基于模糊集对分析的灌区水库旱限水位及供水策略优化研究

随着经济社会发展和气候条件改变,我国区域干旱问题日益突出,水库在抗旱减灾过程中的作用越来越凸显,旱限水位的提出与应用对有效发挥大中型水库在抗旱中的调控作用、缓解流域旱情具有重要意义。针对旱限水位研究现状,本文以史河灌区梅山水库为例,首先考虑城乡供水、农业灌溉、水力发电和生态环境等诸多因素,构建基于模糊集对分析法的水库灌区水资源系统运行效果综合评价模型,并以水资源系统综合运行等级最优为目标,以分期分级旱限水位、灌溉限供措施（基于水库来水特征和作物生长特性）为优化变量,运用免疫遗传算法进行系统优化求解,最后对比有无旱限水位下水库水资源系统综合运行效果,并分析了不同控制方式下水库供水变化和灌区作物因旱减产风险。结果显示：该优化方法相较于以水库供水经济效益为目标旱限水位确定方法,多项年均指标都有较大改善,其中梅山水库经济效益提高了46万元,充反调节水库水量增加了555万m³,而水库弃水量减少了566万m³;史河灌区塘坝供水量增加了253万m³,而作物减产率下降了3.32%,同时作物因旱减产风险降低了3.15%。可见,运用系统综合评估决策方法有利于改善水库灌区系统综合运行效果,提高系统水资源利用效率和水库灌区经济效益;优化的旱限水位控制和与作物生长特性相适应的优化供水策略相对于经验性控制能有效减少灌区中稻因旱减产率,为保障旱限水位的顺利实施和干旱时期农业灌溉抗旱提供有力支撑。     

大型灌区骨干水库分期旱限水位研究

水库作为常见的重要水利工程设施,在区域水资源承载力水量、水质、水生态和水流更新等要素调控中具有举足轻重的地位和作用,在降水径流减少的枯水季节显得尤其重要。旱限水位是水库在低水位调度运行的控制性特征水位,其合理设置与科学运用对区域水资源高效利用意义重大。为此以淠史杭灌区梅山水库的来水特性和用户需水特性为基础,首先采用Hausdorff维数分形方法划分了梅山水库入库径流干旱预警时段,进而通过不同水平年各预警期内来水、供水调节计算了初始旱限水位:旱警水位和旱枯水位,并以水库灌区水资源系统长系列模拟模型及优化模型为依托,优化确定了梅山水库不同预警期的旱限水位,最后分别从水库运行、灌区灌溉、生产生活供水、生态用水以及水力发电等多角度评估了旱限水位的合理性,为水利部门指导水库灌区抗旱运行,制订相应抗旱预案提供技术参考。     

虹吸管在水库高水头小流量泄水状态下的应用

乌什水水库位于新疆兵团第九师一六八团境内,是一座丘陵区注入式中型水库,水库总库容3850万m~3,是下游灌区重要的灌溉水源。水库在每年春季向下游灌区供水时,由于灌区需水量较小,泄水涵洞闸门处于高水位、小流量运行状态,闸门启闭费时费力且震动较为剧烈,威胁着水库安全。同时,小流量运行状态下,闸门开度不好控制,无法保证下泄流量的精准度。通过新建虹吸管,在小流量状态下可不开启闸门,直接使用虹吸管将水导入水库下游消力池,用于下游灌区灌溉,这样就能保证水库安全运行,同时能够精准的控制下泄流量。     

达开水库除险加固施工期运行水位的控制

达开水库的灌溉任务繁重,因此在除险加固施工期,水库运行首先必须要满足施工期灌区的灌溉要求,在此基础上,满足工程施工经济要求。通过分析达开灌区农业用水要求和规律,施工工期及其它施工要求,提出施工期运行水位控制标准及措施。     

玉滩水库特征水位选择

玉滩水库工程位于重庆市西部大足县境内,坝址位于沱江支流濑溪河中上游珠溪镇以上2.5 km的玉滩村,是荣昌县和大足县濑溪河流域农田灌溉及城镇供水的主要水源工程。玉滩水库工程的任务为灌溉、供水等综合利用。通过考虑灌区左右干渠自流条件、工程投资、灌溉效益、经济性等因素,最终确定死水位为330.5 m;通过不同正常蓄水位方案满足灌溉设计保证率及经济性比较,确定正常蓄水位为351.6 m;在水库运行30年内遭遇特枯年份时,根据死水位及坝前泥沙高程间的库容满足工业和生活的缺水量确定最低供水水位为325.4 m。     

