浐灞河库坝联合调度系统论证分析和应用

为了构建浐灞河流域库坝群联合调度模型,采用协同粒子群算法求解水景观运行方案,在对比分析不同情景组合情况下提出水景观运行的下泄和补水方式;建立降雨产汇流河系连续演算模型并进行率定验证,利用遍历算法、自下到上反推控制坝调度方式;采用水动力模型模拟流动、水质模型模拟污染物的迁移扩散推算水质净化情况;建立泥沙运移、推移质和悬移质沉降等模型,推算泥沙沉降情况。接入水文、气象、雨量、水质、库坝、监控、视频等数据,搭建水情系统、水质预警系统、洪水预报、景观坝过流、联合调度等模型,形成联合调度平台。结果表明:多年来平台运行稳定,实现了预报、报警、预演、预案即“四预”功能的智慧水利体系,达到了水质水量的精准调度。

台州主城区河道生态需水计算与水量调度

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。

淮河干流污染团应急处置水质水量联合调度

针对淮河干流污染团事件应急处置的需求,对污染团事件的水质水量联合调度措施进行研究。构建淮河干流中游段的水动力水质模型,分析加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量、两者同时加大、背景调度(无引江济淮工程)和常规调度(有引江济淮工程,但不加大流量)5种调度方式对淮河干流污染团的应急处置效果。结果表明:从污染团离开研究区域时间、峰值长度、峰值质量浓度等角度看,不同调度方式对污染团的处置效果有所不同;加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量和两者同时加大对污染团的处置效果均比背景调度和常规调度更优。研究结果可为淮河干流突发水污染事件应急处置提供参考。

基于Copula函数的水量水质联合分布函数

由于河流的水量水质是相互联系、相互影响的,如果只进行单一变量的分析,难以全面反映事件的真实特征。本文以淮河蚌埠闸为例,利用Copula函数构造了水量水质的二维和三维(分为对称型和非对称型)联合分布函数,对蚌埠闸的水量水质联合分布频率进行了分析。结果表明,蚌埠闸的Copula函数水量水质联合分布的经验累积频率和理论累积频率的一致性很高,拟合精度很好。说明应用Copula联结函数来构建水量水质联合分布是可行的,可为水量水质综合管理的风险分析提供有效的途径。

水量水质联合调控思路与研究进展

本文首先分析了水量水质联合调控在当前水管理中的需求,结合水量水质联合调控的研究现状和进展,归纳了水量水质联合调控所遵循的一般步骤,并对涉及到的关键技术进行介绍,最后对该领域今后的重点工作予以展望。

基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究

针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。

水量水质联合调控模型及其应用

针对水资源调控研究多以自然水循环为主体易忽略水质潜在功效,构建了在时空上合理调配的水量水质联合调控模型。以水功能区目标水质为调控中心,从二元水循环角度考虑了人为干预下水体时空演变规律,提出将水环境承载能力视为一种资源和水量统一协调,利用GAMS软件进行水量水质联合调控的多目标动态耦合求解。以松花江流域为例,合理确定节点、分区纳污能力、核算时段入河污染物控制量和削减量,实现了水功能区水质规划目标,验证了模型的实用性。

闸控河网水文-水动力-水质耦合数学模型——Ⅱ.应用

针对中国多闸坝重污染河流的典型代表——淮河中游河网,为提高其流域水环境预警及应急响应能力,依据水文-水动力-水质耦合数学模型DHQM(Hydrology,Hydrodynamics,and Water Quality Model)的理论框架,构建了由淮河干流、沙颍河和涡河3个一维模块和鲁台子、蚌埠闸2个二维模块组成的淮河中游河网水文-水动力-水质耦合数学模型。采用经过验证的模型针对一个虚拟的水污染事故情景,分析了不同调度方案与淮河干流来水组合下污染团下泄对下游水质的影响;并以保障淮河干流蚌埠市饮用水源地的取水水质安全和减轻事故对下游水质的影响程度为目标,优选出分期小流量慢速下泄污染水体为最佳的水量水质联合应急调度方案。

