南水北调中线工程受水区年度水量分配方法研究

南水北调中线一期工程已正式通水运行近10 a,随着受水区各省(直辖市)配套设施不断建成,水量消纳能力逐步提高,在水源区供水有限的情况下,受水区之间竞争性用水问题日益突出。基于南水北调中线工程设计成果,提出一种基于受水区各省(直辖市)设计多年平均分配比例的南水北调中线工程年度水量分配方法。该方法将可调水量按各省(直辖市)设计多年平均分配比例进行分配,所得结果为各省(直辖市)的年度可调水量初始分配值,进而取该值与该省(直辖市)用水计划建议的较小值作为其年度分配水量;最后以南水北调中线工程可调水量80亿m^(3)为例开展计算。结果表明:根据受水区4省(直辖市)用水计划建议分析水量分配面临情况,提出北京市、天津市、河北省、河南省分配的水量分别为10.4亿,8.56亿,28亿,30亿m^(3)。该方法可为南水北调中线工程年度水量调度计划编制提供参考,为保障工程效益的发挥提供支撑。

南水北调东线工程江苏段水资源调配研究

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95%3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。

南水北调中线工程水资源市场联动定价配置机制研究

配置机制是影响水资源配置效率的关键因素之一,为进一步提高南水北调中线工程水资源配置效率,采用均衡分析方法,探讨了目前配置机制存在的内生节水激励不足、市场均衡难以实现、水资源稀缺性体现不充分、市场化生态补偿机制不健全等问题,提出了包含供给侧市场、需求侧市场、受水区同一地级市内水权交易市场、受水区不同地级市间水权交易市场的南水北调中线工程水资源市场联动定价配置机制,并分析了各市场的运作机制及价格联动机制。为规避市场机制失灵,从政府监管和工程技术支持两个方面提出了新机制有效运行的保障措施。

智慧水资源管理与调配应用评价指标体系构建

为了推进智慧水资源管理与调配应用的发展,根据水利业务应用中预报、预警、预演、预案的特点,按照可获取性、可量测性、可代表性的原则,结合《“十四五”智慧水利建设规划》中水资源管理与调配应用的主要内容,构建由3个一级指标、9个二级指标和24个三级指标构成的智慧水资源管理与调配应用评价指标体系,提出指标计算方法,并对南水北调中线工程进行实例研究。结果表明,南水北调中线工程智慧水资源管理与调配应用的总得分为84.9分,为良好等级,一级指标中水资源管理应用得分最高,为95.3分,水资源调度应用得分为81.5分,数字化场景应用得分偏低,为70.8分,亟需改进。

基于生态景观理念的水利工程设计研究

为了在水利工程设计中整合生态理念,依据3类指导思想,提出了强化“水”龙头、修复“水”生态、激发“水”活力、打造“水”品牌等4种生态景观思路,将这4种生态景观思路与传统的水利工程设计相融合,并以鄂北水资源配置工程作为实践案例进行验证,运用Delphi法进行效果评估。结果表明:这4种生态景观思路可有效发挥水利工程的生态景观价值,为水利工程高质量设计提供了新的方向。

基于人工神经网络的长期径流预报模型研究

调水工程供水效益的发挥主要取决于引水过程与受水区本地径流过程的有机结合。为了预测水库未来径流信息,指导供水工程调度及实现水资源高效配置,以鄂北地区水资源配置工程受水区的封江口水库为研究对象,利用BP神经网络对非线性混合回归模型进行年、月尺度的长期径流预报。结果表明:利用该方法得到的年尺度长期径流预报确定性系数为0.790,相对均方根误差为20.7%,预报合格率为66.7%;与降雨-径流相关曲线法预报结果相比,该方法确定性系数提高了9.6%,相对均方根误差降低了18.8%,预报合格率提高了11.9%。月尺度长期径流预报确定性系数为0.714,相对均方根误差为77.6%,预报合格率为52.8%,亦优于降雨-径流相关曲线法预报结果。利用人工神经网络进行水库长期径流预报可提高精度。

鄂北地区水资源配置工程一期供水成本及水价问题研究

以鄂北地区水资源配置工程为例,结合工程供水成本测算、供水价格测算、价格方案建议等,分析工程水价制定过程中存在的问题及成因,突出反映了工程初期运行供水成本高、贷款偿还及运行压力大、受水区现行水价偏低等主要矛盾,并提出了解决这些问题的对策与措施,可供相关管理决策者及定价部门进行参考,同时对其他长距离调水工程的供水定价工作也有借鉴价值。