太河水库灌区测水量水系统建设与运行情况

灌区测水量水自动化是灌区管理数字化的基础。太河水库灌区测水量水工作以灌区续建配套和节水技术改造为出发点,因地制宜,科学规划,自上而下,逐步实施。太河水库灌区测水量水系统由水库中心站和水位遥测站组成,测定渠道水位后,根据水位～流量关系曲线推算出过水流量,数据传输网络采用有线通讯和局部站点无线超短波相结合的组网方式。介绍了淄博市太河水库灌区测水量水项目建设的必要性、建设内容、原则、过程、效益分析和运行管理等情况,并提出了意见和建议。     

新疆节水灌区平原水库调度规则研究

本文以新疆地区军塘湖河流域节水灌区红山水库为工程实例,对平原水库调度规则进行分析,通过建立目标函数,运用差分进化算法(DE),计算出水库每旬最佳放水灌溉限制库容及流域枯水年灌溉区农业用水量分配,结果表明:采用长系列来水运行方法建立目标函数确定水库的蓄水线及放水线具有较高准确率,方法简便可行,此方法能有效控制灌区农业灌溉地下水、地表水用量,在保证合理农业灌溉基础上使水资源效益最大化。     

浅析丘陵地区水库灌区渠道管理

丘陵地区水库水资源利用主要以灌溉为主，结合发电、养殖等综合开发，水库库容不大，水库灌区范围却较广；灌区渠道承担着十分繁重的输、配水任务，尤其建成运行时间较长的灌区，输、配水设施老化，损坏严重，管理机制也相对滞后，科学合理进行灌区渠道改造管理对于丘陵地区水库水资源利用和灌区开发具有特别重要的意义。     

自流灌区倒虹吸工程水头损失分析

对于大型自流灌区来说,保证渠道的灌溉水位,就是保证灌区的灌溉效益,节约灌区的灌溉成本。结合众程灌区程道倒虹吸工程实例,通过对程道倒虹吸工程不同运行工况水力计算分析,了解倒虹吸实际运行水位差大于设计值的主要原因,并提出合理的处理措施,可为类似工程设计过程中有效地减少或避免该问题的出现。     

修建白石崖水库对李桥水库的影响分析

本文通过分析马营河流域水资源的形成和特征,及修建白石崖水库后李桥水库的来水预测,发现修建白石崖水库可弥补泥沙淤积对李桥水库兴利灌溉的影响,有效控制白石崖河径流量,使李桥水库调蓄过程和李桥灌区灌溉条件得到改善,水资源得到充分利用。     

水位遥测技术在星星哨水库灌区中的应用

水位遥测在灌区信息化建设中占有十分重要的地位,它是灌区实行计划用水、合理分配水资源的重要手段,是搞高灌溉效率、节约用水的有力措施。本文结合水位遥测技术在星星哨水库灌区的应用现状,论述了水位遥测技术的技术关键点。     

浅谈田庄水库北干渠节水改造工程的建设

淄博市沂源县田庄水库北干渠是田庄水库灌区的重要组成部分,该灌区对沂源县的农业和经济发展发挥了重大作用,但灌区经过30多年的运行,骨干工程严重老化,因此为提高有效水利用系数,节约水资源,扩大灌溉效益,应对灌区进行节水配套改造,将明渠改造为低压管道,促进灌医经济社会的发展。     

新疆克孜尔水库汛限水位动态控制运用解析

本文分析了克孜尔水库平水年及丰水年调蓄水情况及渭干河灌区需供水资料,对水库实施汛限水位动态控制运用的效益进行了总结。该水库采用"两高一低"的动态汛限水位控制运用方式,提高了洪水资源利用率,有效缓解了渭干河灌区供需水矛盾,为渭干河经济可持续发展提供了保障。     

