基于武汉市水资源“三条红线”管理的评价指标量化方法探讨

“三条红线”是“最严格水资源管理制度”的核心,指的是水资源开发利用控制红线、用水效率控制红线、水功能区限制纳污控制红线.每条红线的管理和实施,都需要以评价指标为衡量标准,考虑到地区、行业等的差异和管理的需要,有必要对各评价指标进行具体量化.分析了“三条红线”间的内在关系,并以武汉市为例,划分各行政单元区,对“三条红线”...     

改进的SWAT模型在平原灌区的应用

针对平原型灌区人工-自然复合的水文循环特点,基于SWAT模型构建了山前平原灌区分布式水文模型。考虑平原灌区灌溉渠道、排水沟和河道等人工干扰,在沟渠河网的提取方法、子流域与水文响应单元的划分以及作物耗水量计算模块等方面对SWAT模型进行了改进。以汾河灌区为例,利用灌区1996-2001年的水文、气象及用水资料对水量平衡进行了模拟分析;以模拟效率系数、相对误差和线性相关系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行了率定, 并对2002-2006年的径流量进行验证模拟。研究结果表明,两处监测点的模拟结果基本满足模型     

基于盘山县农业用水水权划分

以辽宁省盘山县为例,对农业水权划分进行分析。首先基于当地可利用水资源量和"三条红线"控制指标确定了可分配水资源量,然后核减非农业生产生活用水量和预留水量获得农业可分配水量,并据此获得农业水权划分结果。     

保定市用水总量控制红线指标分析

用水总量控制指标是“三条红线”的重要指标,是实行最严格水资源管理制度的基础数据。通过对全市各县（市）的用水总量、各行业用水量、用水效率和用水水平的现状分析,结合各地区国民经济发展“十二五”规划,预测了2015年需水量,提出保定市2015年用水总量控制指标应在27.80亿m3以内,其中地下水开采量指标应控制在21.24亿m3以内。     

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。     

水资源管理“三条红线”相互影响机理与联动机制分析

水资源管理"三条红线"是一个有机整体,"三条红线"紧密联系,彼此相互影响,存在着"此消彼长"或"同消同长"的直接或间接联动关系:提高农田灌溉水有效利用系数、降低万元工业增加值用水量等指标,在促进效率红线达标的同时,可有效降低农业、工业用水量,从而有利于总量红线的达标;用水总量的降低不仅直接表现为河湖取水量的减少,同时使得污染物入河量有所减少,有利于改善水质,提高水功能区水质达标率,促进纳污红线的达标。     

缺资料流域水污染物总量分配方法研究

流域水污染物总量分配对流域水环境管理至关重要。但在缺资料流域,污染负荷的计算分析往往因水文资料匮乏而变得非常困难。本文以赣江袁河流域为例,在划分流域控制单元的基础上,利用SWAT模型对袁河流量进行模拟,再结合LDC(负荷历时曲线)法,实现了袁河流域分区(控制单元)、分期(丰水期、平水期、枯水期)、分类(点源和非点源)和分级(不同水质目标)的总量分配方案。结果表明,SWAT径流模拟精度较为满意,可以为LDC法提供控制单元内部的流量;新余工业区及其下游的保留区是袁河污染物超标最为严重的区域,超标污染物主要以点源为主,其中新余工业区削减量最大。研究结果说明SWAT模型结合LDC方法可以较好地应用于资料匮乏流域的水污染物总量分配。     

基于和谐论的郑州市用水总量指标分解方法

为了定量研究"三条红线"的考核指标,科学、公正、合理、公平的分解"三条红线"控制指标中的用水总量控制指标,文章利用和谐论方法,以郑州市2015年各二级行政区实际用水量为基础,确定郑州市2020年用水总量控制指标最优分解方案。结果表明,根据和谐度计算公式得出最优方案为方案5,其和谐度为0.97;通过和谐论方法分解得到的郑州市用水总量指标不超过郑州市用水总量红线指标22.47亿m~3。该方法充分考虑了各二级分区现状用水量,影响供水的可供水量、人口、面积等影响指标的各个因素,计算方法更加科学。     

基于ET的地下水管理理论与实践——世行项目与“三条红线”

对两个世行项目水资源管理的理论基础和技术方法进行了总结,说明了其量化指标与“三条红线”的关系及落实“三条红线”的具体措施,尤其是对“用水总量控制红线”的确定、监控及实施效果评价方法进行了详细的研讨.     

