水库径流调节对水文干旱的影响分析

对水文干旱研究做了简要综述,在此基础上,分别探讨了不考虑径流调节和考虑径流调节情况下的水文干旱分析方法.利用人工生成径流系列,以实际需水量作为截断水平产生干旱事件,得到了天然水文干旱的统计特征,主要包括不同频率(重现期)的水文干旱烈度、历时和强度;考虑水库系统对径流的调节作用,在水库采用SOP运行规则下,分析了径流调节下的供水系统水文干旱和判断依据,得出了考虑径流调节下的水文干旱统计特征.对两种情况下水文干旱统计特征进行对比分析,定量刻画了水库径流调节对水文干旱的影响.     

非参数方法在干旱频率分析中的应用

运用非参数核密度估计方法研究干旱发生的联合概率、条件概率和重现期等干旱特征,以宁夏盐池站的月降水为例,应用单变量核概率密度函数估计干旱历时D的边缘分布,进行参数方法和非参数方法的拟合效果比较。在此基础上,采用双变量核概率密度函数估计方法构建了历时D与烈度S、历时D与峰值P的两变量联合概率分布,并计算了联合分布的重现期、条件概率与条件重现期。结果表明:与参数方法相比,非参数核密度估计方法能够描述干旱历时D、烈度S和峰值P两两之间的联合分布,是研究干旱频率的另一种新途径。     

枯水流量计算与预报方法综述

一、前言城市供水、河流通航、水库运行、环境质量和水利工程管理等都与枯水流量的大小密切相关,它虽然不如干旱、洪涝、地震等灾害与人们的关系那么直接和强烈,但枯水流量制约工农业发展和人们日常生活,充分认识和认真研究河流的枯水流量及其特性是十分重要的。枯水流量是指在给定时段内,通过河流某指定断面的水量大小,其历时决定于以下两个条件:(1)     

干旱频率分析研究进展

从干旱定义与识别、点干旱频率分析和区域干旱频率分析3个方面系统阐述了干旱频率分析研究进展和存在问题,归纳了适用于干旱频率分析的干旱定义,干旱识别存在的主要问题以及区域干旱频率分析研究的3种途径。提出综合利用研究区域水文气象特性、干旱成因、旱情、旱灾,并结合前期的大气环流条件等信息来描述和识别干旱,重点开展对干旱特征变量的理论分布、干旱事件重现期公式和经验频率公式等基本理论的研究,关注区域干旱频率分析,注重对径流、土壤水、地下水和供水系统的干旱特性分析。     

基于多元Copula函数的引滦水库径流丰枯补偿特性研究

研究引滦水库的天然来水系列之间的丰枯补偿特性,以期优化滦河中下游水库群联合供水的调度及合理配置该区域水资源.通过运用三元Copula联结函数构造了潘家口水库、陡河水库和于桥水库年入库天然径流系列的三维联合分布,然后利用此联合分布计算了这3个水库年天然来水量丰枯遭遇的概率.结果表明,3个水库径流系列的丰枯同步概率高达46.96%,潘家口水库对陡河水库和于桥水库不具补偿能力的概率为30.2%;为保证天津、唐山等地的供水安全,必须加强引滦水库群的优化调度,充分发挥各个引滦水库的调蓄功能,以降低不利丰枯遭遇带来的影响.     

椭圆型Copulas函数在西安站干旱特征分析中的应用

本文研究了干旱发生的联合概率、条件概率和重现期等干旱特征.以陕西省西安站月降水为例,应用Meta-Gaussian Copula和Student t Copula构造了干旱历时、干旱烈度和烈度峰值的联合概率分布,并进行了多变量分布拟合优质评价及拟合检验,在此基础上计算了联合分布的重现期以及2变量和3变量情形下的条件概率与条件重现期.研究表明,Meta-Gaussian Copula可以描述干旱历时、干旱烈度和烈度峰值三者的联合分布.由于多元联合分布可以考虑到多个变量之间的不同组合,能够求得不同干旱历时、干旱烈度或烈度峰值下的条件概率和条件重现期,因而能够更加全面客观地反映干旱的特征.     

