黄河流域水资源配置研究与展望

黄河流域水资源合理利用和优化配置问题受到社会广泛关注。从20世纪80年代开始,相继开展了黄河“八七”分水方案制定和水量统一调度、新径流条件下分水方案调整、支流水量分配方案制定,以及变化环境下分水方案优化等一系列持续性研究,研究成果提升了黄河流域水资源优化调控和节约集约利用水平,实现黄河干流连续25 a不断流。面向黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的推进,从流域水循环和水资源演变、用水规律与需水预测、健康水平衡、流域地表水-地下水统一配置、多层级水网构建情况下水资源优化配置、应对极端枯水的水资源韧性调配、数字孪生黄河建设等方面,提出了适应环境变化和国家多层级水网构建下的黄河流域水资源研究和突破方向。

基于可视化分析的国内水库移民后期扶持问题的研究与展望

当前,我国正处在“十四五”规划中的水库移民后期扶持关键阶段,为了优化水库移民后期扶持工作,促进水库移民安置区的经济社会健康持续发展。研究选取中国知网(CNKI)数据库中的298篇CSSCI期刊论文作为分析样本,运用CiteSpace6.2.6知识图谱和CNKI可视化分析工具对298篇样本进行了统计分析。研究结果有效地揭示我国水库移民后期扶持问题研究的热点领域,并预示了未来发展趋势,为相关政策制定和学术研究提供了参考。

数字孪生嫩江防洪“四预”应用研究

推进智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的六条实施路径之一,水利部组织54家单位开展数字孪生流域建设先行先试工作。水利部松辽水利委员会围绕流域特色,以防洪为重点选取嫩江干流开展数字孪生流域建设先行先试工作。通过升级完善天空地一体水利感知网、搭建多源多级数据底板、建设模型库知识库、强化信息化基础保障等,构建基于数字化场景的防洪“四预”应用体系,有效提升了流域水旱灾害防御科学化、精准化水平,为防洪调度决策提供重要支撑,在2023年洪水防御工作中发挥了重要作用。

基于数值模拟的平原河网水质改善精准化引水方案研究

为探究引水工程对杭嘉湖平原河网城镇化地区的水质改善效果,以海宁市洛塘河圩区平原河网水系为例,针对平原河网水系流通性差与河流污染状况,通过MIKE11建立了洛塘河圩区河网水系的水动力水质耦合模型,提出并模拟不同引水方案,分析研究其影响机理,对不同方案的引水作用过程及其效果进行综合分析和比较。结果表明,合理选择引水地点和增加引水量对圩区水质改善作用明显,但相同情况下对初始浓度高的月份改善作用较弱;采用引水启停调度方案,短时间高流量间歇性引水,可更经济科学地使河网水质达到设计目标标准。研究结果可为平原河网区域水系综合整治提供参考依据。

基于“四水”转化模型的新疆开都-孔雀河绿洲农业节水潜力研究

为探讨绿洲水资源可持续利用模式,挖掘流域农业灌溉节水潜力,以新疆开都-孔雀河绿洲为研究区,基于“四水”转化模型分析农业节水潜力。结果表明:规划年平水年农业用水量为38.42亿m 3,较现状农业水量节约5.51亿m 3;生态用水12.38亿m 3,较现状增加3.98亿m 3,仍超出红线水量5.47亿m 3;在保持灌溉面积和种植比例不变的前提下,渠系水利用系数的提高对流域绿洲耗水量减少有显著作用;防渗能力的提高,减少了渗漏量,进而减少了非灌溉作物耗水量,故渠系水利用系数在灌溉节水和生态保护间存在一个阈值。研究成果为指导绿洲高效节水农业发展、地表水与地下水协同利用提供了指导。

GIS技术在洪水灾害中的应用研究综述

地理信息系统(GIS)是一种专用于处理地理和空间信息的计算机系统。当前,随着计算机技术的逐渐成熟,GIS技术的空间分析等特点对于水资源的规划与管理有着重要的研究意义,其中在洪水灾害中的应用是近年来研究发展的一个重点。通过GIS技术建立洪水模拟模型,进行预测预警,以此为防洪抗涝提出更加科学的决策建议,降低频发的洪涝灾害事件所带来的损失。该文针对其在洪水灾害中的预测、风险图绘制、模型建立及避险路线进行评述,提出当前存在的问题,并对今后GIS在洪水灾害中的应用进行展望。

大规模长路由工程涉河选址探讨

由于涉河基础设施的建设使河道岸线资源相继被开发利用,水利管理部门对岸线资源的保护愈发重视,对岸线开发利用活动的管控愈发严格。以连云港至淮安段的原油管道穿越新沂河工程为案例,本文详细分析了不同选址方案,并基于城市规划、环境敏感区、人口密集区、水域穿越等因素进行了综合比选。研究旨在提出一种系统性的选址决策方法,以最小化对环境和社会的负面影响,同时确保工程的安全和效率。

