长期覆膜旱作和施用包膜尿素对水稻产量、氮肥利用率及土壤养分的影响

水稻覆膜旱作栽培(non-flooding plastic film mulching cultivation,PM)是以地膜覆盖为核心来实现水稻节水生产的综合集成创新技术。然而,在覆盖地膜后,氮肥只能在移栽前作为基肥一次性施用,导致水稻前期营养生长过盛和生育后期潜在缺氮,从而限制了水稻高产。聚合物包膜尿素(polymer coated urea,CR)是一种控释氮肥,在传统淹水栽培(traditional flooding cultivation,TF)模式下已成为提高作物产量和氮肥利用率的最佳管理措施之一,但尚未在PM模式下进行长期定位试验评估。本研究以高产中熟籼型杂交稻‘两优培九’为供试水稻品种,比较在PM和TF 2种栽培模式下施用CR和普通尿素(urea,UR)对水稻产量、氮肥利用率及土壤养分含量的影响。结果表明:与UR相比,在TF和PM模式下施用CR使水稻氮肥利用率分别提高9.2%和15.4%(P<0.05),使水稻产量分别提高8.6%和15.0%(P<0.05)。与TF模式相比,PM模式加速了土壤有机质的分解,降低了土壤全氮、碱解氮含量。与施用UR相比,在PM模式下施用CR能缓解土壤全氮、碱解氮含量的下降,并使经济效益提高16.8%。综上所述,施用CR是解决在PM模式下水稻生育后期缺氮问题的有效途径。

清江梯级水库防洪库容分配方案研究

针对清江梯级水库10亿m 3防洪库容分配问题,在探明清江梯级水库防洪调度控制条件和调度方式的基础上,设置了7种防洪库容分配可行方案,分析了不同分配方案下清江梯级水库配合三峡水库对荆江河段的防洪效果和基于长系列径流资料的清江梯级电站发电效益。研究结果表明:相比于原均匀分配方案,在确保上下游防洪安全的前提下,建议多预留一定防洪库容至下游隔河岩水库,推荐水布垭、隔河岩水库库容按照“水4隔6”“水3隔7”方案进行防洪库容分配,以提升防洪、发电两方面的效益。研究成果可为清江梯级水库防洪库容科学运用提供决策参考。

三峡工程蓄水运用20年综合效益发挥与展望

三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m^(3),确保了荆江河段防洪安全,极大减轻了长江中下游防洪压力;累计发出清洁电能超16 600亿kW·h,相当于节约标准煤5.1亿t,减少二氧化碳排放13.3亿t;极大改善了库区与长江中游航道条件,累计通过货运量超20亿t,有力促进了长江航运快速发展;枯水期累计向下游补水约3 400亿m^(3),有效保障了长江中下游供水安全;生态调度成效显著,四大家鱼资源量明显恢复。为了应对频发的极端水文事件带来的风险和挑战,确保三峡工程长期安全运行和持续发挥巨大综合效益,从推进气象水文预报技术研究与应用、三峡水库调度运行方案优化、创新成果转化运用、智慧化管理等方面提出了下一步工作展望。

金沙江下游-三峡梯级水库2023年联合调度实践

金沙江下游-三峡梯级水库是治理和保护长江的关键性工程。为了进一步提高梯级水库应对持续枯水的能力,保障水资源综合利用效益全面发挥,结合2023年长江上游水雨情特点,全面分析了梯级水库应对持续枯水所实施的联合补水、汛期水位动态控制、联合蓄水等优化调度措施,总结提炼了梯级水库联合调度的成效和经验。实践结果表明:枯水期梯级水库累计向下游补水约243亿m^(3),有效保障了长江中下游供水安全以及航运、生态等综合效益;通过汛期抬水位、蓄水期精细化预报调度,有效提升了水资源利用效率,保障了梯级水库实现蓄满目标。提出的调度措施和经验可为今后流域控制性水库群联合调度方式优化提供重要参考。