向斜储水构造隧洞开挖涌水塌方治理研究

为研究经济有效的隧洞涌水塌方治理技术,以鄂北地区水资源配置工程凤凰寨隧洞为例,分析其出现涌水塌方事故的原因,采取排堵结合,排水减压,超前小导管和拱架等措施进行治理,并通过变形监测验证该方案的有效性。结果表明:围岩变形量小于规范允许最大相对变形值,隧洞趋于稳定;所采用的短开挖、强支护处理方法可有效限制破碎围岩变形。研究成果可为类似输水隧洞塌方涌水处理方案的制定提供参考。

基于模糊理论的引水隧洞围岩快速分类研究

为了实现鄂北工程长距离引水隧洞施工期现场围岩快速分类,引进模糊理论构建了围岩快速分类模糊综合评价模型。首先采用层次分析法确定影响因素权重,然后在地质观察和地质素描的基础上,结合室内和现场试验数据,制定单个影响因素分类标准,构造合理隶属函数或赋值隶属度,最后利用软件编程进行模糊逻辑运算,从而实现围岩快速判别。结果表明:该方法减少了人为主观影响,大大缩短了围岩初期支护决策时间,实现了围岩快速分类;工程实践应用及与HC法的比较分析结果验证了该方法的可行性和合理性。

基于系统仿真理论的南水北调东线水量调度

南水北调东线工程是多水源、多用户、多调节水库的大系统 ,系统的可靠性至关重要。本文运用系统仿真理论建立了该工程的水量调配仿真系统和水量调度模型。采用模糊数学的理论将多目标函数转化为单一目标函数求解 ,进行了水量调配计算 ,并且引入了基于数理统计的拉偏试验方法进行仿真试验分析。试验结果表明计算所得东线工程调度过程合理 。

南水北调中线工程对湖北省的影响分析

南水北调中线工程是指从汉江的丹江口水库引水供给华北地区 ,同时考虑鄂、豫两省汉江唐白河流域和淮河流域的需水要求的战略性工程 .汉江中下游地区是湖北省的粮仓和重要的产业基地 ,是汉江流域经济发展的中心 ,但由于调水的影响 ,汉江丹江口以下的流量及季节性分配将发生变化 ,航运、水质、农业灌溉、工业生产以及城市发展等将受到不同程度的影响 ,直接关系到湖北省在 2 1世纪的持续发展 .

基于变异性范围法(RVA)的河流生态流量估算

河流生态系统的生物组成、结构和功能依赖于河流水流的天然动态变化特征,即河流水文情势。变异性范围法(Range of Variability Approach,RAV)被广泛应用于评估河流生态系统是否得到维护。将RVA法的思路扩展到生态流量的计算,提出了一种简便、立足整体河流水文情势的生态流量估算方法。该方法使用均值与RVA阈值差计算了生态流量值,为维持河流健康生态系统提供支持。将该方法应用于南水北调西线一期工程中泥曲河的生态流量估算,得到引水坝址仁达处年可调径流量为6.44亿m3,与其他生态需水估算方法的结论基本一致。另提出了可支配系数反映河流流量可调用状况。南水北调西线一期工程计划从泥曲调水8亿m3·a-1,从RVA法的理念来看,该方案对仁达至朱巴河段的生态系统将构成威胁,需谨慎实施。

南水北调东线受水区水资源优化配置模型

南水北调东线工程是我国南水北调总体布局中的重要组成部分,对其水资源进行优化配置将缓解受水区的水资源短缺问题及促进该区域的社会经济发展。根据南水北调工程东线受水区的特点,将其划分为3个子区5、个用水部门,选用国内生产总值最大、区域总缺水量最小、区域重要污染物排放量最小为目标,以水源可供水量、水源至用户的输水能力、用户需水量、区域协调发展等为约束条件,结合水源供水次序系数、用户用水公平系数、需水量、水源供水量等参数,共同构成了该区域的水资源优化配置模型。通过对模型的计算结果进行分析发现,在2010年和2030年,南水北调东线工程受水区的各用水部门中,生活、环境、航运、工业用水都可以满足,只有农业用水出现短缺;南水北调工程东线受水区水资源利用与经济发展协调度较好,而经济发展与环境保护之间的协调较差,整个区域资源、经济、环境的协调性一般。

