气候变化背景下黑河流域水文及水资源特征

研究黑河流域在气候变化影响下的水文及水资源特征，是未来探究该流域水文、水资源变化趋势的重要科学依据。基于气候变化背景下黑河流域不同时间尺度的水文与水资源统计年鉴及观测数据，对其降水量、径流量、水资源量及用水量进行定量分析。结果表明：2005—2018年，流域内年平均降水量为141.1 mm,降水相对变率存在着较大差异，且季、月降水量分布不均。2000—2009年流域内各水文站径流量均显著上升，其中扎马什克站多年平均径流增加量达0.38×10⁸m³,且下游径流量高于上游。流域内水资源量和用水量也在2005—2018年明显改变，其水资源总量、地下水资源与用水量均明显上升且年增加量分别为0.04×10⁸m³、0.46×10⁸m³与0.35×10⁸m³,但用水量在各行业分布不均，14年间流域内农田灌溉用水占总用水量达82.49%,直到近年来人为调控下才有所改观，其生态环境用水比例才得以从3.12%上升至5.05%并有持续...     

玛纳斯河流域水资源合理利用研究

根据玛纳斯河流域水资源分布和利用现状,采用了水均衡法对该流域水资源及其利用进行分析与评价,以提高水的综合利用效益和达到以有限的水资源来满足玛河流域工业、农业、生活和生态的需水为目的,并采用多目标决策方法,针对其中出现的问题提出适合于玛纳斯河流域的水资源优化配置方案：现状年需开采的地下水量为5．62×10^8m^3;需地表水供用户用水量为20．40×10^8m^3,分配给农业用水的水量是最大的,分配给生态用水水量次之。枯水年需地下水和地表水水量分别为19．25×10^8和4．23×10^8m^3,至2020年农业需水量将达到17．8675×10^8m^3,地下水开采量6．32×10^8m^3,这将接近地下水的最大开采量7．2871×10^8m^3,说明玛纳斯河水资源开发利用将达到极限。     

建设项目水资源论证中取水量研究

建设项目的水资源论证,对工程建设及其水资源配置及规划尤为重要。以贵州省黔南州平塘县国际射电天文科普文化园供水工程为研究对象,对该项目进行取水合理性分析及取水水源论证。结果显示,该地区的用水主要以农业灌溉为主,其年均用水量3.88×10⁸m³,占比77.3%,表明该地区的农业生产较为发达。该地区的湖区降水量较小,而蒸发量较大,水资源供需矛盾突出,因此对于水资源采取节水措施尤为重要,可通过提高农业灌溉用水效率、优化种植结构、推广节水技术等方式节约农业用水;对于工业用水而言,可提高优化产业结构、加强工业用水管理等措施提高用水效率。为了该地区的用水需求,需建设供水工程,以满足该地区的用水需要,且取水水源处的水质良好,可满足水质要求。     

基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究

为利用径流信息挖掘跨流域水库群的调度潜力,并保留简单直观性,提出一种改进型水库调度图。以重庆市巴南区下涧口、丰岩和南彭水库群为例,采用POA算法以模拟-优化的方式构建跨流域水库群的引水和供水联合调度模型。设置现状调度、常规调度图优化调度、改进调度图优化调度3种情景,评估水库群引、供水性能,并分析径流信息不确定性对调度性能的影响。结果表明：(1)在长系列调度中改进调度图表现最优,相比现状可使水库群年均供水量增加6.87%,弃水量减少87.58%;(2)在枯水年,该方法可在现状基础上减少486.3×10⁴ m³缺水,增加477.6×10⁴ m³发电用水;(3)考虑径流信息不确定性时,改进调度图的供水量较理想情况降低3.37%,但仍比常规优化多5.96%。研究结果有助于科学决策提升供水效果。     

