基于A-NSGA-Ⅲ的引江济淮工程河南段水资源优化配置研究

为优化引江济淮工程河南段水资源配置,构建了以经济效益最大、缺水量最小和污染物排放量最小为目标函数的水资源优化配置模型,利用改进的第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)对模型进行求解,并优选出了4种侧重不同目标的水资源优化配置方案进行模拟分析。结果表明：引江济淮水的引入可极大地缓解受水区供需矛盾,规划年2030年、2040年缺水率可分别降至10.43%、5.47%,并有助于优化供水结构,改善生态环境;耦合经济-社会-生态环境协调度最大的方案4为最优方案,方案4规划年地下水供水占比分别下降至53.32%、46.59%;A-NSGA-Ⅲ在解决多目标高维水资源配置问题时具有较好的适用性,优化方案可为引江济淮工程河南段水资源调配方案制定提供参考。     

胶东调水工程水资源优化调度研究

缺水问题严重制约了胶东地区的发展,水资源优化调度作为缓解用水危机的重要手段,依托胶东调水工程进行跨流域水资源调度研究具有重要意义。以潍坊、青岛、烟台和威海为研究区域、2014年为基准年、2020年和2025年为规划水平年,基于水资源优化配置,以区域总缺水量最小为调度目标,考虑输水能力、分水口设计能力、水量平衡、最小供水量等约束条件,应用MATLAB软件建立调度模型并求解,对所得方案进一步优化。结果表明:优化调度后不同规划水平年4地市总缺水率显著下降,50%、75%和95%保证率下,2020年分别下降了15.35%、15.75%和16.85%,2025年分别下降了13.27%、13.26%和14.19%。     

引汉济渭调水系统工程规模论证

以受水区缺水量分析和水资源系统四水源联合调度为基础,提出基于系统工程规模边界条件下的引汉济渭调水工程优化配置方案。以实现调水任务为目标,进行不同调水线路、抽水方式等多方案比选,提出了技术可行、节约能耗、经济合理的系统布置推荐方案和调水工程规模。     

陕西省引汉济渭工程受水区水资源优化配置研究

以陕西省引汉济渭工程为背景,以受水区缺水量最少、经济效益最大和污水排放最小为目标,建立了陕西省引汉济渭受水区水资源优化配置模型,通过粒子群优算法对模型进行了求解,得到了受水区各主要城市及其各用水部门的分配水量,决了受水区多目标多水源复杂水资源优化配置问题.通过求解模型可以看出陕西内各主要城市生活需水基本得以解决;工业需水和生态需水得到很大缓解.     

引汉济渭调水工程受水区水资源优化配置研究

陕西省引汉济渭调水工程是解决关中地区严重缺水的跨流域调水工程,在充分考虑受水区的经济、社会和生态环境等因素以及水资源供需平衡分析基础上,基于系统分析方法建立了大系统分解协调模型,以供水区综合效益最大、缺水量最小为全局最优解,得到了2020年和2030年调水工程所调水量的优化配置方案。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

基于区间犹豫模糊语言集的水资源多目标决策

以鄂北水资源配置工程为对象,研究大型调水工程背景下的多水源多目标优化配置。将鄂北地区水库分为充蓄水库、补偿水库与在线水库等3类,根据各类水库特点对鄂北水资源配置工程进行系统概化,建立以年缺水量最小和调水成本最低为目标函数的多水源多目标优化配置模型。采用权重系数法进行求解得到非劣解集。最后采用基于区间犹豫模糊语言与TOPSIS的多目标决策方法对各方案的缺水量与调水量作出评价并遴选出最优方案。研究结果表明:对鄂北水资源配置工程而言,缺水量与调水量的权重比为7∶3的方案综合评价最优,重视缺水的同时兼顾调水成本;基于区间犹豫模糊语言集与TOPSIS的水资源多目标决策方法经本文实例验证具有较高的稳定性与可行性。     

江苏省南水北调受水区水资源配置

在对水资源系统进行模拟分析的基础上,结合江苏省南水北调受水区水文水资源、水利工程等特点,构建流域降雨径流模型、水动力学模型、水量调配模型以及水工程调度模型等子模型,对受水区水资源量、供需水量等进行研究。基于所建模型提出水利工程调度方案,对研究区水资源进行合理配置。分别模拟计算分析研究区内农业、工业、生活、生态和船闸用水户在现状与规划工情下不同水平年的供水、需水、缺水情况,制定水资源配置方案。通过现状与规划方案对比可知,南水北调一期工程建成后供水能力提高,缺水量显著降低。95%、75%和50%保证率下,缺水率分别降低10.3%、8.0%和5.2%。研究成果为南水北调东线水利工程调度提供科学依据,对跨流域调水工程的水资源配置与调度具有一定参考意义。     