新形势下三峡水库汛限水位抬升综合效益研究

全球气候变暖改变了气候效应的热力与动力环境,我国来水年内分布不均程度进一步加大,干旱威胁将持续加剧。在当前防洪与抗旱同等重要的前提下,需要合理利用水库的防洪库容,抬升汛限水位是缓解我国水资源供需矛盾和提升水资源利用效率的关键所在。以三峡水库为研究对象,拟定不同汛限水位方案,结合三峡水库现有调度规程运用方式,利用长系列历史径流资料模拟计算分析三峡水库汛限水位抬升后的效益与风险,结果表明:依靠当前预报水平及上游水库群联合调度,三峡水库汛限水位抬升至155~157 m的防洪风险可控,不会降低荆江防洪标准、增加库区回水淹没风险。三峡汛限水位抬高至153 m后,多年平均发电量达到最大值1029亿kWh,较初步设计值增加16.7%,与多年统计规律一致,丰水年和平水年份三峡水库均在汛限水位增加至153 m后达到最大发电能力,枯水年份汛限水位可更高,发电效益更好;防洪效益与汛限水位呈负相关,不同方案下三峡水库多年平均拦洪量变化在15亿m^(3)以内,变化不大;水资源效益与汛限水位呈正相关,三峡水库起蓄水位随着汛限水位的抬升同步增加,当汛限水位抬升至147 m,三峡水库10月底蓄满率可达到100%,汛限水位每增加1 m,三峡水库蓄水期多年年均出库水量可增加约5亿m^(3)。综合考虑效益与风险,现阶段三峡水库汛限水位抬升至153 m是可行的。

太湖流域超标洪水应急调度效益评估

太湖流域水利工程众多、调度复杂,科学评估水利工程洪水调度减灾效益对流域制定工程方案、预案具有重要意义。采用太湖流域洪涝淹没仿真模型及太湖流域洪灾损失评估模型,可模拟不同情景下的流域河网水位、水量及洪水淹没情况,并根据洪水淹没特征分布,评估不同水工程调度后的洪灾损失。以太湖流域发生2020年超标洪水为背景,分别模拟了采用常规调度方案和应急调度方案两种情景下太湖流域洪涝灾害情况,评估了采用超标洪水应急调度方案在2020年洪水防御中发挥的减灾效益。结果表明:采用超标洪水应急调度方案在发挥水利工程减灾效益方面作用明显,尤其是可提高太浦河、望虞河两条太湖主要泄洪河道的排水能力,可降低太湖水位0.31 m,缩短高水位持续时间1~22 d,减少淹没面积180.1 km^(2),减少流域直接经济损失约16.2亿元。研究成果可为太湖流域洪水调度方案、预案制定工作提供参考。

金沙江下游梯级水库提前蓄水策略

随着长江上游水库群汛末集中蓄水问题日益突出,在确保防洪安全的前提下,提前抬升水库运行水位,有序衔接防洪与蓄水调度显得尤为重要。以金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级水库为研究对象,选取发电量和水资源利用率为评价指标,探究汛期7—8月份梯级水库提前蓄水策略。研究结果表明:①平水(50%频率)、枯水(75%频率)和特枯(90%频率)来水条件下,乌东德、白鹤滩梯级水库应尽可能提前抬升运行水位,且优先抬升乌东德库水位。②7月份平水、8月份平水或枯水条件下,应优先将乌东德库水位抬升至960 m以上;7月份枯水、8月份平水或枯水条件下,应优先将乌东德库水位抬升至954 m以上。③不同来水条件下,溪洛渡水库应尽可能抬升库水位,但最高不超过585 m。

瑞金市防洪控制性枢纽的效益分析与思考

近年来,受全球气候变化影响,超强降雨等极端天气增多,瑞金市城市频繁有较大洪涝灾害发生,严重影响全市社会经济发展。本文以近年来瑞金市发生的“2019.7.14”“2022.6.13”两次特大洪灾为出发点,针对城市上游防洪控制性枢纽日东水库对城市防洪的效益进行分析,重点从控制性枢纽工程发挥重要防洪减灾作用方面,提炼出相关改造提升措施。其成果可为其他相关类型城市防洪提供参考。