疏勒河流域水源供给服务时空变化研究

水源供给服务功能对于理解和调节生态系统服务功能至关重要。以疏勒河流域气候、土壤、DEM、水文、土地利用/覆盖变化和统计数据等为基础,运用RS和GIS技术,结合InVEST模型首先对疏勒河流域1980—2020年土地利用与覆被变化进行时空动态分析;其次对流域水源供给功能数量、时空分布特征进行定量评估研究;最后对产水区模拟结果进行模型校验。结果表明：疏勒河流域土地利用类型中未利用地、草地为主、建设用地、水域趋于大幅扩张,林地面积趋于缩减;疏勒河流域1980、2000、2020年流域总产水量分别为1.9458×10⁹、2.1660×10⁹、5.2109×10⁹m³,近40年产水量净增3.2651×10⁹m³,增加1.68倍;水源供给量在近40年内呈现先减少后增大的趋势,水源供给空间分布特点与产水量高值区均主要集中于流域中上游。研究对于定量评估疏勒河流域产水量和流域高质量发展具有重要实践意义。     

基于Louvain算法的供水管网分区研究及应用

针对A市供水系统产销差较大问题开展了研究，采用Louvain算法对管网进行实用优化分区，由此得到了12个独立性较高的区块。通过压力控制，区块化后管网平均压力降低了4.04 mH₂O,漏失水量减少了约5.6×10⁴ m³/d。此外，区块化提高了检漏效率，漏失水量减小了约4.7×10⁴ m³/d,使得综合平均漏失率减小了约7.0%,每年节省了制水成本3 083.28万元。达到了均衡水压、漏损控制，保障供水管网系统稳定、高效运行等目的。     

南水北调西线工程受水区缺水形势研究

黄河流域最大的矛盾是水资源短缺。从农业、工业和生态用水等方面识别流域现状缺水状况，考虑新形势下黄河流域水资源条件、黄河流域生态保护和高质量发展等重大国家战略要求，预测黄河流域2035年需水量约为545亿m³,缺水量约为136亿m³,其中上中游六省(区)缺水量约103亿m³,占比76%,是流域内缺水最严重的地区。南水北调西线工程是解决黄河流域缺水问题的根本措施，上中游六省(区)是主要受水区，一期工程调水80亿m³可基本解决上中游六省(区)生活、工业等刚性用水需求。     

南水北调工程实施后保定市水资源联合调度的探讨

保定市是资源性缺水城市,随着城市的发展,城市用水量逐年增加,城市用水、农业用水和生态用水之间的矛盾日趋严重。除每年由西大洋水库供6000万m3地表水外,其余水源均采自地下。南水北调工程实施后,分配给保定市水量的多年平均值为5.51亿m3。针对南水北调工程实施后水资源和输供水网络的变化,提出水资源联合调度方案,以保障城市工业、生活、农业和生态各领域的用水,最大限度地实现水资源优化配置。     

流域生态用水与需水研究

水资源不合理利用导致了严重的生态环境问题，流域生态用水与需水研究对流域水资源配置具有重要意义，应用水量平衡原理，提出计算不同频率流域生态用水与需水方法，并以海河流域为例，计算了不同保证率时的生态用水量与需水量，主要结论为，水循环与水量平衡理论是研究流域生态需水的基本原理；生态用水等于水资源总量减去生活生产耗水量；根据不同水资源条件下年生态需水量进行生态配水。     

塔里木河流域水量调度优化模型研究

针对塔里木河流域水量调度问题,建立以经济和生态效益最大化为目标,满足种植业水量优化配置和生态水有效配置的优化调度模型.模型运用遗传算法对种植业水量进行优化配置,以保证农业生产效益的最大化;并以生态需水水量和生态需水警戒级别为基础,将有限的水量按照轮灌法分配各个生态单元的生态用水;同时运用自适应理论,根据最新的水文信息和引水信息逐时段地调整各个用水单元的水量分配过程,以保证优化模型分配的水量能够进行有效的调度.以塔里木河流域2005调度年为例,对模型进行了初步验证,结果表明,优化调度模型可以有效进行水量优化配置和实时控制,为流域生态恢复和经济发展提供了良好的决策参考.     