郑州市贾鲁河流域水循环模拟

以郑州市贾鲁河流域为研究区,在地理信息系统技术支持下,使用DEM、土地利用、土壤、气象、人工取用水数据、农业管理措施等资料构建了基于分布式水文模型SWAT的流域水循环模拟模型,应用改进的SWAT模型进行了流域水循环模拟,并利用实测数据对模型进行了参数率定和模型验证,采用相对误差、NASH效率系数、相关系数作为模型适应性评价指标,结果表明模型在研究区有较好的适应性。可以为流域水循环演变规律的系统揭示和区域水资源的综合调控提供了技术支撑。     

耦合流域-区域用水总量红线的供水优化模型及应用

为细化流域-区域耦合的用水总量指标及优化供水方式,基于流域用水总量红线与区域用水总量红线的共同约束,建立了耦合供给侧和需求侧用水总量红线的多水源多目标水资源系统供水优化模型,并应用于浏阳河-捞刀河流域,分析不同水源分配到不同行政区的最优供水方案以及最大供水量。现状年浏阳河-捞刀河流域存在一定的过度供水或供水不足;供水优化模型压缩了两流域平水年和丰水年的超红线供水,提高了枯水年和特枯年供水量;两流域规划特枯年比现状特枯年的缺水率降低了11.63%。这表明供水优化模型能较好地优化流域供水方式,确定不同频率年流域耦合区域的用水总量细化指标,相关成果可为用水总量控制的过程监管及超标预警提供有效技术支持。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅱ）- 模型

本文根据基于ET的区域水资源综合规划的理念、研究框架、目标及调控体系，构建了基于ET的区域水资源与水环境综合模拟模型（WQQCM），该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成，实现地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟，作为区域水资源与水环境综合规划的工具。本文以天津市为例对模型从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面进行了校验，校验结果表明模型可支撑不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟，为区域水资源与水环境规划提供数据支撑。     

昆明最严格水资源管理用水总量控制指标分解

为落实昆明市实行最严格水资源管理三条红线中的用水总量控制指标，采用现状规划法，根据昆明市现状年（2010年）各行业的实际用水量，结合最近5 a统计年鉴数据及相关规划成果以及各县市生活、生产、生态用水量的预测成果，以省政府下达的昆明市用水总量控制指标为基础，对各市（县）级行政区2015，2020，2030年的用水总量控制指标进行了分解。分解结果为昆明市各市（县）实行最严格水资源管理制度提供了准确的数据支撑。     

基于挣值模型的水资源用水总量与用水效率实时监控研究

水资源"三条红线"中用水总量控制指标、用水效率控制指标是事后末端指标,不利于用水过程的事中控制,且用水总量与用水效率是负相关关系,如何综合评价两个指标也是水资源管理的难点。针对上述问题,引进工程管理中的挣值模型,以经济产值和用水定额构建用水总量的挣值模型。用水总量挣值模型通过经济产值和用水定额的计划值与实际值的差异,计算计划用水量、挣值用水量和实际用水量三个关键指标,以逐月累计值实时判断用水过程及未达标原因。案例分析表明该方法简单、结果直观、利于用水总量实时监控,能有效区分用水效率与经济产值不同变化对用水总量的综合影响,有机统一了用水总量控制指标和用水效率控制指标。     

