混合式抽水蓄能电站群容量计算研究Ⅱ:多尺度嵌套容量计算模型及实例

基于流域梯级水电站增建混合式抽水蓄能电站(简称混蓄电站),对保障新型电力系统安全稳定运行、促进新能源大规模发展和消纳具有重要意义。研究提出基于多尺度嵌套调度模型的混蓄电站群容量计算模型,该模型嵌套含混蓄电站的梯级水电站短期调峰模型、考虑短期调峰与综合利用供水任务的梯级水电站中长期优化调度模型两大核心模块;此外,针对该容量计算模型的高维特征,提出基于代理模型思想的求解方法。以黄河上游待规划的大型混蓄电站群为实例,分别计算混蓄电站单独开发、梯级开发、整体开发三种模式下电站装机容量以及抽水调峰效益,并推导理论公式揭示混蓄电站抽发循环效率及抽水时长对电站装机容量的影响机制。实例计算取得的结果:龙羊峡-拉西瓦混蓄电站推荐采用水泵机组+可逆式抽蓄机组形式开发,单独开发模式下,推荐装机160万kW;当其与拉西瓦-尼那混蓄电站梯级开发时,推荐装机205万kW。当混蓄电站设计抽水时长减小时,其装机容量可增加,调峰能力变大,但电站抽水耗电调峰效益不变。拉西瓦-尼那、李家峡-直岗拉卡、公伯峡-苏只混蓄电站推荐装机分别为75万、16万和59万kW。4座混蓄电站整体开发模式下,可用于新能源消纳的抽水调峰电量为年均87.42亿kWh。

黄河流域计划用水管理现状问题分析及建议

随着黄河流域水资源供需矛盾问题的日益突出,全面实行计划用水管理是缓解黄河流域水资源短缺的有效途径之一。颁布实施的《节约用水条例》为计划用水管理具体工作提供了根本遵循,黄河流域计划用水管理工作取得一定成效。随着计划用水管理对象数量的迅速增多,计划用水管理工作同样面临一些问题,对计划用水管理对象认识不清晰、管理不规范、超计划处理不及时不到位等,文章分析提出分类实施计划用水管理、加快加强计划用水信息化建设、不断完善节水制度建设、规范计划用水管理工作、加强监管和技术指导等有针对性的对策和建议,旨在为进一步完善计划用水管理工作提供参考,高效有序地开发利用水资源。

黄河流域(山东段)生态环境与农业耦合协调和高质量发展提升策略

运用熵权-TOPSIS法、耦合协调度模型评价黄河流域(山东段)23个区县2010年、2015年和2020年的生态环境与农业高质量发展耦合协调水平,并根据评价结果,从规划体系完善、区县级国土空间规划编制和机制体制建设3个方面提出黄河流域(山东段)生态环境与农业高质量发展规划提升策略。

黄河流域矿山废弃地的生态恢复规划研究--以五道沟矿山废弃地生态恢复为例

矿产开采是主要的能源采集方式,但开矿工作对生态环境造成严重破坏。特别是黄河流域的中游地区,矿山废弃地的生态恢复问题尤为突出。此研究以五道沟矿山废弃地为例进行分析,并基于生态恢复理论,提出针对性的生态恢复技术举措。同时,结合景观规划和旅游发展设计,通过人工干预技术和自然修复能力,改善生态平衡,促进生物多样性发展。景观规划设计借助生态恢复来增添矿山的自然风光,进而促进矿山景观旅游的发展,提高当地的经济效益,为矿山生态恢复提供理论基础和技术参考。

黄河流域山东段地下水库建设研究

黄河流域是中华文化的源头,也构成中华文明的基石。受自然禀赋等因素限制,黄河流域山东段的生态环境一直面临着自然资源禀赋不足及承载能力弱的双重制约,水资源的保障形势严峻。为了更好地解决用水问题,通过建设地下水库,可调整水资源时空分布不均、缓解洪涝灾害、提升水资源的使用效率。文章通过分析黄河流域山东段建设地下水库的必要性和可行性,提出地下水库的建设方案和实施途径,以期为缓解黄河流域水资源问题提供参考借鉴。