川中丘陵区水资源利用及优化配置研究——以简阳市为例

四川省有68个丘陵县,占全省区(县)总数的37.6%,水资源短缺的问题日益受到关注,如何在有限水资源的前提下满足日益增长的用水需求成为一个热点问题。文中以四川简阳市为例,在对该地区水资源利用现状分析的基础上,以实现区域水资源效益最大化为目标,采用多目标规划方法并建模,进行水资源的优化配置计算与需水预测研究。结果表明,2015年工业用水量和生态用水量有所增加,增加水量来自于农业灌溉用水量调整,而单位产值的用水量下降;2020年工业用水量和生态用水量将持续提高,但农业灌溉用水持续降低,由于节水措施应用和单位耗水量下降,各行业用水总效益仍会有所增加。     

玛纳斯河流域水资源开发利用现状及用水水平评价

以玛纳斯河流域为研究区,以2010年为现状年,从农业用水、生活用水、工业用水和生态用水4个主要用水口径对现状年的用水量进行了计算,得出现状年的用水结构为农业用水(70％)、生活用水(1％)、工业用水(23％)和生态用水(2％).目前,流域年引用地表水达19.84×108 m3,占可利用地表水20.23×108 m3的98％,而地下水均衡差为-4.49×108 m3.计算结果表明,玛河流域地下水利用体积变化量为负值,表明流域的地下水处于超采状态说明玛纳斯河水资源开发利用已经达到极限.     

塔里木河“二源一干”生态供水潜力研究

为解决塔里木河干流水资源短缺、流域损失水量过大、用水效率低下、农业灌溉用水挤占生态用水等问题,基于“节水优先”的治水方针,以塔里木河二源流(阿克苏河、叶尔羌河)及其干流(“二源一干”)的山区水库群和平原水库群为研究对象,兼顾塔里木河干流的农业灌溉用水、生态用水、工业用水、生活用水等多目标,构建并求解了现状水平年和远景规划年的山区与平原水库群联合调度优化模型,分析了塔里木河干流的生态供水潜力和山区水库群联合调度的贡献。结果表明：仅通过干流平原水库群联合调度,农业灌溉用水和生态用水的供水保证率难以满足设计要求;通过山区与平原水库群优化调度,在远景规划年各行业均满足设计保证率要求,体现了山区水库群显著的调控性能和“节水优先”治水方针的合理性和可靠性;远景规划年塔里木河干流的生态供水潜力为2.84亿m³,可为塔里木河下游生态保护与修复提供了坚实的水量基础。     

基于需水过程线的多级泵站扬水灌区供需水量优化调度

为了改善红寺堡扬水系统供需水量在时间维度上存在的不协调问题,以需水过程线和泵站设计流量线为比较对象,构建扬水系统内泵站供需水流量优化调节模型,分析不同时段的灌溉面积、高效节水面积比重和灌溉定额等因素引起的需水流量与泵站设计流量关系。基于需水过程线多级泵站扬水灌区供需水量优化调度模型包括流量平衡模型、需水过程线模型和流量调节模型,对红寺堡扬水灌区4种工况进行模拟。结果表明：在高效节水面积占比为60%时,随着灌溉面积从6.02×10⁴ hm²增加到6.77×10⁴ hm²,红三泵站控制灌域内调蓄水量从1.47×10⁶ m³增加到8.49×10⁶ m³,其他3座泵站调蓄规模保持不变;在高效节水面积占比为80%时,红一泵站和红三泵站不调蓄,红四泵站和红五泵站的调蓄规模分别为3.08×10⁶ m³和0.47×10⁶ m³。此模型构建与应...     

甘肃经济用水结构演变趋势及调整需求分析研究

以《甘肃省地级行政区用水总量控制指标》以及近10年甘肃省发布的《甘肃省水资源公报》等相关成果数据为分析研究对象,分析研究了甘肃省近10年用水总量及其结构演变趋势,提出2015、2020、2030年用水结构调整需求研究结论为近10年甘肃省用水总量比较稳定.在120亿~124亿m,之间小幅度振荡波动:农业用水占用水总量比重较大,且变幅较小;工业、居民生活用水量有所减少:城镇公共、生态用水量有所增加。按照省政府下发的用水总量指标,在未来的水资源供给、管理等工作中,应着重做好增加生活、工业、生态供用水量,减少农业供用水量,从而达到省政府下发的用水总量指标目标.使甘肃省用水分配结构趋于合理,用水效率得到提高     