改进SWAT模型在强人类活动地区的应用

摘要：SWAT模型是一个具有较强物理机制的、长时段的流域水文模型。针对中国人类活动强烈的流域水循环特点，在二元水循环理论的指导下，以SWAT模型为基础，进行了灌溉和人工耗用水模块的开发和改进，构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对全世界用水最为强烈的区域之一——天津市的水循环过程进行了模拟，结果表明，改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89，相关系数从0.79提高到0.91，比改进前有明显的提高。模型构建和改进的成功，对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源水环境研究和管理将起到积极的作用。     

水资源“三条红线”管理评价系统研究

实行最严格的水资源管理需要建立责任与考核制度，将“三条红线”管理目标具体量化，使其具有可操作性。根据“三条红线”水资源管理的内容，提出了包括12个指标的水资源管理评价体系，并对各指标的权重和评价计算方法进行了讨论。以江阴市为例，依据当地的社会经济现状和发展规划，对该市的“三条红线”水资源管理达标情况进行了分析。分析结果反映了江阴市用水总量、用水效率、限制纳污3个指标的管理水平，总体而言，江阴市的水资源管理符合国家对最严格水资源管理制度的要求。     

淤地坝对流域水沙影响模拟研究

使用SWAT模型,结合淤地坝特点对模型自带的水库模型进行修正来设置淤地坝模块,研究淤地坝对流域径流和输沙的影响,并在内蒙古十大孔兑之一的西柳沟流域进行模拟和验证。以1980-1990年为率定期、2006-2015年为验证期,龙头拐水文站模拟径流量和输沙量与实测值拟合较好,线性拟合系数R²和纳什效率系数E_NS均超过0.6,说明SWAT模型中的水库模型可用于淤地坝模拟。结果表明：其他参数不变的情况下,淤地坝对流域的径流量有一定影响,能够拦截一部分径流量,对流域输沙量的影响巨大,减沙效果明显;淤地坝在一定程度上能影响流域的汇流过程,使得汛期后的月份中出现模拟径流量大于实测径流量的现象;相较于经验公式法,SWAT模型能够提高淤地坝对流域水沙影响的模拟精度;为更好地利用SWAT模型模拟淤地坝对流域径流和输沙的影响,淤地坝模块仍有待改进。     

长江流域用水趋势及用水总量控制指标研究

用水总量控制指标是“三条红线”的重要指标,是实行最严格水资源管理制度的基础工作。通过分析80年代以来长江流域及各水资源二级区用水总量、各行业用水量、用水效率和水平的变化趋势,结合经济社会发展指标和用水定额预测了2020年和2030年长江流域用水需求,分析了各产业用水量变化趋势,提出了长江流域用水总量控制指标。有关分析研究成果可为水资源合理配置,提高水资源利用效率和效益,提供科学决策依据。     

一种高效的SWAT模型参数自动率定方法

对于SWAT这种复杂的分布式水文模型，参数率定是模型成功应用的难点和关键。虽然SWAT2005模型中已经有了参数自动率定模块，但其运行效率较低，对于大型流域难以推广。本文研究分析了SWAT模型和PSO算法的原理，将PSO算法引入SWAT模型中，构建了新的SWAT模型参数自动率定模块，通过在天津于蓟运河流域实例研究，发现该方法率定精度较高，收敛速度更快，运行结果稳定，整体率定效果优于模型自带的参数率定模块；如果用改进后的模块在Linux平台开展自动率定，可以使模型自动率定效率提高到当前水平的7倍，适用于大型流域或长时间系列模拟。而PSO算法作为一种通用的优化算法，可广泛用于各种水文模型的参数率定。     

基于“三条红线”约束的滨海区多水源联合调度模型

为实现多水源联合调度,在最严格水资源管理思想的指导下,研究探讨"三条红线"控制指标,即用水总量控制指标、用水效率控制指标和水功能区限制纳污控制指标的确定方法,并在充分考虑地表水、地下水、外调水、雨水等不同水源供水潜力和未来需水情况的基础上,构建基于"三条红线"约束的滨海区多水源联合调控模型。将该模型应用于莱州市,确定了莱州市不同规划水平年的"三条红线"控制指标,提出了多水源联合调度方案,该方案各项供水指标满足"三条红线"要求。