漳河水库灌区水效领跑者引领行动的实践与评价

开展灌区水效领跑者引领行动及评价,是强化、规范农业灌溉用水管理的重要措施。基于有关部门印发的《灌区水效领跑者引领行动实际细则》和漳河水库灌区实践情况,采用层次分析方法(AHP),建立了漳河水库灌区水效领跑者引领行动的评价指标体系和评价阈值,分析了节水技术评价、节水管理评价和鼓励性评价等敏感指标,并对其进行评价,结果表明漳河水库灌区水效领跑者引领行动综合评价值0.94与实际情况吻合。

漳河水库浮游植物群落结构特征及水质评价

为了探究漳河水库浮游植物的群落组成、分布模式及其驱动因子,本研究于2022年1-10月选取21个采样点开展了4个季度的浮游植物群落和水环境特征的调查分析,共鉴定出浮游植物8门100属223种,其中,绿藻门最多,其次是硅藻门和蓝藻门。浮游植物优势种主要为小环藻(Cyclotella sp.)、湖泊鞘丝藻(Lyngbya limneti-ca)、腰带多甲藻(Peridinium cinctum)、分歧锥囊藻(Dinobryon divergems)和双对栅藻(Scenedesmus bijuga)。浮游植物细胞丰度变化范围为3.62×10^(6)~4.16×10^(7)cells/L,时间上表现为夏秋季的丰度明显高于冬春季,除夏季主要以蓝藻门为主外,其他季节基本都为硅藻门。生物量变化范围为0.031~0.861 mg/L,受水温、营养盐及其他环境因子的影响,时间上表现为夏季>春季>秋季>冬季,全年均表现为蓝藻门占绝对优势。Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均表明漳河水库水体处于轻度污染—中度污染状态。冗余分析结果表明:水温、透明度、化学需氧量、溶解氧、总氮和总磷是影响漳河水库浮游植物群落结构分布的主要环境因子。

基于水动力演进模型的漳河水库流域洪水预报与监测

针对当前现有洪水预报方法在对漳河水库流域洪水预报时存在径流深度、洪峰等预报参数与实际不太相符的问题,研究引入水动力模型,开展对漳河水库流域洪水预报方法的设计研究。通过结合漳河水库流域概况,利用水动力模型构建流域产流与汇流模型,对打鼓台站、苍坪站等各个子流域模型参数进行优化选择,开展洪水实时校正参数,得到更加贴近事实的预报结果。通过对比实验证明,新的预报方法在实际应用中预报得出的径流深度和洪峰等参数都更加贴合实际,具备更高的预报精度。

漳河水库灌溉调度运用与效益分析

漳河水库位于湖北省江汉平原西北部,总库容21.13亿m^(3),是1座以农业灌溉为主,兼有防洪、城镇用水、发电供水、水产养殖、航运、旅游、生态补水等综合效益的大型水利工程。基于近20年水库管理单位精心调度,强化各项管理措施,精心调配水源,编制调度方案与应急预案,实行计划供水,充分利用信息化手段管水,注重用水计量,促进节约用水,保证了各部门的用水要求,充分发挥了水库抗御灾害和综合兴利的作用,取得了巨大的社会与经济效益。

漳河水库在连续多年干旱中的运用及效益

阐述漳河水库灌区在连续3年严重干旱的情况下其抗旱调度运行的经验:针对干旱特点和供水需求,科学编制调度预案,采取合同供水、严格计量、限制发电供水量、做好生态供水调度等措施,充分发挥水利工程抗御灾害和综合兴利的作用。指出与历史上其他干旱年份相比较,2011—2013年水库灌区社会经济效益显著。

漳河水库多目标中长期优化调度研究

结合漳河水库中长期优化调度中发电、灌溉需求的特点,以多年平均发电量和年灌溉保证率最大为目标,以发电保证率为约束,建立了漳河水库多目标中长期优化调度模型。针对遗传算法种群初始化出现不可行解集的问题,运用改进的NSGA-Ⅱ进行求解,得出了调度决策方案,并进一步探讨了合理装机容量的选定。结果表明,利用该方法可有效地求解水库多目标中长期优化问题,对电站合理装机容量的选定提供了新的思路。

