大型跨流域调水水库多目标调度技术

大型跨流域调水水库多目标调度技术,成果概况,“大型跨流域调水水库多目标调度技术”是长江勘测规划设计研究有限责任公司独立完成的科技创新成果。大型跨流域调水水库多目标调度技术可解决中国跨流域调水工程背景下,大型综合利用水库的供水、发电及多目标调度问题。该技术是水库供水调度动态控制、多维时间尺度嵌套发电调度和水库多目标协同优化等技术的组合,其研发对缓解缺水地区供需水矛盾、实现流域水资源合理配置具有重要意义。

昆明城市化及外流域调水对滇池入湖洪水影响研究

滇池处于昆明主城下游“盆地”,昆明主城城市化和大量的外流域调水必将对滇池洪水产生影响。通过分析研究城市化和外流调水对滇池洪水量级的影响,研究不同重现期条件下的滇池洪水量级及其洪水位,提出了不突破《云南省滇池保护条例》规定的20年一遇洪水位对策与措施,对支撑入滇池河道治理或涉水项目的建设具有重要意义。研究结果表明,外流域调水和昆明主城城市化对滇池洪水有明显的影响,主要体现在峰量增大,水位升高。要确保滇池洪水位不突破20年一遇洪水位,可加大下泄流量8 m^(3)/s(达到188 m^(3)/s)或维持现状下泄能力,降低汛限水位至1886.70 m。

跨流域调水项目风险防范机制研究——基于H省案例分析

以构建跨流域调水项目风险防范机制为目标,依据文献研究和相关案例,从风险识别、风险评价两个纬度方面研究H省跨流域调水项目存在的行政、经济、自然、文化及运维风险,并构建风险识别和评价指标体系。研究发现,运维风险权重最大,其次为自然风险,并根据分析结果得出暴雨风险为关键风险因素,与实际较为符合。基于此,构建了跨流域调水风险防范机制。

跨流域调水工程对资源与环境影响研究

为了有效解决因地区间水资源分布不均而造成的环境问题,世界上许多国家都建立了具有不同功能的跨流域调水工程。跨流域调水可以实现水资源的均衡和合理利用,实现双赢,但这必然会导致各流域水资源的再分配,从而导致不同的区域资源与环境发生改变。本文按功能划分,对世界各地跨流域调水工程调出地、调入地与途径地等进行简单介绍,结合实例说明调水工程对调水出、入地资源与环境的积极和负面影响,对今后调水工程的发展方向提出了相应的对策,为进一步推进跨流域调水工程的合理建设奠定了基础。

跨流域调水对推进水资源优化配置的实践与思考--以京杭大运河全线贯通补水南运河段为例

河北省水资源严重短缺,属于典型的资源性缺水省份,跨流域调水成为河北省经济社会发展的迫切需求和缓解区域水资源短缺的重要措施。2022年水利部联合调度长江水、黄河水和岳城水库水对南运河进行生态补水,通过对3条水源线路、实施情况及补水成效进行分析,总结补水工作中存在问题及实践经验,以期能够对后续常态化多水源联合调度模式推进区域水资源优化配置提供一定参考与借鉴。

跨流域调水过程中快速生长期的藻类模拟研究

外调水是缓解城市河湖水环境问题的有效措施之一,在调水过程中存在藻类繁殖增速较快的现象,易引起水华发生。因此,研究城市河湖调水过程中快速增殖的藻类生长分布规律是十分必要的。为了研究不同调水条件下快速生长期的藻类生长空间分布特征,构建了永定河莲石湖8号湖区的水动力-水质二维模型,结合生物监测数据,对近些年调水过程中快速生长期的藻类群落组成和演变规律进行了研究。研究结果表明:外调水可以有效降低城市河湖中的生物量。中等流量调水条件下快速生长期的藻类主要分布在湖区西侧,湖区主要浮游植物以硅藻门为主,向绿藻门为主转变。小流量调水条件下快速生长期的藻类主要分布在湖区东侧中下游,湖区主要浮游植物以蓝藻门为主,向绿藻门为主转变。查明调水期间快速生长繁殖的藻类分布特征及群落变化规律,对保障城市河湖水环境安全、降低水华发生风险具有一定的参考价值。

跨流域调水生态补偿量分担方法研究

在受水区和水源区之间如何分担水源区所需生态补偿量是决定跨流域调水生态补偿机制能否良性和持久运作的重要因素。本文借鉴水利工程费用分摊和环境容量分配的思路,构建了单指标法、综合指标法和离差平方法的生态补偿量分担模型,对南水北调中线陕西水源区生态补偿量进行计算,并对计算结果进行分析。结果表明,离差平方法比较客观、全面、合理。按该法计算,水源区和受水区的分担比例应为20%和80%。

基于协商对策的群决策模型及其在跨流域调水方案优选中的应用

本文分析了调水方案决策的多目标性和群决策性特点,研究基于"满意原则"的多人多目标决策模型。重点针对决策者利益的有限冲突性,提出基于协商对策的多目标群决策模型。以辽宁省"引细入汤"工程方案决策为例,构筑了由冲突双方和仲裁方组成的三方仲裁局势,并详细阐述模型的求解过程。该模型在满足公平性原则前提下,兼顾了冲突双方及整体利益,具有较强的可操作性和实用性。

国内跨流域调水工程对南水北调中线建设和运行管理的启示

对国内已建跨流域调水工程从工程建设、管理模式、水价机制、调度方式等方面进行总结分析,并针对南水北调中线运行管理的特点,得到启示:应加快南水北调中线配套工程建设进程,并可以以预付水费的方式投资南水北调中线二期工程;可以实行建设与运行统一的管理模式;应研究适合南水北调中线特点的水价机制,并在水源区丰水年份,对受水区农业、生态进行供水,制定农民能够承受的水价;应紧密结合南水北调中线特点制定科学合理的调水计划。