基于多目标规划模型的区域水资源优化配置研究

随着社会经济的高速发展,水资源短缺成为制约地区发展的关键因素。针对邯郸市日益严重的水资源短缺问题,为使南水北调工程发挥最大作用,缓解受水区缺水状况,促进该地区社会经济、生态环境的协调发展,建立了受水区水资源多目标优化配置模型,并对模型进行求解,得到2020年不同保证率(P=25%、P=50%、P=75%)下的水资源优化配置方案。结果表明,通过丰平枯水年水资源的联合调度,实现了区域水资源的"以丰补歉",使受水区水资源达到供需平衡,为当地水资源管理、开发利用及保护规划提供了一定的参考依据。     

MIKE-BASIN在引汉济渭受水区的应用

为了解引汉济渭对受水区水资源供需平衡的作用,基于引汉济渭受水区水平衡节点图、供水规则等,构建现状年、规划水平年系统网络模型,通过流域水资源规划管理工具Mike-Basin,模拟分析各水平年引汉济渭受水区水资源供需状况。结果表明:现状年(2010年)受水区总缺水量15.96亿m3,缺失程度25.8%;规划年2020年引汉济渭工程实施后受水区总供水量60.69亿m3,总缺水量4.08亿m3,缺失程度6%;规划年2030年受水区总供水量66.39亿m3,总缺水量1.62亿m3,缺失程度2%。     

汉江干支流径流丰枯遭遇对跨流域调水的影响

引汉济渭工程是缓解关中地区缺水、改善渭河生态的重要措施之一。针对汉江干支流径流的丰枯遭遇规律对工程调水造成的巨大影响,以保障引汉济渭工程供水为目标,建立了调水区可调水量最大的模型,选用Copula函数确定了对跨流域调水影响最大的丰枯遭遇组合的概率,基于实测径流分析确定了不同丰枯遭遇组合情形下的典型年,并采用自迭代优化算法长系列计算分析了不同丰枯遭遇对各典型年调水的影响。结果表明:在56年长系列(1954—2009)计算中,供水保证率为95%,共计有8年调水量大于16亿m~3,其中,1975年调水最大,达到17.74亿m~3,2002年调水最少,为9.41亿m~3。汉江干支流不同丰枯遭遇组合情形下,干支流同枯概率为20.79%,调水量仅为9.41亿m~3,为水库调水量最小值,该组合对引汉济渭跨流域调水的影响最为显著,为最不利情况,应引起足够重视。研究成果对于引汉济渭工程水源区的水库调度和受水区的水资源配置均具有一定的参考价值。     

山东半岛蓝色经济区调水工程水资源配置浅析

以山东半岛蓝色经济区为研究对象,介绍了蓝色经济区及胶东调水工程现状及供水情况,分析了受水区水资源开发利用现状及存在的问题,阐明了胶东调水工程在胶东受水区水资源优化配置的类别及形式,充分揭示调水工程在山东半岛蓝色经济区水资源配置中所发挥的重要作用,提出了山东半岛蓝色经济区水资源优化配置总体思路。     

海河流域水权制度建设及其实践

海河流域目前开展的水权制度建设,是从流域内单个流域或水系考虑,分别进行各自的水资源配置。海河流域水资源匮乏,供需矛盾突出,水事纠纷频繁发生。为了缓解流域的水资源问题,修建了大量的供水工程,这些工程对水量的再分配起了重要作用,同时也将改变区域的水资源配置方案。如引滦入津工程,南水北调工程等等。随着不同供水工程的建设,区域的水量分配方案也处在一个不断调整的过程中。同时,一些规划的实施,也对水资源管理和水量配置提出了要求。     

基于GWAS模型的武安市水资源优化配置

为缓解河北武安市水资源供需不平衡的突出矛盾,立足水资源精细化管理的需求,构建了武安市GWAS(general water allocation and simulation )模型,并开展规划年(2025年与2030年)不同情景下武安市各乡镇水资源优化配置研究。结果表明:2025年和2030年,平水情景(P=50%)下模型优化配置水量基本可以满足各乡镇水量需求,枯水情景(P=75%)下各乡镇存在不同程度的缺水情况;全市普遍农业缺水,2025年平枯情景农业缺水率分别为6.45%和44.11%,2030年平枯情景农业缺水率分别为5.05%和42.47%;优化后的供水结构改善效果显著,地下水供水量占比在各规划年平枯情景下均有所下降。     