漳河水库动态汛限水位研究

为充分利用雨洪资源、发挥防洪兴利效益,提出动态汛限水位概念。从水库下游河道实际防洪标准和允许水库下泄安全流量出发,在汛期分期设计洪水的基础上对湖北省漳河水库不同情况下动态汛限水位进行研究,得出了符合实际情况的水库动态汛限水位。通过长系列兴利调节计算、实例和定量对比分析,表明水库采用动态汛限水位运行,既可以预防提高汛限水位而带来防洪风险,又可以拦蓄雨洪资源,提高水库兴利效益;可将下游的防洪标准由5a一遇提高到10a一遇,增加年均0.30亿元的防洪效益。

漳河水库水资源可持续利用研究

依据漳河水库水资源利用现状，从水资源利用的目标、约束、原则、有利因素等方面分析了水资源可持续利用的条件，并根据国内外水资源可持续利用动态研究成果，以工程条件、自然资源、经济社会、生态环境等4个重要属性为水资源可持续利用的指标体系，进行定量化分析，同时，也对影响水资源可持续利用的主要问题进行了探讨。

漳河水库生态环境保护的探索

近年实施的漳河水库生态环境保护工程与非工程措施,在减少水土流失、减轻污染负荷、改善生态环境、保障流域水安全等方面取得了较大的成效。对污染源防治、生态修复、生态环境保护管理的实践及生态环境保护效益进行了分析,结果显示,在各级政府和社会各界的高度重视下,稳步实施水生态环境保护与污染治理工作,有利于保护漳河水库良好的水生态环境。

社会经济发展对漳河水库流域降雨径流的影响分析

介绍了漳河水库流域社会经济发展现状及其降雨量和入库径流量变化情况,采用R/S法对漳河水库流域降雨量与入库径流量序列的变化趋势进行了预测。结果表明:未来一段时间内,漳河水库流域降雨量与入库径流量将均呈下降趋势;漳河水库流域未来1月和7月的降雨量、径流量变化趋势的随机性成分可能很大,应采取必要对策和措施,应对可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害;粗放的经济发展方式导致了漳河水库流域生态环境破坏,使得漳河水库流域下垫面条件发生了较大的变化,进而对流域降雨量与径流量的变化产生较大影响。

漳河水库汛限水位浮动控制运用的探索

依据漳河水库流域实时水雨情信息及水文、气象预报成果,采用上、下浮动控制运用的办法,对水库汛期限制水位实行实时动态管理,并建立了非线性数学模型及解算方法,探讨可能存在的风险因素、风险程度与实施条件.运用实践证明,水库年均增加蓄水量0 32亿m3,既避免了单一追求水库兴利效益而忽视水库防洪安全的倾向,也避免了单一强调水库安全而忽视兴利用水的需求,较好地解决了水库防洪安全与兴利蓄水之间的矛盾.

漳河水库入库洪水抗误差预报方案研究

漳河水库由观音寺水库和鸡公尖水库通过半天然明槽相互连通组成 ,因受库水位观测、明槽输水计算、动库容计算误差等的复杂影响 ,以往多次建立的洪水预报方案均未达到可供应用的水平。在分析漳河水库入库洪水误差产生特点的基础上 ,通过建立抗误差产汇流预报模型和自适应实时校正技术 ,使漳河水库洪水预报方案平均确定性系数达91.0 9% ,洪峰合格率达 10 0 % ,峰现时间合格率达 90 .91% ;观音寺水库洪水预报方案的平均确定性系数达 90 .63 % ,洪峰合格率达 10 0 % ,峰现时间合格率达 10 0 % ,终于建立了达到甲等水平的漳河水库洪水预报应用方案。

漳河水库流域降雨变化趋势分析

采用Mann-Kendall参数秩次相关检验法和R/S分析方法对漳河水库流域未来降雨变化趋势进行了分析,结果表明:未来一段时间内,漳河水库流域降雨量呈下降趋势;流域未来1月和7月的降雨量变化趋势的随机性成分可能很大,应采取必要对策和措施,以应对可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害;粗放式的经济发展方式导致了漳河水库流域生态环境破坏,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,进而对流域降雨量变化产生较大影响.

