运行调度系统是一个大型复杂引水系统.本文以该系统为背景,建立水资源供需分析、水库调度、地下水资源调蓄、水力瞬变输水过程、水文与工程数据采集处理等三个层次的计算机仿真模型,提出"水资源可持续利用量"的概念,研究系统的合理调度方案和特性参数以及满足未来用水需求,保证环境生态逐步恢复的管理策略,促进供水区水资源的可持续利用.     

城市水资源供需平衡及预测分析——以开封市为例

运用水资源供需平衡的基本理论,以中型城市开封市为例,借助灰色系统原理,采用定性与定量相结合的方法,在对开封市水资源供需平衡分析的基础上进行预测.通过对开封市现状年供水量与需水量统计分析,确认在超采地下水的状况下才达到该城水资源供需基本平衡.基于不同时期城市未来年份社会经济发展的预测,考虑节水技术提高和先进节水措施的应用,结合对水资源供需量的趋势分析,预测结果为2010年余水,2020年缺水,表明未来开封市水资源紧缺成为社会经济发展的"瓶颈".     

基于库容分区运用的水库群生态调度模型

在不影响防洪、供水等现有利益格局的前提下,通过改善水库调度方式、发挥库群联合调控作用,提高生态供水保证率,是当前中国北方缺水地区流域水资源管理中的重大科学问题。把河流生态系统作为一个独立用水户,制订多用户分区运用水库群调度模拟规则,同时考虑调度方案对生态与发电的影响,建立水资源系统仿真模型,结合保证各用户供水保证率最大且尽可能均衡的目标函数,构建基于库容分区运用的水库群生态调度模型。将模型应用于海河流域滦河水系,提出了现状供水条件下潘家口、大黑汀和桃林口三大水库联合调度方案,绘制了水库群分区运用调度图,评价了调度方案对水力发电和下游生态系统的影响。结果表明,所提出的模型有效,水库群生态调度方案较之现行调度,可在不降低兴利和防洪效益的前提下,将河流生态系统供水保证率由46.9%提高到93.8%,生态水文改变度指标改善明显。     

汉石桥湿地引水工程的可行性及对地下水的影响研究

以汉石桥湿地引水工程为例,结合北京市人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见,从水资源承载能力出发,收集和调查项目区的水资源状况和供水现状,分析项目需水合理性,供水方案的可行性和可靠性,本地区水资源条件对项目用水的保障程度等,以及项目用水对区域水资源和其他用户的影响情况。     

基于可变模糊集理论的水资源开发利用程度综合评价

基于水资源开发利用程度,针对南通市沿海5县、区社会经济的发展对水资源需求与供给量的矛盾问题,利用可变模糊集理论和层次分析法,从水资源、社会、经济和生态四方面选定16个指标,构建了4层水资源开发利用程度综合评价指标体系,对研究区水资源开发利用程度现状进行分析评价研究。研究结果表明,当地水资源的支撑能力处于中等偏低,水资源满足发展的供需能力有逐渐变差的趋势;地区水资源开发利用充分,压力有超载的趋势,如果不尽快采取相应的措施,研究区的水资源将会出现供需紧张的现象。     

农村供水工程水量远程监测系统的研制与应用

临清市农村供水工程起步早,多数供水站没有总表,管网漏水率无法统计,为了加强工程管理,确保工程发挥更大的效益,该市进行了水量远程监控的试验研究。本文对此系统的研制与应用成果进行了详细介绍。     

南水北调供应链运营管理的若干问题探讨

分析了供应链管理理论与方法用于南水北调运营管理的可行性,阐述了南水北调供应链可以帕累托整体最优为管理目标.结合南水北调东线水资源系统的实际,定义了南水北调供应链契约,构建了南水北调供应链委托-代理契约关系模型,提出并定义了南水北调供应链中“信息变换效应”的概念,初步分析信息变换效应的存在、量化和控制.论文表明,供应链管理理论与方法在水资源复杂大系统水资源配置和调度管理的理论与方法层面上具有开拓性和广泛的应用前景.     

水资源决策支持系统目前动态及展望

阐明了水资源决策支持系统(WRDSS—Water Resources Decision Support System)的概念,并以水库调度、水质规划及管理、供水调度和灌溉系统管理决策支持系统为例,阐述了水资源决策支持系统的目前动态和发展趋势.     

