松辽流域北水南调工程水资源系统规划模拟模型的研究

水资源系统分析模拟模型是进行大型跨流域调水工程规划的一种强有力工具和值得推广的方法，本课题结合北水南调工程水资源系统，参考美国麻省理工学院ＭＩＴＳＩＭ模型，建立了一个具有较强通用性的、采用数据驱动、模块组合、结构化设计、菜单式操作的计算机模拟模型，实现了水资源系统规划设计过程的计算机化。     

水资源系统模拟模型及其应用

水资源系统模拟模型（简称HBSIM模型）是适合我国水资源规划特点的通用模拟模型．该模型借鉴了国内外同类模型的设计方法，在模型的通用性及模拟功能的实用性方面做了一些开创性工作，除能满足水资源系统的一般模拟需要外，还设立了水资源系统中各项工程的调度运用、水资源补偿调节、农业灌溉用水过程模拟，以及地表水和地下水联合调度等多项模拟功能，是一个包括来水、用水、输水、储水等工程在内的比较完整的水资源系统模拟模型．应用该模型对滦河流域水资源开发现状进行了评价分析．通过应用表明该模型对水资源规划工作有很强的适应性，可基本满足一般流域的实际模拟需要．     

珠江区重点流域水资源承载状况比较研究

围绕水资源承载主体、承载客体、途径3个维度，构建了水资源承载力评价指标体系，采用TOPSIS模型、耦合协调模型以及生产函数模型，对珠江区27个重点流域水资源承载状况进行了分析研究。结果表明：南渡江、桂江、万泉河、北江流域水资源承载力排位居前，九洲江、黄泥河、钦江、鉴江流域水资源承载力排位居后；重点流域水资源系统内部要素之间以濒临失调为主，濒临失调流域17个、轻度失调流域9个、中度失调流域1个；重点流域水资源承载效率曲线呈低、中、高3种类型，低效率型流域4个、中效率型流域12个、高效率型流域11个；综合水资源承载力排位、耦合协调程度以及承载效率，九洲江、鉴江、钦江流域水资源承载状况不佳，北江、西江、武水、贺江、汀江流域水资源承载状况相对较佳。研究结果可作为珠江区及重点流域水资源规划、开发、利用、保护和管理的重要参考。     

基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置研究

水资源空间优化配置研究对于保障区域水资源可持续与合理高效利用具有重要意义。针对江西省抚河流域降雨时空不均和开发利用过度所造成的水资源短缺现状,利用多目标空间优化的建模思想研究该流域水资源优化配置问题。通过对抚河流域系统进行概化,构建流域网络模型,考虑经济、社会和环境影响从而设置三个相应的目标函数,并根据流域特点及节点设置列出模型的约束条件,建立基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置模型。在流域现状年和规划年供需平衡分析的基础上,确定以流域较为缺水的95%来水频率下的供需水量作为优化配置基准,进行折衷规划算法(CP模型)求解,得到抚河流域各县(区)水资源优化配置结果,基本满足各县(区)需水条件,验证了模型的可行性与实用性。     

黄河流域水资源规划优化模型

黄河流域水资源规划优化模型是一个以流域节点图为基础，以线性规划技术核心，数据驱动的通用流域水资源规划模型。它考虑了地表水地下水联合运用，梯级电站补偿调节，变动灌溉定额和防凌，渔业，环境用水等因素，以农业灌溉净效益与水力发电效益之和最大为目标，在全流域内优化水资源分配。本模型通用灵活，功能效全，是一个非常实用的分析和决策辅助工具。     

MIKE BASIN在中英项目大凌河流域水资源管理中的应用

介绍MIKE BASIN在中英需求合作项目中的应用及水资源模型的搭建、设置及率定过程，流域管理部门在水资源配置过程中所做的工作，对整个水资源的管理及对今后流域内供需水量的预测和规划。列举了项目进行过程中相关流域机构和管理部门所得到的帮助和今后在水资源数据的采集和整理过程中所需要注意并加强的方面。     

流域面源污染研究的新途径

江河流域面源污染负荷量是编制流域水资源管理及保护规划，采取污染防治措施的一项基础资料和依据。过去沿用的流域水文模拟，野外实没的方法、不适用 面积的江河流域。近年来由于地位信息系统（ＧＩＳ）的迅速发展和普及，结合而源模拟模型，可以估算出江河流域内各个地区的面源负荷量，本文介绍国外利用污染负荷筛选模型ＰＬＳＭ）的一些情况。     