谱系群分析法在洮河大夏河流域水资源区划分中的分析应用

洮河大夏河流域位于黄河流域第一阶梯东部边缘一隅,属第一阶梯向第二阶梯的过渡地带。水资源时空分布在一定范围内的相似性就是变化与联系相互制约的结果。在洮河大夏河区域内选择15个降水量代表站,各站组合计算相关系数,然后采用逐次形成法依次进行连接合群,相关系数在一定置信水平下的临界值作为水资源区划群的划分参照。经区域站点相关性分析计算和流域对照,相关站点降水量呈现较好的相关性,计算的分区能较好的反映区域内各分区的降水量特点,与当地的降水特性,地形地貌及成雨条件吻合度较高,对水资源分区与计算提供了可行可操作的分析方法。

乌江水系在贵州境的分布特征与水资源开发利用状况研究

贵州省境内河流纵横,水资源丰富,乌江是贵州省最大的河流。通过对乌江水系主要河流在贵州境内的分布特征进行论述,对乌江贵州境内水资源开发利用现状进行分析,结果可见:乌江流域面积大,出露地层丰富,岩性差异性大,岩溶地貌发育,水文地质条件复杂,流域内水力资源蕴藏量丰富,其开发和利用较高,其对生态建设也造成不利影响,主要表现在开发目标追求经济效益,对环境效益产生负面效应;选址建库减弱淡化了河流原有的自我净化能力和修复能力;水资源的开发与利用在时空上布局不合理,引发系列生态环境问题。远期应加强乌江流域水资源保护和水源的优化配置,促进乌江流域水资源可持续发展。

塔里木河下游生态需水量分析

生态需水量的研究对流域水资源调配和生态保护具有重要作用。在分析塔里木河下游生态系统组成和耗水量的基础上,根据水量平衡原理,采用湿周法对塔里木河下游河道生态需水量、基流生态需水量、植被生态需水量进行了探讨,提出塔里木河下游大西海子水库以下河道生态需水量为0.965亿m^(3)、河道基流生态需水量为1.455亿m^(3)、植被生态需水量为1.095亿m^(3)。分析结论可为干旱区生态用水提供参考。

拜城县卡木斯浪河流域水资源开发利用状况及问题探析

为研究拜城县卡木斯浪河流域水资源状况,综合拜城县用水总量控制方案、流域卡木鲁克水文站来水情况与卡木斯浪河上的卡木鲁克引水渠首、米吉克乡亚塔什渠首和红旗北干渠引水渠首引水状况,对流域水资源开发利用状况进行分析,揭示水资源开发利用中存在的问题,认为流域水量供需不平衡,水资源仍然较为紧缺,建议远期应提高水资源的利用效率,增加水资源开发利用程度,加强流域水资源统一管理和科学调度,实现水资源的合理配置、高效利用和有效保护。

基于空-天-地高光谱的感潮河道水体盐度监测方法研究

珠江口河网区日益严峻的咸潮上溯威胁当地生产生活和生态环境。针对传统站点式咸潮监测方法的缺陷,本文提出了基于卫星-无人机-地面三种高光谱遥感观测的感潮河道水体盐度监测方法。由水色因子建立水体盐度反演模型;通过遥感高光谱数据反演水体叶绿素浓度,构建了水体盐度遥感反演模型;基于水体盐度、水体叶绿素浓度和筛选的三波段反射率关系,建立了珠海磨刀门水道盐度遥感反演模型,模型决定系数为0.70,拟合效果较好。大空间尺度河道水体盐度的反演,可作为感潮河网区咸潮动态的大范围监测依据。

潮白河(北京段)洪水资源化调度思考

本研究旨在探讨如何实现潮白河(北京段)洪水资源化调度。介绍了潮白河流域的现状,包括潮白河流域基本情况、潮白河流域洪水资源化调度的可行性以及当前潮白河流域主要水利工程概况,指出当前潮白河流域在洪水预报、水利基础建设、河道行洪、蓄滞洪区功能等方面存在的问题,讨论潮白河流域洪水灾害转化为洪水资源的对策和措施,包括增强水库调蓄洪水能力的科学性、前瞻性,建设流域洪水转资源的工程体系,完善流域水网工程体系,健全洪水资源化调度的法规体系。