优化技术在娘子关泉域岩溶地下水开采资源量评价与管理中的应用

我国北方岩溶地下水，多数是以泉域水资源系统为单元进行循环的，各岩溶地下水系统以规模大、系统结构复杂为典型特征。在岩溶地下水开发利用过程中，如何兼顾各开采水源地的开采量、井采与泉水流量问等关系，以避免出现水文地质环境问题，是多年来水文地质界一直关注的问题。本文将水资源系统与供水系统相结合，采用优化技术建立了娘子关泉域岩溶地下水评价管理模型，以此为基础提出了多种开发方案，为类似地区的地下水评价与开发管理提供范例。     

太原市供水风险和外区调水水价预测

提出了太原市2000～2030年期间高、中、低三种需水量预测方案,进行了未来规划期降水、径流和地下水资源的人工系列生成并定量分析了上述规划期内的供水风险及其变化过程。对引黄济并工程,计算了不同调水量的使用概率,结合工程水价的经济分析,对规划期内外调水的期望水价进行了定量评价。     

Mechanism and comprehensive countermeasure for drought management from the view of catastrophe theory

Drought is one of the major disasters around the world which cause great social and economic hardship. Recent events of severe droughts have motivated comprehensive research on drought management in China like many other countries of Asia, Europe and Africa. In this paper, the mechanism of drought management has been analyzed in light of water supply and water demand management considering water shortage as an inductor of drought. Catastrophe theory has been proposed to explain transitions through discontinuities and unexpected changes in water system. The study indicates that supply management can increase water supply; however, in long term, it may not be sustainable for drought mitigation. Water demand management, on the other hand, improves water use efficiency with less investment. Therefore, the study emphasizes water demand managements for drought management under future changing scenarios.     

优化的NSGA-Ⅱ方法在马莲河流域水资源综合管理中的应用研究

根据马莲河流域水资源总量极端贫乏、年际年内分配不均、常规水资源量低、水污染问题较严重等特点,利用系统分析理论和优化技术建立了流域的大系统、多目标水资源优化配置模型,并利用优化的NSGA-Ⅱ方法进行求解,得到流域2020年期望水资源配置下的最佳分配方案为:流域总供水量57 086×104m3,工业供水量21 690×104m3(总产值约为144.6亿元),能源基地供水量4 329×104m3(总产值约为346.32万元),农业供水量20 840×104m3,生活供水量9 452×104m3,生态供水量811×104m3。对比期望方案供水量增加了6 710×104m3,综合缺水率减少了11.41%。并根据预测的流域的分配方案和预测的流域需水量,进行了流域的水资源平衡分析,通过平衡分析的结果进行流域的综合管理研究。2020年在最优水资源分配方案下,工业缺水率3.21%、减少了4.51%;能源基地缺水率0.00%;农业缺水率4.64%、缺水率增加26.17%;生活缺水率0.00%;生态缺水率1.00%、缺水率增加了1.00%。配置方案实现了流域内水资源的最佳分配,使宝贵、有限的水资源产生最大的社会、经济及环境效益,为流域经济、能源产业的快速发展提供水资源保障。     

Vulnerability of farm water supply systems to volcanic ash fall

Agriculture is critically dependent on continuity of water quality and quantity. It is well-established that even small quantities of volcanic ash can disrupt municipal water supplies, with known impacts to quality including: acidification, increases in turbidity and ionic concentrations. In addition, delivery systems may be blocked or damaged by hard and abrasive suspended ash and related ash-cleanup operations place extra stress on water reserves. The aim of this study was to characterise the key areas of vulnerability of farm water supplies to volcanic ashfall, and to identify management recommendations to reduce these. From literature review and case studies of farms impacted by the 1991 Pinatubo (Philippines) and 1991 Hudson (Chile) eruptions, key issues were: sedimentation of irrigation ditches and drinking water ponds, turbidity induced abrasion of sprinkler nozzles and water pumps, and damage to electric pumps (by ash on air-intakes). Building on this, we characterised the water-use regimes and water supply system vulnerability of eight case-study farms from across the North Island, New Zealand. From this, we propose an index system to evaluate the vulnerability of farm water supply systems. The key contributors to the vulnerability index include: water source, storage capacity, reliance on electricity, independence/interconnectedness of system elements, volume of water use and other load factors. These allow identification of key strategies for mitigating water supply vulnerability during prevention, preparation, response and recovery phases of a volcanic eruption.     

基于梯度分析法的长江上游水库群供水-发电-环境互馈关系解析

长江上游水资源耦合系统优化调控涉及供水、发电和生态需水等相互竞争、不可公度的调控目标。其供水-发电-环境互馈协变机制难以数学解析和刻画，多维目标效益均衡优化调控难以实施。为此，以多目标优化、运筹学理论及方法为基础，提出了基于梯度分析法的供水-发电-环境两两互馈关系研究方法。通过多目标约束优化方法求解长江上游水库群联合优化调度在供水-发电-环境目标空间的最优解集，并进行插值构造了供水-发电-环境互馈关系多维空间曲面，以此为基础，采用一阶差分近似求解供水对环境和发电对环境偏导函数值，以量化环境对供水变化和发电变化响应的梯度，进而解析环境-供水和环境-发电间互馈协变关系。该方法为水库群优化调度多目标互馈关系研究提供了一种新的思路。