内蒙古黄河流域生态环境质量状况评价

对2016年以来内蒙古黄河流域生态环境质量监测数据进行统计分析,归纳变化规律。结果表明:“十三五”期间内蒙古黄河流域地表水水质明显好转,水功能区水质持续改善,集中式饮用水水源地水质保持稳定,地下水考核点位水质总体稳定;城市环境空气质量明显好转,沙尘天气明显减少;土壤环境质量总体较好;生态质量等级为较差;声环境质量总体较好。2021年,地表水水质、饮用水水源地取水量达标率和地下水整体水质较“十三五”期间有所下降,流域自然生态质量保持稳定。总的来讲,“十三五”期间内蒙古黄河流域生态环境质量得到全面改善。2021年部分环境质量较“十三五”期间有所下降,呈现出流域污染防治攻坚战成效不稳固现象,流域生态环境保护与污染防治工作仍然任重而道远。

黄河流域开放大学“一村一”学员参与乡村振兴意愿影响因素研究

按照黄河“几”字湾的形状选取青海开放大学、内蒙古开放大学和河南开放大学的“一村一”学员为主要调查对象,对其毕业后参与乡村振兴意愿的影响因素进行调查,获取样本数据,从个人因素、乡村现状因素、乡村人才因素和乡村技术因素四个方面构建影响“一村一”学员参与乡村振兴意愿的影响因素,运用逐步回归对其影响因素进行回归分析,确定其影响“一村一”学员未来参与乡村振兴意愿的因素和影响方向,进而从推进返乡就业创业攻坚行动、增强返乡学生内生发展动力和助力乡村发展方面提出对策建议,凸显优秀乡土人才的示范引领和带动作用,实现减贫脱贫,防止返贫现象发生。

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。

黄河河口综合治理面临的问题与对策

通过对黄河河口特殊自然、生态、社会、经济条件及河口综合治理在入海流路、防洪、防潮、水资源、生态环境、管理体制、科学研究等方面面临的问题进行系统分析,兼顾黄河下游防洪减淤、河口地区经济社会发展、生态环境保护等多方面需求,提出了基于防洪防潮减灾、水资源利用、生态环境和社会经济可持续发展的河口综合治理思路、治理目标、总体布局与措施。

黄河流域灌溉发展规划分析

在分析黄河流域灌溉、节水现状的基础上,结合流域水土资源条件和粮食安全需求等,提出了黄河流域灌溉节水、灌溉发展以及流域灌溉发展重点布局等。黄河流域现状有效灌溉面积570.4万hm2,工程措施节水灌溉面积251.3万hm2。流域灌溉发展的首要任务是实施灌区节水与续建配套工程,规划到2030年完成灌区节水改造517.3万hm2,农田节水率由现状的48.5%达到89.2%。结合灌区续建配套、黑山峡生态灌区以及部分浅山丘陵区灌溉发展等,规划到2030年,流域有效灌溉面积达到658.8万hm2。

流域空间协同视角下的黄河中游地区市域乡村振兴专项规划编制路径研究——以延安市为例

市域乡村振兴专项规划是在符合市级国土空间总体规划总体要求的基础上,围绕“三农”问题与乡村振兴所编制的专项规划。面向乡村振兴战略目标,各市县通过乡村振兴专项规划,细化、深化国土空间总体规划的要求,指导村庄规划有序编制。文章聚焦黄河中游地区市域乡村振兴专项规划的编制,紧扣地域乡村资源特征与问题,结合流域空间视角和协同理论,提出具有地域适应性的“框架落位—内容延展—实施衔接”与“优化功能格局—深化空间模式—细化治理方式”耦合的“三协同”乡村振兴规划编制路径,并解析了延安市乡村振兴规划实践,以期能为市域乡村振兴专项规划编制与乡村转型发展提供参考。

黄河流域重要河道年度采砂控制总量研究

通过分析黄河干支流泥沙沿程补给、历史储量、开采现状和需求,按照科学合理性、地区差异性、分区分段分类定量、以泥沙补给量为主等原则和方法,计算得出黄河干流禹门口以上河段和支流、湖区建筑用年度采砂控制总量为6 823.9万t,其中干流为2 711.2万t、支流为3 852.7万t、东平湖区为260万t;流域内甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南和山东等省区年度采砂控制总量分别为438.0万、2 475.8万、42.0万、2 308.9万、221.2万、578.0万、760.0万t;黄河干流禹门口以下河段历史储量砂非常丰富,规划期不限制年度采砂量。