多目标规划法在南四湖流域水资源优化配置中的应用

水资源短缺及其水生态环境问题,已成为严重制约中国经济发展的重要因素。因此,如何对有限的水资源进行优化配置研究,已成为水资源规划与管理中的热点问题。该文运用多目标规划理论建立了一个考虑当地水、黄河水、长江水等多水源联合供水条件下的南四湖流域水资源优化配置模型。模型以经济和社会的综合效益最大为目标,确定了模型各参数,并调用Matlab优化工具箱中的函数进行编程求解,得到南四湖流域规划水平年(2015年)的水资源优化配置方案,为该流域水资源规划与管理提供了依据。     

海河流域水资源调配决策支持系统简介

面对海河流域水资源调配的严峻形势,为全面调度和优化配置海河流域水资源,以多目标水资源规划配置模型为基础,建立海河流域水资源调配决策支持系统,辅助流域水资源规划和水资源调配决策。分别从系统体系结构、数据流程、核心模型及系统开发方面,介绍海河流域水资源调配决策支持系统。本系统作为海河流域水资源配置的统一平台,服务于流域实现最严格水资源管理制度、加强"三条红线"管理,并为实现水资源优化配置和科学管理提供技术支持。     

多目标规划法在南四湖流域水资源优化配置中的应用

水资源短缺及其水生态环境问题,已成为严重制约中国经济发展的重要因素。因此,如何对有限的水资源进行优化配置研究,已成为水资源规划与管理中的热点问题。运用多目标规划理论建立了一个考虑当地水、黄河水、长江水等多水源联合供水条件下的南四湖流域水资源优化配置模型。模型以经济和社会的综合效益最大为目标,分析确定了模型各参数,并调用Matlab优化工具箱中的函数进行编程求解,得到南四湖流域规划水平年（2015年）的水资源优化配置方案,为该流域水资源规划与管理提供了依据。     

三峡库区水环境模型系统构建

流域水环境受地形、气象、水文和社会经济等诸多方面的因素影响,其模拟分析是当前的研究热点也是一大难点。基于流域水循环机理,通过识别污染物主要来源和迁移途径,对流域及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,构建了包含陆地模型、三维水动力模型和水质水生态模型的空-地-水一体化水环境模型体系,实现了大流域尺度水环境系统的高效模拟。通过模型条件节点和应用节点的协调运作,提升了水环境自动监控能力,实现了对全流域水环境状况实时模拟预测的业务化运行和突发事故的快速预警。将系统应用于三峡库区,验证了模型的有效性。研究成果可以为三峡库区的水环境管理提供可靠的技术支撑,对保障三峡库区水环境安全具有十分重要的现实意义。     

对水安全系统预警的探讨

从明确水安全系统的定义出发,提出了水安全系统预警的概念和预警系统的结构设计原理.研究了水安全系统仿真流程、预警指标体系、警限界定等系统动力学(SD)预警方法的基本内容.流域水安全预警模型可以对流域内的水质情况进行预警,作为一个实例,建立了对湘江流域水安全系统预警模型,并进行了模型仿真及其结果分析.为水管理工作提供了一种新的方法和途径.     

基于流域要素空间关系的水污染溯源研究

为快速准确地实现水质监测断面水质超标时的河流水污染溯源,提出整合现有流域要素,构建水污染溯源的流域要素空间关系模型。该模型以划分为4个等级的河段和汇水单元为基础,建立汇水单元层级与上下游河段的编码关系;再将全流域要素与汇水单元建立空间关联关系,构建5个流域要素空间关系子系统模型;最后各子系统模型集聚组成一个相互协作的流域要素空间关系网络。以敖江流域实时水质监测断面为污染溯源触发点,将各个流域要素空间关系子系统模型直接应用于水污染溯源过程,结果表明,建立的关系模型在实际应用中能最大限度地提供污染源空间分布和结构信息,有效地识别和筛选研究区域的水污染引发源,快速缩小未知污染源搜查范围,提高了水污染溯源搜寻过程的效率和精度。     

流域级水量调度模型研究述评

流域水量统一调度与跨流域调水是实现水资源合理配置与支撑流域可持续发展的两大重要举措。文中结合流域水量统一调度与跨流域调水的实际背景介绍了流域级水量调度模型的相关研究进展，并根据实践需求对流域级水量调度模型今后的研究趋势进行了初步展望。     

Groundwater quality management of a low inertia basin: Application to the San Mateo Basin,California

A two-dimensional finite element model is applied to the San Mateo Basin, California in order to investigate feasible and efficient management alternatives to enhance the basin yield and preserve the basin water quality. The model utilizes lumped approximation methods for the determination of its subsurface boundary conditions, and incorporates a variety of hydrological processes. The model solves uncoupled flow and transport equations using a nodal domain integration technique for the flow model and an integrated finite difference method for the transport model. The model incorporates the basin inputs and outputs as ocean flux, well and phreatophyte extractions, subsurface inflow, precipitation and streambed percolation. Modeling results indicate that the substained yield may be maximized by interception of ocean outflow from the basin. An improvement of about four times of the historical sustained yield was achieved. This strategy required relocation of existing wastewater recharge ponds and increasing basin extractions. In order to intercept most of the ocean outflow by increasing basin extractions, simulated subsurface seawater intrusion was observed. The water quality study indicated that the basin yield could be increased significantly by moderately relaxing the water quality criteria near the ocean.     

Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater: Application of Support Vector Machines (SVMs) and Genetic Algorithms

Combined simulation-optimization models have been widely used to address the management of water resources issues. This paper presents a simulation-optimization model for conjunctive use of surface water and groundwater at a basin-wide scale, the Zayandehrood river basin in west central Iran. In the Zayandehrood basin, in the past 10 years, a historical low rainfall in the head of the basin, combined with growing demand for water, has triggered great changes in water management at basin and irrigation system level. The conjunctive use model that coupled numerical simulation with nonlinear optimization is used to minimize shortages of water in meeting irrigation demands for four irrigation systems. Constraints guarantee the maximum/minimum cumulative groundwater drawdown and maximum capacity of irrigation systems. A support vector machines (SVMs) model is developed as a simulator of surface water and groundwater interaction model while a genetic algorithm (GA) is used as the optimization model. Conjunctive use model runs for three scenarios. Results show that the accuracy of SVMs as a simulator for surface water and groundwater interaction model is good and that it is possible to decrease the water shortage for irrigation systems with application of proposed SVMs-GA model.     

A Shared Vision on the Transboundary Water Management Challenges of the Tagus River Basin

The Tagus River basin faces a growing water management challenge, as water demand and river regulation by large multi-purpose reservoirs lead to situations of water scarcity and mediocre conditions in some water bodies. The current situation and the impacts of increasing water demands are evaluated by a detailed river basin model which covers the whole river basin and includes the main hydraulic infrastructures and water uses of Spain and Portugal. Several indicators are computed from the model results to assess water demand satisfaction and the alteration of the hydrological regime, offering a better understanding of current hydro-climatic conditions in the basin. Results show that current water management practices have significantly altered the natural river flow conditions in the entire Tagus River basin. Water managers struggle to satisfy existing waters uses and increasing water demands will further accentuate these problems. The enforcement of new and planned environmental flow requirements may alleviate the conditions of some water bodies but will decrease the level of satisfaction of non-priority water demands. As additional measures are needed to improve water bodies status, water management and allocation policies must be revised at the river basin scale to improve the balance between water consumptive uses and environmental needs. A shared knowledge base and a common vision on the basin challenges will be required to achieve these goals and the datasets and tools applied in this study contribute to this needed transboundary cooperation.

     

基于分布式水文模型SWAT的临沂流域水量时空分布特征研究

为了分析上下游区域水量分布特征,以临沂流域为研究区,结合流域水量平衡分析理论,构建了临沂流域分布式水文模型SWAT,进行了临沂流域产水模拟.在此基础上,给出临沂流域上下游区域水量时空分布图,并结合临沂上下游流域经济发展及用水情况,分析了临沂流域上下游区域的水资源分布及供需状况.研究结果表明:对于半干旱区中尺度流域采用多站点多时段多要素的率定方法,能够提高SWAT模型的模拟效率;临沂流域上下游水资源均较丰富,能够满足工农业生产和人们生活需要;临沂流域水量在时空分布上极不均匀,容易发生旱涝灾害,应加强水利设施建设.     

流域水沙资源优化配置理论与模型及其在黄河下游的应用

本文在分析流域水沙资源利用现状、水沙灾害性及水沙优化配置必要性的基础上，构建了流域水沙资源联合多目标优化配置理论框架，它由河床演变均衡稳定理论和水沙资源联合多目标优化配置理论组成，进而建立了流域水沙资源优化配置数学模型，该模型包括河床演变均衡稳定模型和水沙资源多目标优化配置模型两个子模型。应用模型计算分析了黄河下游主河槽的均衡稳定断面尺寸和输水输沙优化的临界指标，提出了强化非恒定流调水调沙、调控含沙量60～100kg/m3之间的不利水沙条件等改善小浪底水库调度运用的措施，并进一步提出了黄河下游水沙资源多目标优化配置的模式, 应用模型计算分析了不同水沙条件的水沙资源优化配置方案,为黄河下游河道的科学治理提供了新的思路。     

变化环境下考虑物理机制的SD需水预测研究

随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著。研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义。基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势。结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长。随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化。