考虑调水和供水规则的水库优化调度

针对用于调节当地地表水资源的水库受多水源影响需要制订新调度规则的问题,考虑非常规水调蓄能力低的特点,在优先配置非常规水的基础上对受水区水库设置调水和供水规则,建立了考虑调水和供水效率的水库优化调度模型,并采用理想点法和遗传算法对调度规则寻优。将模型应用于威海市区米山水库,结果表明:与标准调度策略相比,优化后的水库调度规则使多年平均调水量减少2692.4万m^(3),多年平均弃水量减少417.5万m^(3),提高了天然来水和外调水的利用率;枯水年对外调水的依赖性高于丰水年和平水年,平均调水量仅减少398万m^(3);在该调度规则下,减少外调水量的同时增加非常规水的配置可将农业供水保证率从75%提高到88.4%。

黄山-米山断裂活动性及其对米山水库稳定性影响的评价

由野外观察资料证实 ,黄山米山断裂是挤压逆冲为主兼左旋走滑断裂。该断裂中更新世晚期以来没有活动 ,内部物质固结较好 ,且断裂不从坝区通过 ,对米山水库的稳定性不会造成大的影响。

黄山-米山断裂活动性及其对米山水库稳定性影响的评价

在野外考察和测量以及断层活动年代样品的采集和测定的基础上 ,通过室内的综合分析研究 ,查明了黄山 米山断裂的空间分布 ,鉴定了断裂的活动时代和运动性质 ,评价了断裂对米山水库稳定性的影响。研究结果表明 ,黄山 米山断裂呈南北向展布 ,分北、中、南三段 ;以挤压逆冲运动为主 ,兼有左旋走滑运动。黄山 米山断裂带物质固化胶结程度较高 ,地形地貌上无断层显示 ,没有断错Q2 以来的地层 (本区缺失Q1地层 ) ,对历史地震和现代地震不具控制作用 ,系非第四纪活动断裂 ;

气候变化和区外调水对米山水库水质的影响

通过局部加权回归的时间序列分解法和灰色系统GM(1,1)分解模型,对米山水库降雨和电导率动态特征进行分析。结果表明:电导率在2016年调水前主要受气候变化影响,数值呈现稳定中略有波动的状态,在2016年调水后快速增大,并于2017年达到最大值后处于稳定波动状态,此时电导率同时受气候变化和区外调水的影响;GM(1,1)分解模型对自然状态下电导率的模拟值与实测值整体拟合较好,模拟精度较高;将模型外延,得到2016—2019年区外调水造成的米山水库电导率的增加量分别为自然状态下电导率的1.85~2.01、 2.17~2.38、 2.19~2.40、 2.09~2.28倍,说明区外调水对米山水库电导率的变化具有主要控制作用。

基于电导率的米山水库水质演变分析

以具有胶东调水工程末端调蓄功能的米山水库1987—2019年长系列水文及水质监测资料为基础,分析水体电导率的变化趋势及其影响因素。结果表明:受调水影响,2016—2019年米山水库水体平均电导率较1987—2015年的增大了1.56倍,达到858μS/cm,氯化物、硫酸盐和钠的浓度也明显增大,并且与水体电导率变化趋势一致;水体电导率受降雨量、客水水质、调水周期和调水量的综合影响,呈现汛期减小、非汛期增大的周期性变化趋势;水体电导率年均值与降雨量呈负相关,而与外调水量、客水水质呈正相关。

三种水质动态预测模型在米山水库的应用与结果对比

【目的】分析不同水质预测模型的预测精度,探寻最优的水库水质预测方法。【方法】分别构建了季节性差分自回归滑动平均模型(SARIMA)、霍尔特-温特(Holt-Winters)模型和长短时记忆(LSTM)神经网络模型,利用米山水库2012—2018年的月平均电导率观测数据对模型进行训练,利用2019年月电导率实测数据对模型进行验证,考察3种预测模型的准确性和稳定性。【结果】SARIMA模型和Holt-Winters模型仅能考察水质数据的时序演化趋势,预测精度较低;相比之下,LSTM神经网络模型能同时考察水质数据的时序演化趋势及不同时刻之间的前后依赖关系,具有较强的非线性映射能力,预测精度最高。【结论】LSTM神经网络预测模型仅在电导率值突变处误差相对较大,但整体预测效果较为理想,因此在水质预测中更加具有推广价值。