跨流域引水受水水库最优调度决策的理论分析

针对跨流域调水工程的实时调度决策问题,考虑受水水库的供水效益与引水成本,建立受水水库实时调度的理论分析框架,制定最优引、供水决策,分析预报不确定性对调度决策的影响,提出预报信息可利用准则。辽宁省大伙房应急入连工程的应用表明:若受水水库可用水量较少,引水后水库当前时段供水效益与时段末蓄水效益均增加,最优决策满足引水边际成本、供水边际效益与蓄水边际效益三者相等;随受水水库可用水量增多,水库按需供水,引水仅提升蓄水效益,最优决策使引水边际成本等于蓄水边际效益。若水库期望蓄水量较小,水库缺水概率较大,预报信息可利用性取决于可接受缺水风险;反之,水库弃水概率较大,预报信息可利用性取决于可接受弃水风险。     

跨流域联合供水水库补偿特性研究

跨流域水库补偿特性主要包括水文补偿特性与库容补偿特性两个方面,以大连市两座重要的供水水源碧流河水库、英那河水库为例,运用Copula函数分析了碧流河水库、英那河水库天然入库径流年系列、汛期系列、非汛期系列的丰枯遭遇概率,采用统计学方法分析了两座水库连续枯水系列年的遭遇情况。并建立了考虑外调水源的碧流河、英那河水库联合优化供水调度模型,模拟得出了规划水平年水库供水量与下泄水量,利用两座水库长系列调节历年下泄水量之间的对应关系对水库库容补偿特性进行了分析。研究成果可以为大连市境内水系连通规划提供一定的依据,水库补偿特性研究方法也可为其它类似工程规划提供借鉴。     

区域气象干旱评估分析模式

为应对全球范围内日益严重的干旱问题,对区域气象干旱相对完整的评估分析模式开展了探讨。提出了从区域气象干旱识别到干旱特征值计算,再到干旱特征多变量分析的3个分析评估步骤。并以渭河流域为例,对研究区域进行了矩形干旱评估单元划分,选取了RDI（Reconnaissance Drought Index）为评估指标对区域内各单元各时段的干旱状态进行了识别,结果与历史记载的干旱年份吻合较好。分别采用了分布拟合、相关系数和Copula函数等统计学方法对区域干旱的干旱特征值（干旱历时、干旱面积、干旱强度和干旱频率）进行了特征分析,得出了一系列的单变量、双变量及多变量特征分析对比结果。通过对各类分布函数的计算和绘图,得到了渭河流域干旱事件发生的条件概率和重现期,形成了一套相对完整的区域干旱评估分析模式。     

气候变化对共水系统可靠性,回弹性,脆弱性影响的区域评价

研究气候变化对水资源系统的影响通常是建立详细的月水文、气候和水库运行模型来对特定的供水系统进行模拟。这些研究结果只适用于被研究的供水系统。本文旨在建立一个区域水文气候评价模型，并研究该模型所带来的巨大潜力。这样的模型适用于在更大的地理范围内确定气候变化对供水特性的影响情况。     

Water-deficit-based drought risk assessments in Taiwan

Taiwan is located in Western Pacific and receives approximate 2,500?mm rainfall per year. Suffered from inadequate water supply during prolonged and severe droughts, assessing drought risk becomes one of the key tasks of water-resources planning and management in Taiwan. Well-prepared drought mitigation measures require assimilation of physical environment of droughts and human socioeconomic factors. An index-based approach is presented in this study to evaluate drought risk at municipal scale in Taiwan for current status (2008) as well as future scenarios (2021). A multiplicative formula links drought hazard (frequency, duration, and severity of droughts), drought exposure (water use), and drought vulnerability (unreliable water supply) to determine drought risk. This approach quantifies the spatial distribution of drought risk and is able to deal with future changes of water use and water-supply source and to examine their influences on drought risk assessments. The results reveal that the regions that are at great risk in the future are those regions already threaten by drought currently. Changes of future water use and water-supply source would not significantly alter spatial distribution of drought risk and ranking order among regions. These results present a basis for future water-resources planning and economic developments for each municipal region.     

Water-management failure under complex hydrogeological conditions in the Kolubara District, Serbia

The design of the Rovni Lake reservoir in the Kolubara District, western Serbia, is the basis for the regional water-supply system there. The design was promoted as an example of integrative and sustainable water management, with regard to the planned provision for long-term municipal water supply in the Kolubara region, as well as for the regulation of the downstream river flow. Hydrogeological analyses, however, have indicated three key issues that contest this sustainable water-management model: (1) the capability of the available groundwater sources to fully meet the drinking water demands in the region, (2) a pronounced risk of water loss from the reservoir, and (3) a pronounced risk of karst aquifer contamination. The Rovni project ignores the hydrogeological properties of a karst aquifer and thereby needlessly threatens the groundwater resource. Hence, modifications to the project are recommended in order to mitigate or eliminate the most significant construction and ecological risk factors and to improve sustainable exploitation and integrative water-resource management.     