水库灌区节水灌溉管理模式研究

针对山东省水资源紧缺,水库供水多元化以及水 库灌区灌溉用水浪费严重的现状,以水库水资源优化配置和高 效开发利用为前提,在分析研究的基础上,将管理节水与农艺 节水措施有机结合,综合提出水库灌区节水灌溉管理模式。     

灌溉节水增产自动监测系统

本系统在灌区建立干渠控制断面的水情及流量自动测报系统,结合田间水位监测、农业气象因数监测和作物长势监测,建立灌溉配水决策支持模型,实现信息管理和科学配水的计算机化,全面提高灌区干渠利用系数,达到节水灌溉、增产增收的效果。     

岩马水库灌区测水量水系统自动化改造的可行性分析

枣庄市岩马水库灌区建于1970年,设计灌溉面积1·6万hm2,是该市最大的水库灌区。由于受当时的施工条件所限,灌区自建成运行以来一直未达到设计标准,总干渠首实际引水能力仅为15m3/s,有效灌溉面积7333hm2,设计灌溉保证率不足50%。因此,灌区测水量水工作一直是重中之重,多年来为灌区制定用水计划和合理调配水量提供了重要依据。但是,随着经济社会的发展,灌区测水量水工作由于测验项目单一、测验设备落后等原因,已无法适应当前按方收费、科学配水的需求,整个测水量水系统急需进行自动化改造。1灌区测水量水现状岩马水库灌区位于枣庄市山亭区、滕…     

云南省昭通渔洞水库复合式表层取水闸门设计

在温带半湿润季风气候区，运用复合式取水闸门引水库表层水灌溉农田，可避免取水库底层水时水温偏低，不利于农业物生长的问题。云南昭通渔洞水库干渠取水闸门采用滑移式半圆筒型闸门，与不同高程的孔口连通引术，通过微机控制闸门随库水位变化而自动升降，在输水坚井中设有中，低，度３扇平板挡水闸门。由可伸缩的套接式拉连连接；下游出口输入廊道选用弧形工作闸门控制，该复合式取水闸门结构合理，操作简便，可满足灌区农作物灌溉     

临朐县丹河水库灌区运行管理模式探讨

通过对临朐县丹河水库灌区运行管理中存在的问题进行分析,提出了临朐县丹河水库灌区灌溉申请、灌溉组织管理、水费收支管理、设施维修管理为主要内容的"一申请、三管理"运行管理模式;并结合运行中不断规范提升的实际,提出了建议。     

供需双侧调控下水稻灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化研究

对于水资源主要消耗用户和粮食重要生产基地的大型灌区,进行供需双侧调控是缓解灌区水资源供需矛盾、提高区域高质量可持续发展的重要途径之一。为了揭示灌区水-能源-粮食复杂的协调关系,针对性地开展系统优化调控。首先基于系统评价理论构建大型灌区水-能源-粮食系统耦合协调度评价模型,再基于灌区水资源系统模拟模型,以灌区水-能源-粮食耦合协调度最大为目标,以灌区主要作物水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限制供水比例作为优化调控变量,结合加速遗传算法,开展基于水资源供需双侧优化调控的灌区水-能源-粮食系统耦合协调评价与优化调控研究。杭埠河灌区应用结果显示:优化调控确定的灌区水稻种植比例、水库分级分期旱限水位、水稻需水关键期限供比例,相较于灌区运行现状能提高水-能源-粮食系统耦合协调水平,双季稻种植面积一定程度恢复使粮食产量明显提高,优化的水库旱限水位及水稻需水关键期水库限供比例,可在提升灌区干旱年份水资源利用效率的同时,较好地降低粮食作物因旱减产损失。可见,开展灌区供需双侧优化调控能显著提高灌区水-能源-粮食系统耦合协调性和适配性,可为提高水资源利用效率、布局主要粮食作物生产以及落实灌区水利高质量发展实施途径提供参考。     

泾惠渠西郊水库调蓄运用实践及思考

西郊水库运行以来,合理调蓄运用,在灌溉供水方面发挥了积极的作用,4年累计调蓄水量近1亿m3,在一定程度缓解了灌区特别是夏灌期间的供需矛盾.通过分析水库调蓄运行过程,并结合泾惠渠灌区的实际情况,提出了进一步提高水库灌溉效益应解决的问题和方法.