永定河流域多水源配置与水库群优化调度

针对流域水资源系统中以“面”为主的多水源配置和以“线-点”为主的水库群调度耦合问题,提出多水源配置与水库群优化调度相耦合的二层结构方法。以永定河流域为研究实例,提出包括供水规则、引水规则、多水源供水策略以及共同供水任务分配策略的多水源配置与调度规则,以此建立多水源配置与水库群优化调度模型,分析多水源供水和不同需水情景下的调度方案,以及最优方案下的供水效益。结果表明：永定河流域考虑本地水、引黄水、南水北调水和再生水的多水源供水与节水相结合的情景方案为最优方案,生活用水保证率均大于99%,工业用水保证率均大于97%,灌溉分区供水保证率为76.7%～90.2%(除桑干河上游外),三家店断面生态供水保证率为96.3%;通过多水源供水和节水策略,可以极大地改善用水户的供水效益和保障三家店断面生态水量需求。本文方法可为流域多水源配置与水库群优化调度研究提供借鉴。     

西安地区水库供水调度研究

针对西安市严重缺水问题,首先采用月流量延时曲线和月流量超越几率曲线分析了西安地区地表水源的水文特性;其次通过水库群联合仿真调度和无水库调度两种方式为西安市供水,以供水保证率和缺水指数为评价指标,评价西安市供水水平,结果显示:①无水库调节是无法满足西安市的现状用水;②三库联合仿真调度在2030年时,年平均弃水量仍高达2亿m3,说明该区水资源开发还有一定的潜力.     

渭河干流生态调度途径及其保障机制研究

通过对陕西省渭河流域的水资源现状及工程调度能力的分析,提出实现渭河干流关键断面最小生态流量目标的七大调度途径。建立陕西省渭河流域水量调度模型,得到不同水量调度情景下的水量供需情况及断面生态需水的保证程度,结果表明渭河干流生态调度途径对于调高河道内生态环境用水保证程度是可行的。     

水库群联合优化调度研究进展与展望

系统阐述了线性规划、非线性规划、网络流、大系统、动态规划、启发式算法等主要的水库群联合优化调度方法,对近年来国内外水库群优化调度理论及应用进展进行综述;重点分析了库群联合调度的基本原则、目标函数、优化算法及在防洪调度、兴利调度和多目标调度中的应用;展望了水库群联合优化调度的多目标技术,决策支持系统和效益分配等研究的方向。     

大规模跨流域水库群供水优化调度规则

针对大规模跨流域供水水库群联合调度中调水、引水、供水三者之间的复杂性、动态性和不确定性的特点,在二层规划模型的基础上,应用博弈论原理,建立跨流域水库群供水调度规则的三层规划模型,提出调水规则、引水规则和供水规则相结合的跨流域水库群优化调度规则,从深层次揭示跨流域供水水库群之间的主从递阶层次的独立性及相互关联性;并应用基于免疫进化的粒子群算法对模型进行分层优化求解。以滦河下游跨流域水库群为对象进行研究,计算结果表明:① 减少了水量损失,提高了水资源的利用率;② 提高了供水区唐山、天津的供水保证率,降低了缺水破坏深度。     

基于多目标分析的库群系统分解协调宏观决策方法研究

应用多目标和大系统分解协调方法对串联水库群水量宏观优化调度问题进行分析和研究,建立了基于多目标分析的库群系统分解协调宏观决策模型,并进行了实例计算,结果令人满意.     

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。     

面向生态的额尔齐斯河水库群中长期调度

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。     

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。     

水库群防洪调度的逐次优化方法

针对防洪系统的具体问题,分析了并联水库群下泄流量与河道防洪控制点洪峰流量之间的内在联系,根据“先泄、后蓄、再分洪”的一般洪水调度原则,提出了水库群拱水调度模型及其逐次优化解法。该方法成功地实现了水库群之间以及水库群与区间汇流的错峰,为洪水实时调度及防洪系统规划提供了一套简捷、高效而又符合实际的模型和解法。     

黄河下游输沙水量研究综述

对输沙水量的计算方法,黄河下游汛期、非汛期输沙水量的研究现状,水库对输沙水量的影响,输沙用水总量的研究现状等方面分别作了回顾。分析指出,输沙水量与来水含沙量、来水流量、河道冲淤、河床前期条件等有关。黄河下游各时期输沙水量不同,汛期最小,其余依次为非汛期、冬三月、凌汛期。水库调水调沙的同时也改变着黄河下游的输沙水量。利用水库群调水调沙,使小浪底水库以造床流量、高含沙水流输沙,是目前推荐的黄河下游节水减淤高效输沙入海的主要方式。提出了一些有待进一步研究的问题。     

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。     

梯级水库群联合优化调度函数研究

构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的"优化-拟合-再优化-随机仿真"框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2.03亿kW·h,增幅达2.79%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1.74%和2.36%,经济效益显著。     

水电站水库群模糊优化调度模型与目标协调－模糊规划法

利用大系统和模糊数学规划理论与方法,分析和探讨了水电站水库群模糊优化调度问题,建立了水电站水库群模糊优化调度模型,提出一种目标协调-模糊规划(IB-FP)法.理论分析和实例计算表明,所建立的模糊优化调度模型和提出的IB-FP法是可行和有效的.     