洮儿河扇形地修建地下水库可行性研究

利用大量实际资料,采用GMS软件建立了白城市洮儿河扇形地立体地质模型,系统研究了区域水文地质条件,应用Surfer软件,采用含水层体积法和水层厚度法计算了地下水库的储存空间,采用动态资料推求、野外试验和室内实验等多种方法确定了主要水文地质参数,重点分析计算了洮儿河扇形地作为地下水库的储水空间、补给水源和调蓄能力,讨论了在该区修建地下水库的可行性及其效果,提出扇形地地下水库设计与建设的有关建议。     

基于水库群预报调度的黄河流域干旱应对系统

为有效应对日益严重的流域干旱问题,有必要开展面向干旱全过程的黄河流域干旱应对系统研究。基于干旱演变过程设计了干旱指数,通过天气预报模型、回归分析等进行干旱、需水与径流预报;设置多年调节水库旱限水位,实现水资源年际补偿;识别洪水和泥沙分期特征,采用分期汛限水位增加洪水资源利用量;建立了梯级水库群协同优化调度模型,调配抗旱水源。算例结果显示:黄河流域干旱应对系统能够平衡年际间的干旱损失以避免重度破坏,与实际情况相比,在重旱的2014年增加抗旱水源22.40亿m^3。建立的干旱应对系统已应用于黄河流域抗旱实践,提升了流域应对干旱的水资源调控能力。     

水库防洪等蓄量优化调度模型及应用

等蓄量法是中国水库防洪规划与实时调度中常用的调度方式,其3个参数（等蓄流量、起蓄流量和等蓄历时）一直采用试算方法推求。以等蓄流量为输入参数,引入蓄放水0~1状态变量,定义了逐时段水库蓄水量之和最小的线性目标函数,并设置蓄水状态连续性约束解决等蓄历时的推求,建立了水库防洪等蓄量优化调度的0~1整数线性规划模型（RFEV-ILP）。通过亭子口水库应用表明,该模型算法稳定,与理想补偿调度方式计算的防洪库容相差不足1%。该优化模型不仅可以推求防洪库容、起蓄流量及等蓄历时与等蓄流量之间的数值关系,而且能较好地揭示防洪风险与等蓄流量之间的关系、防洪控制点距离水库的远近对等蓄流量可选范围及相应采取防洪策略的影响。     

水库多目标供水调度规则研究

已有的水库供水调度规则研究偏重于单一目标供水,对于有着不同优先级和保证率的多个供水目标的研究不足.设计了一种水库多目标供水的调度规则,该规则能分别处理不同的供水目标,保证各项用水不发生深度破坏,在此基础上寻求累积缺水最小的调度目标.一种混合模拟和遗传算法的模型被用来对该规则的参数进行优化,在搜索规则最优参数组合的过程中遗传算法显示出很好的优化性能.实例研究检验了提出的供水调度规则的合理性.     

A quantitative approach for hydrological drought characterization in southwestern China using GRACE

A quantitative approach for hydrological drought characterization, based on non-seasonal water storage deficit data from NASA’s Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite mission, is assessed. Non-seasonal storage deficit is the negative terrestrial water storage after deducting trend, acceleration and seasonal signals, and it is designated as a drought event when it persists for three or more continuous months. The non-seasonal water storage deficit is used for measuring the hydrological drought in southwestern China. It is found that this storage-deficit method clearly identifies hydrological drought onset, end and duration, and quantifies instantaneous severity, peak drought magnitude, and time to recovery. Moreover, it is found that severe droughts have frequently struck southwestern China in the past several decades, among which, the drought of 2011–2012 was the most severe; the duration was 10 months, the severity was ?208.92 km³/month, and the time to recovery was 17 months. These results compare well with the National Climate Center of China drought databases, which signifies that the GRACE-based non-seasonal water storage deficit has a quantitative effect on hydrological drought characterization and provides an effective tool for researching droughts.     

山东省济宁城市应急供水水源地研究

近年来,随着城市人口的不断增加和城市工业经济的快速发展,对水资源的需求量日益递增,供水问题更为严峻。开展济宁城市应急供水水源地研究对于提高城市在特枯年或连续干旱年及污染事件突发时的供水能力和饮用水安全保证程度,构建城市水资源战略储备体系,保障城市供水安全具有重要现实意义。     

综合利用小水库群简易优化调度

提出一种以弃水量最小为目标函数的水库群简易优化调度方法──动态空库系数法。任一时刻某水库的空库系数反映该水库在该时刻的蓄水能力和供水能力。本法用时段初各水库空库系数的大小决定水库群的蓄放水次序,在满足约束条件下,时段末保持各水库的空库系数相等,由此尽可能地拦蓄径流,使弃水量最小。