江苏省太湖流域防洪除涝减淹面积分析

为分析近70年来江苏省太湖流域水利工程建设实施后产生的防洪除涝效益,选取不同降雨量级的典型年,利用太湖流域河网水文水动力模型,还原模拟工程前后遭遇典型年降雨的洪水位,结合面积、容积与高程关系曲线计算出典型年淹没面积,并建立淹没面积与典型年控制时段降雨量的相关关系,结果表明近70年来江苏省太湖流域减淹,效益十分显著。

河北省娄里水库防洪效益分析及经济评价

娄里水库是洺河流域防洪体系的重要工程,主要任务为防洪,主要防洪保护对象为坝址下游的永年城区、洺河两岸村镇和耕地、大陆泽宁晋泊缓滞洪区。分析了娄里水库防洪效益,其中永年城区防洪效益采用最优等效替代法,其他地区直接防洪效益采用频率法进行计算,适当考虑间接防洪效益,在防洪效益分析的基础上进行经济评价。结果表明,娄里水库防洪效益显著,经济内部收益率等指标符合规范要求,经济可行。未来进行防洪效益分析时,还应充分考虑人民生命、生态和社会等非经济效益,完善现有防洪效益的分析计算方法。

乡镇中小河流防洪工程综合效益评价研究

探究乡镇中小河流防洪工程评价模式,对完善流域防洪体系建设具有重要意义。本研究以西河三龙段为研究对象,从经济效益、社会效益以及环境效益三个方面选取了13个乡镇河流防洪工程效益评价指标,采用层次分析法确定了指标权重,基于模糊综合评价模型分析了西河三龙段在防洪工程建设前后的综合效益。研究结果表明西河三龙段防洪工程发挥的社会效益>环境效益>经济效益,社会效益、环境效益和经济效益在防洪工程综合效益中的权重占比分别为0.442 9、0.387 3和0.169 8。同时,防洪工程建设后综合效益由原来的较差等级(隶属度0.299)改善为较好等级(隶属度0.686),西河三龙段的防洪工程各项效益得到了充分发挥。

丹江口水库汛期优化调度实践及风险效益分析

2021年,丹江口水库在保证中下游防洪安全的前提下,通过优化调度超额完成供水计划,并且首次蓄至170 m。从南水北调中线工程通水以来丹江口水库调度实践中反映出的问题出发,结合年内不同阶段的水库优化调度方案,对2021年丹江口水库汛期调度实践的经验进行分析总结。针对优化调度带来的风险,提出了将汉口站水位作为启动预泄的参考条件、密切关注水雨情预报、利用上游水库对丹江口入库洪水进行错峰调度等应对措施;同时提出了进一步提高流域水雨情预报的预报精度并延长预见期、适当加大汛前消落深度、细化考虑蓄水秋汛期防汛限制水位台阶等研究建议。研究成果可为完善汉江流域防洪调度工作提供支撑。

黄河小浪底水库防洪减淤作用与效益跟踪分析

小浪底水库投入运行以来发挥了巨大的防洪、减淤、兴利等作用。系统分析小浪底水库防洪运用情况和作用,基于水库和下游河道泥沙冲淤分析提出水库减淤作用,计算水库防洪减淤效益。结果表明:小浪底水库与中游水库群联合运用,共拦洪削峰15场次,花园口站平均削峰率36%,最大削峰流量7 560 m^(3)/s,有效避免了下游滩区淹没损失;黄河来沙量减少,水库淤积速度小于设计阶段的,水库对下游河道的拦沙减淤比(1.26)小于设计拦沙期的(1.57),减淤效果较优,尤其在艾山以下河段发挥了较好的减淤效果;按照2020年价格水平,水库实际防洪、防凌、减淤效益年值比设计值多59.27亿元,累计效益现值较工程全部投资(含发电分摊投资)多218.73亿元,表明了黄河水沙调节骨干工程建设的经济合理性,为推动古贤等重大水利工程建设提供了成功范例。