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。

国外跨流域调水工程对南水北调中线运行调度的启示

对国外著名跨流域调水工程的运行调度情况进行介绍,简要分析其健全的政策法规、统一的管理模式、先进的自动化调度系统、调节水库的工程保障和科学合理的调水计划等成功经验以及运行调度过程中关注的生态环境、水价问题。为实现南水北调中线水资源科学合理的运行调度,考虑中国国情,得到几点启示:国家应针对运行调度制定相关的、完善的法律法规,对调水工程实行统一管理,建立科学的水资源调度体系,开发自动化系统,避免其对生态环境的不利影响,探寻计划与市场相结合的水价模式。

跨流域调水生态补偿研究述评

跨流域调水生态补偿研究是尝试从生态补偿市场角度解决跨流域调水工程的持续发展问题。从内涵、目的、标准、实施机制、保障制度这5方面分别对国内外相关研究进行了归纳总结,梳理了对跨流域调水生态补偿的认识过程,总结了国内外研究进展、研究侧重点与研究不足并评述了国外典型案例,基于此对国内外研究进展进行了比较。发现跨流域调水生态补偿只是近些年才得以重视,但国外已经形成了从内涵到保障制度的初步理论体系,与国外相比较,我国研究尚处于初级阶段,应从跨流域调水生态服务的特点与生态补偿的市场特征来进行相应研究是今后研究的重点。

我国跨流域调水管理问题探讨

在我国跨流域调水存在“体制不顺、机制不全、原则不明”问题的基础上,较全面分析了我国跨流域调水的各方面问题,并绘制了我国跨流域调水的问题树。借鉴国外跨流域调水管理经验以及水资源综合管理理念,对我国跨流域调水管理进行了探讨,重点在跨流域调水的管理机制与体制、规划期管理、取水管理、用水管理等方面提出了许多建议。

两阶段补偿式跨流域调水配置算法及应用

本文将跨流域调水工程进行概化处理以分析本地水资源和从外调入水(简称外调水)之间的联合调配方式。针对两部制水价运行管理机制,提出符合实际管理需求的两阶段补偿式外调水配置算法,实现本地水和外调水的联合配置。算法中第1阶段进行外调水优先利用量的配置,第2阶段在本地水供水后对外调水进行补偿配置,可以实现满足总体分水原则下的外调水合理配置过程。采用该算法对规划水平年下的海河流域在南水北调工程实施后的配置进行了分析,并模拟了不同策略下的调水分配方案。

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。

跨流域调水生态环境影响评价指标体系研究

目前对跨流域调水工程生态环境影响评价,尚未构建一套普遍适用的指标体系。在对工程实例进行充分调研的基础上,从跨流域调水对水源区、输水区和受水区的生态环境影响特征出发,遵循系统性、代表性、科学性、定性定量相结合、独立性和客观性等原则,从物理化学系统、生物系统、社会经济系统三方面分别构建跨流域调水的生态环境影响评价指标体系。并针对解决城市供水、农业灌溉、生态环境保护和综合开发利用等不同目标的跨流域调水工程在环境影响评价指标权重分配上所体现的差异进行了分析总结,可供跨流域调水对生态环境影响评价时参考选用。

跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。

大型复杂跨流域调水工程电站水库泵站群多目标优化调度

考虑调水量、发电最大和耗能最小3个目标,建立电站水库泵站群多目标优化调度模型。基于参数调整策略、邻域变异和加速策略,提出了求解多目标优化调度模型的综合改进布谷鸟新算法并求解模型,获得了发电、调水、泵站耗能多目标Pareto解集。以引汉济渭大型复杂跨流域调水工程为实例,将该模型与模拟调度模型和NSGA-Ⅱ算法多目标优化调度模型的结果进行比较,结果表明,该优化调度模型的发电、调水、耗能、弃水等各项指标合理,具有相对优势。

基于Swarm的跨流域调水多Agent交互和协作仿真研究

阐述和分析以供、需方聚集体Agent相互之间、Agent与环境进行交互—协作—适应为特征的跨流域调水水资源配置和调度管理的复杂适应性。引入合同网协议,设计了改进的合同网协议以及任务分派、角色分配和承诺的兑现等交互协作行为规则,以及合同网协议自动状态机与算法。提出了跨流域调水多Agent仿真模型。与基于传统系统动力学的水资源系统配置和调度管理仿真方法不同,采用复杂适应系统为科学基础的系统仿真技术,在Swarm平台上建立仿真实验系统,仿真结果验证了多Agent模型和基于合同网协议的交互协作行为规则的合理性。

基于可变模糊集理论的跨流域调水工程水资源优化调度

为实现水资源的高效利用,对胶东调水工程进行水资源优化调度研究。基于受水区潍坊、青岛、烟台、威海等4市的实际配水量与社会经济指标分析,利用可变模糊集理论,建立地市外调水量可变模糊优选模型进行优化调配系数计算,优化调配4市外调水量,并对优化后的外调水量与区域社会经济发展进行耦合协调度计算。以调水效率最高为原则,以4市缺水总量最小建立目标函数,利用Lingo软件编程求解,分别对平水年、枯水年、特枯年进行水资源优化调度。把基于调配水量调度与规划指标调度的结果进行对比分析。结果表明:2种调度结果均满足各分水口的最小需水要求;外调水量的优化调配提高了胶东4市水资源与社会经济发展的耦合协调度,调配水量调度后,青岛市缺水率明显下降,其他地市缺水率降幅则较小。