基于系统动力学的巢湖流域水资源承载力动态预测与调控

湖泊流域水资源承载能力动态预测与调控是维护湖泊生态安全、保障社会经济健康持续发展的重要基础和手段.本文以巢湖流域为研究对象,提出基于系统动力学的湖泊流域水资源承载力动态预测技术和试验优化调控方法.首先以县(市)为基本单元构建水资源承载力系统动力学模拟与动态预测模型;再从空间上将各县(市)耦合为流域系统整体模型,并通过敏感性分析筛选量质要素调控指标;最后采用正交试验设计确定流域水资源承载力优化调控方案.结果表明:由于流域内产业规模的扩大以及城镇化率的提升,20172050年巢湖流域水资源承载状态值整体呈恶化趋势,并于2030年以后将长期处于超载状态,通过对影响要素针对性优化调控后,20172050年流域水资源承载状态均达到临界或可载.研究表明本文提出的方法对于促进区域社会经济环境协调发展和改善流域水资源承载力具有较好的实际应用价值.

太浦闸水量水质联合调度对金泽水库水质影响

金泽水库是上海市黄浦江供水系统的重要组成部分,提高金泽水库水源地水质对保障上海居民饮用水安全具有重要意义。由于金泽水库的清水来源主要是东太湖,故研究了位于东太湖与太浦河之间的太浦闸调度方式对金泽水库水质的影响。分析了太浦河沿线水量水质监测资料,发现金泽水源地流量、水质与太浦闸下泄水量具有明显响应关系,加大太浦闸下泄水量可以减少太浦河两岸支流水量汇入,增加金泽水库水源地太湖清水所占比例,降低水源地关键污染物浓度。在此基础上,考虑金泽水源地水质需求,进一步设计了太浦闸水量水质联合调度方案。通过典型年数值模拟后发现,太浦闸采取水量水质联合调度方式不仅可以改善金泽水源地的水位条件,而且可有效改善该水源地水质,显著降低关键水质指标超过Ⅲ类标准的天数,从而提高金泽水源地取水安全保障程度。

我国水质水量联合调度研究现状和发展趋势

水质和水量的联合调控是未来水资源调度和水污染控制的主要决策技术之一。文章从水资源调度入手,介绍了水质水量联合调度的概念和重要性,简析了国内外水质水量联合调度的研究现状、发展趋势以及"十一五"国内相关工作的最新进展。并对我国水质水量联合调度研究工作进行了展望。

我国生活水循环系统的分析与调控策略

在对生活用水的基本内涵、特性以及影响因子进行分析的基础上,对三大典型生活用水单元即农村、城镇与发达城市生活用水单元的水循环结构进行了解析。通过对国内外生活用水系统的调研,从通量、结构、质量等方面归纳了生活水循环的发展规律。在此基础上,提出了我国生活水循环的调控目标,并对基于水质水量耦合的多元优化调控途径进行了探索。

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量。通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估。结果表明,水位调控措施对水质改善作用非常有限,无法保障河道生态基流需求;引水措施的调控效果较为明显,但水质改善率增幅随引水流量增加而下降;截污措施的水质改善效果优于水量调控方案,但存在显著的空间异质性,且无法提高生态基流保障率;将截污措施与引水措施结合,是满足城市水系生态水量及水质要求的最佳选择。

基于水功能区的水量调控模型研究

以水量水质的联合调控为目标,分析水功能区与水量调控模拟计算单元之间的水量转换关系,改进了基于规则的水资源配置模型,提出水功能区与水资源分区计算单元之间的水量排放计算关系,模拟计算出水功能区在不同用水条件下的水量过程。结合水功能区水质目标的要求,进一步分析不同水量调控方案下的水功能区纳污能力,为实现水量水质联合模拟和调控奠定计算基础。将模型应用于嫩江流域,结果表明该模型具有灵活性和普遍适用性。