黄河流域水资源均衡调控理论与模型研究

变化环境下缺水流域正面临日益严峻的水资源供需矛盾,用水效率与公平协调难度极大。本文在梳理总结已有水资源调控理论的基础上,建立了适用于黄河等缺水流域的水资源均衡调控理论与方法。基于社会福利学原理构建了统筹用水效率与公平的水资源均衡调控函数,通过水资源均衡调控函数引导水资源配置。综合水资源经济价值、社会价值和生态价值,建立了用水效率表征指标;统筹地区公平和行业协调,建立了用水公平表征指标。以黄河流域为例,建立了黄河流域水资源均衡调控模型,进行黄河流域水资源均衡方案分析。实例研究结果证明,该模型通过兼顾用水效率与用水公平目标,为黄河"87"分水方案优化提供技术支撑,也可为其他缺水流域或区域的水资源均衡调控提供技术方法。     

近52年和林格尔气温和降水量变化

针对高强度水资源开发利用条件下流域水循环研究存在的问题,从认知、试验、理论、方法四个层次探讨了适应水资源开发利用条件的流域水循环的研究方法,构建了一个以水资源配置模型与水循环模型耦合为核心,以流域供需水分析和流域生态、环境、经济综合评价为响应的多目标调控模型。利用该模型,对黄河流域水资源进行了合理配置计算。结果表明,现状条件下黄河流域缺水严重;而在未来情境下缺水将更加严重,大力节水能够较大程度缓解缺水状况。     

沙颍河流域水资源配置思路与计算模型EI北大核心CSCD

针对沙颍河流域水资源供需矛盾日益突出问题,根据沙颍河实际情况,提出了沙颍河流域水资源配置原则及流程,基于MIKE BASIN软件建立了沙颍河流域水资源配置模型,利用该模型对2015—2016年沙颍河流域河南段进行水资源配置计算。结果表明:水资源配置前,在生态流量保证率为100%的情况下,除中牟断面以上区间,其他区间均存在不同程度的缺水情况;根据模型水量配置结果,从颍河等处向郑州、开封等缺水城市调水的方案,可缓解流域河南段整体缺水状况,说明该模型可有效地进行水资源配置。     

面向总量控制的流域水量动态优化分配方法

为了根据来水情形确定年度用水总量控制指标并对水量分配过程进行合理控制,提出了面向总量控制的水量动态优化分配方法。以抚河流域为研究对象,构建了以流域余留期缺水量最小为目标,综合考虑用水区水量需求、控制断面流量要求等约束的水量优化模型,通过“预报-决策-执行-更新”的动态运行方式实现了用水总量控制指标的实时调整。结果表明:在年内水资源由丰转枯时,各用水区的缺水率较传统调度下降了3.8%~25.3%;当年内水资源由枯转丰时,各分区余留期用水量始终控制在余留期总量控制指标之内。本方法得到的年度用水总量控制指标能有效地适应年内不同来水情况,并能根据不同来水条件对供水行为进行激励或约束。     

南水北调西线工程调水量的合理利用

在对南水北调西线工程调入水量前后黄河流域水资源供需平衡结果分析的基础上，对２０２０年调水４０亿ｍ＾３，２０３０年调水１００亿ｍ＾３，２０５０年调水１９０亿ｍ＾３４进行了分配研究，提出了重点水资源利用的水源工程和不同调水量的受水区范围，并建议南水北调西线工程第一期工程应加快前期工作步伐，尽快实施以缓解黄河流域水资源供需紧张的局面。     

黄河流域水资源综合规划概要

黄河水资源可持续利用是支撑黄河流域及相关地区可持续发展的关键,在水资源紧缺、水量减少和需水量增加背景下,应通过多种措施缓解黄河流域水资源短缺.基于未来水资源形势变化,提出南水北调东中线工程生效至西线一期工程生效前后三个阶段水资源配置方案.指出由于水资源短缺,城乡居民饮水、能源基地工业用水挤占农业和生态环境水量,使粮食安全和生态安全存在一定风险.提出近期必须采取强化节水、加强调度管理、兴建干流调蓄工程,远期实现跨流域调水等一系列对策和措施.