渭河中下游漫滩洪水补充河道生态用水浅析

寻求在水库、灌区、水电站等常规水量调度方式之外补充河道生态用水的新途径,改善渭河中下游水环境现状,在渭河中下游主要控制站生态缺水量分析的基础上,对各站1961-2010年共50年的漫滩洪水进行统计及洪量计算,探讨漫滩洪水补充河道生态用水的方案。结果表明:渭河中下游漫滩洪水发生的频率较高,且水量非常可观,利用现有可用低洼地蓄滞漫滩洪水对河道生态用水有一定的补充作用,可将漫滩洪水作为河道生态用水的一种非常规水源进行利用。     

线性规划在灌区用水管理中的应用

采用流速仪测量渠道流量的灌区,在其测流及水量计算过程中,由于测验断面或人为因素,不可避免地存在着一定误差,有时出现上游测站水量小于下站水量或站间计算配水量明显偏大、偏小等不合理现象.应用线性规划理论中的修正单纯形法,提出水量平差模型,对不合理的测站水量进行修正,以提高配水统计和配水调度的精度.通过在位山灌区的实际运用,取得了明显效果,灌区配水调度也因此实现了由经验定性决策向科学定量决策的过渡,提高了用水管理水平.     

水库群防洪联合调度研究综述及展望

在介绍了水库群防洪联合调度研究意义的基础上,从常规方法和系统分析方法两个方面综述了国内外的研究进展,并对今后的水库群防洪联合调度研究进行了展望。     

引硫济金工程输水效率及水资源优化利用分析

甘肃省金昌市人均年占有水资源量远低于全国和全省水平,是全国108个重点缺水城市之一和13个资源型缺水城市之一,跨流域调水是缓解金昌市水资源供需矛盾的有效措施。引硫济金工程作为解决金昌市工业和城市生活用水的跨流域调水工程,有效调蓄调度利用水资源对满足金昌市水资源需求具有重要作用。本文对引硫济金输水工程沿线五个关键控制点用水组成和输水效率进行分析,采用水量平衡原理和数理统计的计算方法确定引硫济金工程综合输水效率,提出水资源优化利用相关措施。结果表明：引硫济金工程综合输水效率为0.635,可通过加强对地表水、泉水、地下水及外调水等多种水源的联合运用、引导全社会节水并鼓励污水循环和重复利用、加强输水渠道的管理维护、减少跑冒滴漏及区间损失、调整产业结构和农业种植结构、规范水资源费征收管理等多种措施,提高用水效率对缓解金昌市水资源短缺矛盾十分重要。分析结论为金昌市水资源科学管理提供技术依据。     

基于节水优先和工程布局调整的塔里木河流域节水潜力

为挖掘寒旱区内陆河流域的节水潜力,论证山区水库替代平原水库的可行性,以塔里木河三源流阿克苏河、叶尔羌河、和田河及其干流(简称“三源一干”)为研究对象,在“节水优先”治水方针的指导下,考虑源流区山区水库群、干流区平原水库群以及各行业用水需求,建立并求解了现状水平年和远景水平年的水库群联合调配的模拟与优化模型。结果表明：水库群调度节水的关键在于降低河道内及平原水库库区中无效的蒸发渗漏损失;2035年远景水平年,通过山区水库群联合优化调配的最大节水潜力为2.46亿m³;制定了源流山区水库替代干流平原水库的布局方案,即结然力克、大寨、其满、帕满、喀尔曲尕和塔里木等6座平原水库的兴利库容分别可削减17%、17%、17%、33%、100%、100%,该方案在保障塔里木河干流供水任务情况下可增加0.21亿m³的节水潜力。研究成果为实现流域水资源科学调控、保障区域水安全和生态安全提供了理论与技术支撑。     

福建省洪水预警报及闽江水库群联合调度系统

介绍了福建省洪水预警报系统通信、计算机网络、信息传输等关键技术和建设情况，以及闽江流域水库群调度软件系统的关键技术和功能。