灌区退水模拟与调控方法研究进展

灌区退水是灌区水文循环的重要组成部分,不合理的退水不但会降低水资源的利用效率,而且会增加环境污染的风险,对水资源的可持续利用构成威胁。而灌区退水的模拟与调控是实现灌区退水资源"量、质、效"综合控制的手段。在系统总结灌区退水可能组成与影响因素的基础上,剖析了灌区退水对生态环境的不利影响,归纳了退水量化的计算方法,并重点论述了多种水文模型在灌区退水模拟中应用的可行性以及退水调控的研究现状,以期为深化灌区退水机理的科学认识及采取有效调控手段提供参考。最后针对目前研究中存在的问题和薄弱环节,提出未来的重点研究方向,主要包括:(1)变化环境下退水规律的进一步揭示;(2)适用于灌区退水模拟的水文模型开发是未来急需解决的技术难题;(3)水量-水质联合调控是未来灌区退水的重点研究方向。

基于分布式水文模型GBHM的河流闸坝调控研究

以秦岭北麓半干旱区城市河流为例,构建分布式水文模型与河段水量平衡模型,分析区域气候变化、河流上游水利工程蓄水运行及下游城市段橡胶坝蓄水调度对河流水量水质的影响,并依据不同水平年的水文模拟计算结果,制定变化环境下河流下游闸坝水量水质调控方案。研究结果表明:通过构建分布式水文模型,研究流域水文与气象要素、水库建设运行与灌溉取水等人类活动对河流水文过程的综合影响,是降低河流水资源管理风险及不确定性的有效途径之一;以下游河段水量、水质监测等数据为基础,开展变化环境下橡胶坝水量水质随机模拟与调控,制定的水量水质优化调控方案可以有效缓解河流水污染状况。

引江济太水量水质联合调度研究

为满足引江济太调水过程中实时调度与分析的需要,在原有太湖流域水量模型的基础上,开发了一、二维连接的水量、水质耦合数学模型,并在GIS统一平台下对模型进行了集成,开发了引江济太水量水质联合调度系统;以太湖流域2003年为典型年,根据调水目标和调水约束条件,研究引江济太水量水质联合调度方案,并提出了较优的引水方案;根据流域雨情、水情变化以及改善太湖、河网水环境的目标,分析了引江济太最佳引水时机以及引水入太湖的较适宜的引水流量。可为太湖流域引江济太调度提供决策依据。

基于水量分配方案的非汛期水量调度方案编制——以江西抚河流域为例

为了解决丰水流域非汛期的用水矛盾,保护河流和湖泊的生态环境,促进社会经济发展,需要制定非汛期的水量调度方案。丰水流域尽管水资源丰富,但在非汛期仍可能存在用水矛盾。以江西抚河流域为例,基于流域水量分配方案,探讨了丰水流域非汛期水量调度问题,以水量、水质为控制因子,提出了水量调度总体目标、调度原则、分级调度启动条件及实施措施、调度方案编制流程及方法。研究成果为非汛期水量调度方案的制定奠定了基础。

水资源水质水量联合调控研究进展

水资源短缺和水质恶化等问题是当前制约我国社会经济发展的重要因素之一,可通过水质水量联合调控方式解决我国当前水资源问题。从水质水量联合配置模型的构建、发展、耦合模拟和应用等方面,总结了国外水资源水质水量联合调控的研究成果,分析了国内水质水量联合调控的研究现状,指出了现有研究的不足,并展望了未来发展方向。

南四湖截污导流工程水量水质联合调度运行研究

选择典型截污导流工程——南四湖入湖河流截污导流工程,根据水量和水质条件对设计运行方案进行初步优化,将优化结果与原工程设计调度方案效果进行对比分析。结果表明:联合水量和水质动态调整工程的运行调度能够更有效地发挥工程的截污拦蓄作用,保障南四湖输水期的水质安全。