漳河水库监测信息管理与分析系统的设计

湖北漳河水库工程安全监测资料整编分析系统采用PowerBuilder作为系统主要开发工具 ,实现了工程信息管理和资料整编分析的各种功能要求。该系统采用Client/Server(客户机 /服务器 )网络模型。漳河水库工程监测系统中涉及的坝闸众多 ,项目较为复杂 ,经过反复比较 ,统一设计 ,将各类数据合理地安排到各系统中 ,最大限度地保存有用信息 ,原始数据库和整编数据库是整个系统的基础部分 ,它直接决定了资料统计分析的结果。漳河水库工程安全监测资料整编数据库是在同用户多次交流基础上完成需求分析。系统由 6大模块构成 ,即数据库安全管理子系统、原始资料维护子系统、资料整编子系统、资料分析子系统、文件管理子系统、工具子系统 ,其中资料整编与资料分析子系统是本系统的重心部分。该系统的开发对漳河水库工程安全监控自动化起到了积极促进作用。

漳河水库流域水资源及生态环境变化分析

依据漳河水库流域1963—2008年社会经济及自然环境变化等基本资料,分析了区域内社会经济概况、水资源量、水资源开发利用与水环境现状,阐述了生态环境变化对水资源开发的影响。流域地区未来降雨量和径流量将呈缓慢下降的变化趋势,但7月的径流量变化趋势的随机性成份可能很大,因此采取相应对策和措施,以应对未来可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害。以1995年为突变点,前后两个系列的统计特征值均具有明显的差异,已经不符合"一致性"的要求。流域污染主要与矿产资源的过度开发和环境保护措施不当有关。流域人类活动日趋频繁,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,对入库径流量有较大的影响。

漳河水库分期设计洪水研究

为满足漳河水库动态汛限水位调度要求,根据大气环流形成和流域降雨洪水特性,确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,推求了水库的分期设计洪水。

漳河水库入库径流序列变化趋势分析

依据漳河水库1963-2008年入库径流资料,采用R/S分析方法和M ann-Kendall参数秩次相关检验法对其未来入库径流变化趋势进行了分析。结果表明：①水库流域未来径流量将呈缓慢下降的趋势,且未来1月和7月的径流量变化趋势的随机性成份可能很大,应采取必要对策和措施,以应对未来可能出现的干旱或暴雨洪涝等自然灾害。②1995年为突变点,前后两个系列的统计特征值均具有明显的差异,已经不符合＂一致性＂的要求。③对于20世纪70~80年代的持续枯水期,应理解为这只是其径流丰枯周期变化中的一个枯水期。④流域人类活动日趋频繁,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,对入库径流量有较大的影响。

漳河水库洪水预报抗误差风险研究

洪水预报是防洪减灾非工程措施的一项重要手段,但由于各种不确定性因素的影响,洪水预报结果总是存在着误差。预报误差大小与洪水量级相关,对不同洪水量级的预报误差进行统计分析,利用区间估计原理,估计不同置信水平α(相应风险率为1-α)下可能出现的误差范围,考虑防洪应用中偏安全因素取其上限,称为“最大可能误差”。将同一风险率水平下,不同量级洪水与相应可能最大误差建立相关方程,称为“预报误差风险函数”。结合漳河水库实例,首次建立了漳河水库、观音寺水库入库洪水预报误差风险函数,为抗预报误差风险调度合理使用预报成果提供了科学依据。

漳河水库流域水土资源承载能力分析

依据漳河水库流域自然现状,采用水资源负载指数与气候生产潜力等模型,对水资源负载指数、水资源承载指数等进行分析,对耕地面积、人口增长、粮食产量、耕地人口承载容量等进行预测,认为流域水资源丰富,为漳河水库奠定了可持续发展的基础,但流域土地资源利用已超过了可承载能力,应引起有关部门的高度重视。

漳河水库灌区水资源利用演变分析

依据漳河水库灌区40多年的实际运行资料,对社会经济发展、用水量、水环境、来水量、降雨量、蒸发量、干旱指数、地下水及水资源利用变化进行了分析。在来水量变化不大的情况下,灌区内社会经济发展、各部门用水量及水环境状况出现了较大的变化。这种变化既促进了水资源利用效率的进一步提高,也对今后水资源合理配置提出了更多新的要求。产生变化的主要原因包括人类活动的影响、用水水平的不断提高及受水资源管理体制的制约等。针对变化中的不利因素,提出了进一步做好灌区内水资源可持续利用的几点建议:经济建设布局要以水资源条件为基础;建立有效的水资源管理体制;进行水资源使用权的初始分配尝试;建立合理水价形成机制和水价体系;制定有效保护水资源的地方管理办法。