基于RAGA的分布式水文模型参数分类优化方法研究

计算效率低及异参同效(局部优化)是分布式水文模型参数优化研究中存在的主要问题。本文基于RAGA(基于实数编码的加速遗传算法),提出一种分布式水文模型参数分类优化方法,将需要率定的参数根据物理意义分成若干类,逐类进行优化。这种方法可降低待优化参数的维度,一方面可以提高优化计算的速度,另一方面可以在一定程度上逼近全局最优,减少异参同效的问题。本文采用分布式水文模型WEP-L(Water and Energy Processesin Large Scale Basin)模型,针对黄河流域玛曲水文站以上区域1997—2000年逐月流量过程进行参数率定,并对2006—2016年系列进行验证。对比参数不分类优化方法,发现采用参数分类优化方法后,WEP-L模型参数优化的速度提高37%左右,纳什效率系数(NSE)从0.739提高到0.829。说明参数分类优化方法既可以节约时间,又可以保证优化算法的全局性,提高模拟的精度。

河湖幸福指数——文化之河评价研究

我国河流、湖泊众多,历史文化底蕴丰厚,水文化是中华文化的重要组成部分,同时也是我国水利事业发展不可或缺的精神元素,先进水文化更是建设幸福河湖所追求的最高境界。本文对文化之河的概念进行了初步解析,基于保护好、传承好、利用好和弘扬好水文化的原则,建立了文化之河评价的三级指标体系,并将指标体系成果应用于全国十个水资源一级区的文化之河评价中。整体看来,我国文化之河幸福河湖评价等级处于中等水平,长江区的太湖流域文化之河评价得分最高,达到中等偏上等级。文化之河距离实现“大河文明、精神家园”的最高目标尚有较大的差距。

双碳目标下黄河流域内流区水能牧生态治理一体化开发模式研究

2020年习近平总书记做出“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的庄严承诺,我国能源发展步入以“双碳”目标为导向、以构建新型电力系统为路径、以可再生能源高质量发展为核心的新时代。结合双碳目标和黄河流域生态保护和高质量发展对黄河流域再生能源的要求,以黄河流域内流区丰富的风能、光能、土地资源及邻近的黄河河谷及支流河谷具备建设大规模抽水蓄能电站的条件为基础,充分利用抽水蓄能电站灵活调节能力与风电、光电的出力互补特性,并结合光伏电站进行牧业开发,形成能牧一体化开发模式,可建成超亿千瓦级的清洁能源基地和2.2万hm2的牧业基地,总装机容量规模近3.86亿kW,年发电量超6 000亿kW·h,可养光伏羊约500万只,初步匡算每年可减少碳排放5.12亿t、减碳效益达215亿元。提出了所需水资源的解决途径,初步分析了建设能源基地的财务可行性。

黄河大北干流晋陕河段采砂管理研究

针对大北干流晋陕河段河道采砂存在的问题,根据防洪、河势、环境敏感区、涉河工程等对河道采砂的要求,进行三区划分,提出禁采区控制性指标和禁采期,充分考虑大北干流河道特点和泥沙补给情况,确定年度采砂控制总量,在充分吸纳各级河道管理部门采砂管理经验的基础上,研究提出采砂实施管理的措施和建议。

南秦水库水源地保护方案探析

基于南秦水库及其上下游的环境条件,采用野外调查和现场踏勘法,分析了南秦水库水源地可能存在的潜在威胁,探讨了南秦水库水源保护区范围划定和保护措施,提出南秦水库水源地保护方案和污染防治措施,一定程度上可确保南秦水库水源地水质安全,并可为类似城市水源区保护提供借鉴。

北京市河道水生态治理研究

基于城市河道水资源可持续利用的理论知识,梳理总结了河道水污染的特点和生态治理原则,结合北京市河道生态资源现状,分析了水资源可持续利用趋势,提出了生态治理的建议,可为制定相应决策提供参考。

沁蟒河流域(河南段)水生态承载力评价

为有效保护沁蟒河流域水生态环境,确定其水生态承载力迫在眉睫。采用驱动力-压力-抵抗力-状态-响应(driving-force pressure resistance state response, DPRSR)模型对2008—2018年间沁蟒河流域(河南段)水生态承载力进行了分析评价;之后采用Vensim软件构建与系统动力学模型相融合的水生态承载力系统动力学(system dynamics, SD)模型对沁蟒河流域(河南段)未来不同发展模式下(常规发展模式、综合发展模式、生态优先发展模拟)的水生态承载力进行了预测分析。分析结果表明:2008—2018年沁蟒河流域(河南段)水生态承载力处于临界偏好状态;综合发展模式下的水生态承载力分值处于临界可承载范围内,可兼顾流域生态保护和社会经济发展,推荐综合发展模式作为沁蟒河流域(河南段)水生态与经济社会可持续健康发展的最优方案。研究成果对区域水生态环境保护和社会发展战略制定具有一定的参考价值。