跨流域调水工程水量配置与调度耦合方法研究

以实现外调水总量分配和工程运行调度的耦合为目标,通过构建外调水工程与本地水系统的整体框架,分析跨流域调水配置与工程调度的关系,建立从配置到调度的耦合模拟模型,提出从区域水量配置到工程调度的方案。在给出调水总量配置方案后,分析在工程运行约束条件下的水量配置实施过程,对不合理的水量配置进行检验反馈,通过外调水与本地水补偿配置调度耦合算法对可行的水量配置进行优化,提出区域工程调度方案。将模型应用于南水北调东线的外调水配置调度,结果表明:跨流域调水配置模型进行受水区水量分配,Res-Sim水力学模拟模型考虑不同输水工程段,两个模型通过渠段与受水区的关联建立了数据映射关系,实现了从配置总量到调度需求的耦合;耦合模拟模型可以将中长期尺度的配置成果和短期尺度调度模型有机结合,将配置成果分配到调水工程的工程节点,并对其运行进行优化。研究成果可以为水量配置和调度的集成化研究提供借鉴。

南水北调对长江流域水资源承载力的影响及水资源优化配置方法

南水北调工程规模空前、影响面广,对促进华北及西北地区经济发展、环境改善是很有利的。但调水也将对水源地的水资源状况产生各种影响,水环境承受压力的增加会降低长江流域水资源承载力并可能制约长江流域经济的协调持续发展。本文在肯定南水北调巨大经济、环境效益的基础上,综合评价了调水工程,分析了调水带来的负面影响,特别是长江流域调水后水资源承载力因子的变化,并提出了减小负面影响的对策及水资源优化配置方法,

南水北调东线第一期工程供水成本分摊与核算

随着南水北调东线第一期工程建成并发挥效益,制定和实施合理的水价,用经济手段促进对南水北调工程调水、当地地下水和地表水的合理使用已迫在眉睫。而分摊和核算供水成本正是制定水价的核心和关键。该文对与调水工程供水成本分摊和核算相关的分段、水量数据、供水成本项目、成本分摊等问题进行全面深入的探讨,首先沿供水路线将整个南水北调东线一期工程分为20个区段;经由水量分配确定了20个区段的净增供水量和考虑供水损失的折算水量数据;从会计核算角度确定供水工程供水至各受水区,各省、市分水口门的成本项目构成,并对供水成本进行核算,南水北调东线第一期工程全段总成本费用255451.61万元;最后通过功能间,新旧供水间和区段间的三级分摊,核算得出各段应承担的成本费用和单方水成本,全段平均单方水成本费用0.573元/m3。结果可为有关方面更好地协调水源区与受水区(尤其是省际之间)的矛盾提供决策辅助;为将来制定南水北调工程供水成本核算办法以及水价方案提供参考;并可作为制定供水成本核算方面的政策的主要依据。

国内跨流域调水配置方法研究现状与展望

跨流域调水的水量配置涉及到工程调度运行、水价体制、政策调控措施等多方面因素,以及同本地不同水源的联合调配问题。现从技术、管理和理念等不同角度总结了已有的跨流域调水配置相关研究方法和进展并作了相关评述,提出了跨流域调水水量配置和工程运行管理中必须考虑的若干技术问题,指出了未来研究的发展趋势。

初始水权分配数学模型的建立及其应用

在综合考虑影响水资源优化配置的资源、经济、社会和环境等因素的基础上,遵循水权分配原则,建立水量分配指标体系,构建水权分配的层次结构图,应用模糊综合决策和层次分析法,进行多方案多层次的模糊优选,建立初始水权分配的数学模型,并对我国南水北调东线一期工程的调水量进行了分配.

基于AHP-LP法的南水北调中线水资源优化配置——以河北省受水区为例

水资源是不可替代的重要自然资源和战略性经济资源,水资源优化配置是解决水资源问题的重要手段。为促进区域水资源供需状况相对平衡,按可持续发展的要求,根据区域水资源优化配置的含义和南水北调河北省受水区的具体情况,以有限水资源综合效益最大为目标,考虑水源可供水量、用户需水量和水环境与经济系统协调发展等约束,采用层次分析法与线性规划法相结合的方法,建立了水资源优化配置模型,并对模型的目标函数、约束条件和主要参数确定进行了初步探讨。最后用该模型进行了南水北调河北省受水区2005年和2010年95%保证率下的水资源优化配置研究,并对求解结果进行了分析、评价及展望。结果表明,南水北调工程实施后,能够解决河北省受水区严重缺水的状况。

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。