基于GEE云平台的黄河流域植被覆盖度时空变化特征

植被覆盖度是土地生态的重要指示因子,黄河流域横跨中国地形三大阶梯,是国家重要的生态屏障,同时也是重要的经济地带和“能源流域”。为揭示长时序黄河流域及其煤炭富集地区土地生态变化状况,基于Google Earth Engine(GEE)平台,对1987—2020年黄河流域共40525景Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像进行批量去云、融合和NDVI云计算等处理,获取34 a的植被覆盖度数据。综合利用最大值合成法、像元二分模型、一元线性回归趋势性分析和F检验等方法对黄河流域及流域内煤炭国家规划矿区植被覆盖度的时空变化特征进行定量分析;在此基础上逐一识别地形因子和气候因子对黄河流域及其规划矿区植被覆盖度的影响。结果表明:①34 a间黄河流域的平均植被覆盖度由1987年的0.4574上升至2020年的0.5817,同期流域内煤炭国家规划矿区则由0.3556增至0.5361,2者呈现一致的波动上升的趋势;②时序趋势变化类型构成中,黄河流域植被覆盖度改善的面积(33.19%)远大于植被覆盖度退化的面积(3.55%)。规划矿区内植被覆盖度改善面积占比高于黄河流域,但其植被覆盖度仍明显低于黄河流域平均水平;③黄河流域多年平均植被覆盖度空间差异明显,除宁夏平原、河套平原等地外,主要呈现南高北低、由东南向西北递减的趋势;④黄河流域及规划矿区地形因子对植被覆盖度的影响表现为高程>坡度>坡向,气候因子的影响表现为气温>降水量。降水量和气温对于规划矿区的植被覆盖度的影响均小于对整个黄河流域的影响。土地利用类型变化促进了黄河流域植被覆盖变化趋势类型的多向性;⑤44个煤炭规划矿区中,彬长矿区和乡宁矿区植被覆盖度改善相对更为显著,石炭井矿区和包头矿区退化面积占比相对高。研究表明:应用长时序、多源数据能够客观揭示黄河流域及规划矿区植被覆盖度时序和空间变化异同特征,为科学认识与评价整个流域及规划矿区生态状况、制定生态保护修复政策等提供数据支撑,今后针对植被覆盖度时空差异的形成机理仍需进一步深入分析。

黄河流域综合规划控制性指标的研究与设置

流域综合规划控制性指标,是为规范流域不同河段的开发利用活动和控制开发强度,以及实施全流域综合管理提供依据,对相关经济社会发展活动必须划定的不可逾越的"红线"或"底线"。针对不同河段及区域治理开发与保护的任务,从防洪(防凌)、水资源管理、河道内生态环境用水及断面下泄水量等三个方面,在黄河流域综合规划中研究设置了防洪(防凌)标准、设防流量、防凌库容、平滩流量、地表水用水量、地表水耗水量、地下水开采量、万元工业增加值用水量、大中型灌区灌溉水利用系数、水质目标、COD入河量、氨氮入河量、河道内生态环境用水量和断面下泄水量等14项主要控制指标,作为制定规划实施方案和进行综合管理的依据。

黄河流域矿区充填复垦泥沙供需状况及输沙路径分析

引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地是减轻黄河淤积和提升矿区复垦率的有效途径,有助于改善区域生态环境。该文以黄河主要淤积河段及沿岸150km范围内的23个国家规划矿区为研究区,分别采用沙量平衡法和开采沉陷预计法估算了黄河流域矿区充填复垦泥沙的供给量和需求量,初步分析了适宜引黄充填复垦矿区并设计了概略输沙路径。研究结果表明:1950—2013年,黄河主要淤积河段的总泥沙淤积量约为144.31亿t;截至2013年,各规划矿区充填复垦总需沙量约为225.12亿t;综合考虑泥沙供需状况和输沙距离2个因素,包头、义马、焦作、郑州、肥城、黄河北、淄博7个近距离矿区和乌海、平顶山、晋城、鹤壁、新汶5个中距离矿区适宜黄河泥沙充填复垦,需沙量和需调用水量分别为90.19和148.81亿t;各适宜充填复垦矿区的概略输沙路径长度处于21.98～109.02km,总长度约为643km。研究成果可为黄河泥沙充填复垦技术推广提供前期专题性基础数据,为后续可行性研究、规划设计及充填复垦等相关政策制定提供参考。