黄河流域需水分层预测

为了提高需水预测精度,并为流域水资源分层配置提供基础,基于马斯洛需求层次理论提出了包括刚性、刚弹性和弹性需水的黄河流域需水分层预测方法。按照不同行业的用水特点进行层次划分,将农业需水按照口粮安全、消费需求进行划分,工业需水分为一般行业需水和高耗水行业需水,将流域外生态补水作为河道外生态刚弹性需水,河道内生态需水根据泥沙冲淤比划分。黄河流域需水分层预测结果表明,2030年黄河流域河道外需水量为534.62亿m~3,其中刚性、刚弹性和弹性需水占比分别为59.81%、33.62%和6.57%,比2017年增加139.01亿m~3,而人均用水量减少25 m~3,流域用水水平得到提高;农业节水量被用于工业等效益更高的行业,预测结果符合黄河流域1980—2017年用水规律和新时期"生态优先,水资源节约集约利用"的用水要求。     

黄河流域水资源开发利用分析与评价

黄河流域作为我国重要的生态屏障和重要的经济地带,在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。对黄河流域水资源开发利用情况进行摸底调查、分析评价,有利于合理规划人口、城市和产业发展。本文从流域、省域、地市域3个尺度对水资源的开发利用进行了时空分析,结果表明:1998—2018年流域农业用水减少,工业用水基本稳定,居民生活、生态用水有所增加;流域万元GDP用水量和万元工业增加值用水量水平不断提升;流域地表水利用率高达71.6%,未来工业节水方向应是提高工业重复水利用率、减少工业废水排放;未来农业节水方向应将增设节水灌溉设施、改变种植结构和灌溉方式、提升用水水平等作为重点。     

基于演化博弈的新疆博斯腾湖流域生态补偿机制研究

流域生态补偿能有效解决资源开发利用过程中产生的外部性问题,对促进流域经济-社会-生态协同发展具有重要意义。基于演化博弈理论分析上级政府与上、下游地方政府的三方动态演化情景,以新疆博斯腾湖流域为研究对象,设定流域生态补偿机制。结果表明：上级政府对违约方征收的罚金高于流域上游生态保护成本和下游生态补偿金时,上、下游才能达到“保护”和“补偿”策略的稳定均衡状态。基于演化结果测算的博斯腾湖生态补偿金、生态保护成本分别为2.64×10⁷、2.20×10⁷元/a。采用“关键污染因子超标赔偿法”确定以COD_Mn、NH₃-N、TP三类污染物超标为评价依据的处罚标准分别为1 312.51、9 181.56、13 115.08元/t。     

阿克苏河流域近50年水文气象特性分析

结合阿克苏气象站及阿克苏河主要水文站1970年～2020年气温、降雨及径流观测数据,对阿克苏河流域气象水文特性进行分析。结果表明：近50年来阿克苏河流域气温呈现较为明显的递增变化,夏季气温递增趋势最为明显,年气温递增率为0.451℃/10 a。流域年径流受高山区冰川融雪量增加影响呈现递增变化,流域年径流量递增率为0.85×10⁸m³/10 a,径流年内变化差异较小,总体较为稳定。年降水量总体呈现递减变化,年递减率为-14.5 mm/10 a。     

基于3E决策的崆峒水库优化调度

传统的水库调度以兴利和除害为主要目的,而基于3E决策的水库调度则实现了水库经济、社会和生态的多目标优化调度。首先采用逐月最小和频率计算方法计算最小生态流量和适宜生态流量,选定适宜于崆峒水库的生态流量;然后建立3E模型,采用二元比较模糊决策分析方法确定各个目标的不同权重,将多目标单一化;最后采用粒子群算法对模型进行求解。求解结果表明:使水库供水效益最大的供水量为4 622×10~4m~3,其中农业总供水量3 630×10~4m~3,工业和生活总供水量992×10~4m~3,而维持生态基流的生态用水量为2 311×10~4m~3。这可为水库的后期调度提供决策依据,也为水库的供水矛盾体提出了加强水利改革的建议。