基于洪水预报的梁辉水库洪水期优化调度方案研究

中型水库防洪库容小,面对复杂多变的洪水形势时,在防洪与兴利的抉择中,难以完全发挥水库的防洪效益。作为宁波市姚江流域重要中型水库的梁辉水库也存在此问题,基于此,通过构建洪水预报模型,并应用3 d洪水预报成果,综合考虑预报降雨偏差系数,研究制定了水库洪水期优化调度方案,在洪水来临前腾空库容,大幅提高了水库的削峰率和洪水最大拦蓄率。在2022年“梅花”台风中,该方案发挥了很好的防洪效益。

长江上游山区防洪减灾社会效益评估指标体系构建

本文在传统效益评估指标理论体系的基础上,以长江上游山区典型城市—泸州为例,对比水库调度前后洪灾淹没情况,从区域人员健康影响、区域发展影响、生产生活影响和社会防洪压力角度,完善了社会效益指标体系,并对指标体系中各指标的含义与权重进行了分析与计算,有效补充了防洪减灾效益评估理论体系。

溪源水库汛限水位调整与防洪调度影响分析

溪源水库下游河道行洪能力的改变,使原有汛限水位难以保证防洪供水等效益的发挥。依据溪源水库实际情况,借助风险理论对水库的防洪供水风险因子进行识别,并从防洪度汛、经济效益等方面论证水位调整的可行性。结果表明,当水库的主次汛期汛限水位增至88.0m时,其最高水位和泄流量均低于设计标准,且其防洪风险率低于0.03%,工业供水效益和生活供水效益增量明显。今后应更加注重水库水资源调度的科学性和合理性,加快溪源泄洪洞建设。

面向历史洪水的三峡水库削峰能力量化分析

为了量化分析三峡水库防洪库容的削峰能力,采用一种优化-拟合框架,对三峡水库历史入库洪水进行分析计算。通过设置三峡水库调度期内不同的最高水位方案,采用动态规划算法,对不同类型的入库洪水进行优化求解,得出三峡水库不同防洪库容方案下的洪峰削减流量,再用回归分析,量化三峡水库防洪库容的削峰能力。结果表明:对于多年场次洪水,三峡水库动用的防洪库容与其削减洪峰流量的相关关系可划分为3种类型:“先增后平”型、“分段递增”型和“线性递增”型。前2种类型存在拐点,建议动用在阈值以下的防洪库容,以充分发挥其高效削峰能力;最后1种类型可以结合洪峰削减目标,合理规划防洪库容进行调度。分析结果可为三峡水库科学合理有效分配防洪库容提供参考。

富水水库汛限水位研究

合理的汛限水位能协调防洪与兴利之间的矛盾,产生防洪和兴利的双重收益。富水水库汛限水位及调度规程自1996年一直沿用至今,因此有必要对富水水库汛限水位进行研究。根据新形势下流域防洪需求拟定富水水库不同的汛限水位调整方案,基于近30年6-7月的富水水库入库径流序列和8个典型洪水年的下游洪水过程,建立模型对富水水库调蓄和下游洪水演进进行模拟计算,统计并比较各调度方案的防洪效益与蓄水效益。最终,通过结果对比分析,得出本文所采取的汛限水位研究方法对于下游有重要防洪任务的水库的汛限水位研究较为适用。

无为大堤惠生堤段除险加固的回顾与思考

无为大堤属长江干流1级堤防,是巢湖流域的重要防洪屏障,在国民经济社会发展中具有极其重要的战略地位。无为大堤全长124.475 km,惠生堤段长7.25 km,其中惠生堤段桩号92+650~96+850长4.2 km为砂基地段,地基透水性强,2020年汛期,该段50 m平台盖重外多处发生管涌险情。因此,须对该段实施除险加固,以确保工程正常运行,充分发挥工程防洪效益和经济效益。此外,还须加强工程的建后管护,特别是要加强对工程段的检查监测和日常管理,以检查监测结果复核工程实施效果,以严格的日常管理保障工程长期正常安全运行。