黄河流域高质量发展的空间治理体系建设

推进黄河流域高质量发展的空间治理就是要通过对流域内空间资源的控制、规划、干预和影响,调节流域内人口、经济、资源环境的空间均衡,实现黄河流域的持续、协调和稳定发展。黄河流域高质量发展与空间治理体系建设具有内在一致性。构建黄河流域空间治理体系有利于实现对流域国土空间的合理开发、科学利用和有序管理,从而化解流域经济空间分异的现实矛盾、助推区域经济协调发展、提升治理体系的现代化水平。黄河流域空间治理体系建设要聚焦科学化、系统化、多元化、民主化四项总体要求,构建科学严谨、流域统一的空间规划体系,围绕主体功能区建设优化区域经济总体布局,完善政府、市场、社会三者有机配合的空间治理模式。以高水平的科技手段、高素质的人才队伍、完备的制度保障和有效的政策体系为重要支撑,促进形成人口、经济、资源环境相协调的空间开发格局,推动黄河流域的高质量发展。

黄河流域生态保护和高质量发展水利专项规划思路与内容框架

黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对沿黄地区水利发展提出更高要求,编制与之相适应的水利专项规划是支撑该战略顺利实施的先决条件。在深入学习习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上重要讲话精神的基础上,通过分析该战略的提出背景和重点内容,总结其对水利工作的需求,阐述了编制水利专项规划的目的和意义;通过研究黄河流域生态保护和高质量发展水利专项规划思路与目标任务,阐述了编制水利专项规划的方法;提出了现状-目标-方案-实施-保障的水利专项规划结构,构建了包括结构层次、章节安排和主要内容的水利专项规划编制框架。

黄河流域高质量发展背景下西安高新区河道设计导则编制探索

随着黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的深入实施,涵盖水安全保障、水资源涵养、水生态修复、水空间营造、水文化提升等多重功能的河道综合治理受到越来越多的关注。文章以《西安高新区河道治理设计导则》为例,从西安高新区的发展和实际需求出发,从规划、设计、建设、管理等河道治理全生命周期的角度着手,提出了生态之河、安全之河、都市之河的三大建设目标,同时提出了较为具体的规划设计策略及实施保障建议,以期为黄河流域其他城市及地区河道导则的编制提供可借鉴的经验。

黄河流域实施水功能区限制纳污红线管理的整体构想与初步实践

水功能区限制纳污红线管理是实行最严格水资源管理制度的核心内涵之一。黄河流域水安全问题是中国水安全问题的缩影,探索构建行之有效且具有黄河流域特色的纳污红线管理制度体系和工作格局,对于提高黄河流域水安全保障能力意义重大。针对黄河流域的水资源质量状况,探索建立流域与区域相结合、水利与环保相联合的黄河水资源保护管理体系,构建流域水功能区划及水资源保护规划体系,依法强化以入河排污口为重点的水功能区管理,积极探索水生态系统保护与修复,加强水质监测网络体系建设等一系列措施,为黄河流域实施纳污红线管理提供了良好的工作基础和能力支撑,并在此基础上阐述了黄河流域实施纳污红线管理的整体构想与初步实践。

按可持续发展和西部大开发的要求进一步搞好长江治理开发

进一步搞好长江治理开发,要按可持续发展和西部大开发战略的要求在更高的层次上修订长江流域综合利用规划,进一步加强和完善防洪减灾体系建设,把长江水资源的合理利用和保护摆在突出的位置,充分利用长江流域水能资源丰富和内河航运发达的优势,加大长江上游治理开发力度,加强流域水资源统一管理,并按基础设施建设和西部大开发的需要给予政策支持。