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。     

水库旱警水位确定及其影响因素探讨

旱警水位作为防旱预警和水资源可持续利用的警示性指标,是防旱抗旱调度的重要依据。该文结合江门市3宗水库旱警水位确定工作实际,实例介绍确定工作思路和方法,分析评定确定结果,重点探讨了水库来水、城镇供水、灌溉用水、生态环境需水和其他因素对旱警水位确定的影响,以供志于旱警水位确定研究和防旱预警应急管理工作的部门及技术人员参考。     

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。     

黄河流域旱情监测与水资源调配技术框架

针对黄河水资源短缺、干旱频发、旱灾损失大等重大问题,以应对干旱的黄河流域水资源调配为切入点,开展大型灌区旱情实时监测、应对干旱的径流洪水预报、大型梯级水库群优化调度以及干旱风险管理等关键技术研究,提出干旱评估与演变特征识别、灌区干旱实时监测、洪水/径流预报、多年调节水库旱限水位最优控制、水库多分期汛限水位优化、梯级水库群协同优化调度、干旱应对与风险管理等关键技术,形成大型灌区旱情实时监测、径流/洪水预报以及黄河梯级水库群调度等技术平台,集成黄河流域旱灾监测与预警、抗旱水源调度等综合技术体系框架,实现黄河流域干旱的有序应对,显著提升应对干旱的黄河水资源调配技术水平。     

南渡江流域旱限水位的确定

旱限水位的确定应遵循科学、简便、实用的原则,要结合当地实际,充分调研用水需求及供水任务,科学合理地确定指标。以南渡江流域松涛水库、龙塘水文站为例,通过调研其用水需要和供水任务,分析计算多年来水情况和用水指标,科学合理地确定了其旱限水位,为水库供水调度方案的制定,南渡江流域的抗旱指挥调度和水资源调度提供科学依据和技术支撑。     

佛寺水库旱限水位确定方法的探讨

通过对水库旱限水位确定方法的探讨,分析确定了水库旱限水位.该指标是确定水库干旱预警等级的重要指标,是启动抗旱应急响应级别的重要依据.为水库控制运用、科学主动抗旱提供了依据.     

水库分级分期旱限水位设计与控制研究

水库旱限水位的合理设置与科学运用对实现水资源安全高效利用、减轻旱灾损失具有重要意义.针对现有方法确定旱限水位时未全面考虑用户对供水保证率、破坏深度的要求,借助优化方法计算而在推广应用时有较高的技术门槛与难度等问题,本文明确了水库分级分期旱限水位定义,以各用户供水保证率最大、最大供水破坏深度最小为目标,构建了旱限水位优化...     

尼尔基水库旱限水位确定初探

本文依据《旱限水位(流量)确定办法》,考虑尼尔基水库所承担的城乡供水、企业生产、农业灌溉、交通航运或环境生态等主要供水任务,结合一定设计来水情况,以逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和最大值所对应的水库水位作为依据,并考虑库内取水设施高程、抗旱应急调水限额等因素,综合分析确定尼尔基水库的旱限水位.     

信阳市鲇鱼山水库旱限水位分析确定

根据信阳市鲇鱼山水库近十多年来供用水情况,以设计保证率为75%入库水量与用水量进行分析,采用2个月应供水量来确定水库旱限水位。旱限水位的确定,对水库控制运用、科学主动抗旱,合理制定供水方案、防汛抗旱工作,提供重要依据。     

岳城水库旱限水位的确定

旱限水位(流量)指江河湖库水位持续偏低,流量持续偏少,影响城乡生活、工农业生产、生态环境等用水安全,应采取抗旱措施的水位(流量).依据岳城水库的多年来水及供水资料,按照《旱限水位(流量)确定办法》确定了旱限水位.     

基于逆序递推的水库分级分期旱限水位确定方法研究

开展水库旱限水位确定技术研究,对于科学指导水库抗旱调度具有重要的意义。因此本文在旱限水位内涵解析的基础上,提出一种水库分级分期旱限水位计算新方法,充分考虑不同的干旱等级、不同行业年内需水过程的差异,采用逆序递推算法得到水库分级分期旱限水位。以山西省张峰水库作为研究对象,计算得到汛期、枯水期、农业灌溉期的旱警水位分别为 756.5 m,756.2 m,754.5 m,旱保水位分别为 735.8 m,730.7 m,728.2 m。通过方法对比分析,发现新的计算方法能够对更多的行业、更长的时段进行供水改善,在指导水库抗旱调度,提升水利工程群干旱防御能力方面具有显著优势。     

锦江水库旱警水位确定的分析与探讨

通过对锦江水库的来水、灌溉用水、生活用水以及生态需水的分析,确定了水库的旱警水位,并对旱警水位进行合理性分析,为启动抗旱应急响应提供参考依据。     

有闸控制湖泊分期分级旱限水位研究

干旱灾害是主要的自然灾害之一,严重影响了居民生活、工农业生产和生态环境用水安全.旱限水位是做好水源工程抗旱调度决策的重要依据.本文综合考虑湖泊上游来水、区间用水、通航等因素,提出了有闸控制湖泊分期旱限水位和旱枯水位的划分方法,并以女山湖为典型区域开展应用研究.结果表明:旱限水位和旱枯水位的划分基本符合女山湖的实际情况,...     

Linking Drought Indicators to Policy Actions in the Tagus Basin Drought Management Plan

One crucial aspect of drought management plans is to establish a link between basin drought state and management actions. Basin state is described by a drought indicator system that includes variables like precipitation, streamflow, reservoir inflow, reservoir storage and groundwater piezometric levels. Basin policy consists on a catalogue of management actions, ranging from enforcing demand reduction strategies to establishing priority of users to allocate scarce water or approving emergency works. In this paper, the methodology applied in the Tagus Basin Drought Management Plan to link operational drought indicators to policy actions in regulated water supply systems is presented. The methodology is based on the evaluation of the probability of not being able to satisfy system demands for a given time horizon. A simplified model of every water resources system in the basin was built to evaluate the threshold of reservoir volume that is required to overcome the drought situation without deficit. For each reservoir level, a set of policy actions is proposed with the goal of guaranteeing essential demands during drought conditions. The methodology was validated with a simulation of system behavior for 60 years of historic streamflow series, finding acceptable results in most systems.     

WRMM模型在玛纳斯河灌区的应用

针对目前灌区水资源优化配置的求解算法存在局限性的情况,本文结合玛纳斯河灌区水资源系统特点,采用加拿大阿尔伯特省环境署开发的水资源管理模拟模型WRMM,对玛纳斯河流域各灌区和城市的供水过程,以及水库的入流、出流过程进行了模拟。结果表明:模型模拟结果良好,对玛纳斯河灌区的水资源管理和优化配置具有一定的指导意义。     

基于缺水率模型的蓄水型水田灌区旱情预报

频发的干旱灾害制约着我国社会经济的发展,其中农业干旱灾害的危害尤为明显。以江西省莲花县楼梯蹬水库灌区、罗卜冲水库灌区、河江水库灌区这3个以蓄水型水源为主的水田灌区为研究对象,在考虑水利工程对农业干旱影响的基础上,通过实地调查走访、理论联系实践的方式建立了各灌区的缺水率模型,以预报其农业旱情。结果表明,分析得出的水利用系数与实地调查结果基本吻合;且经对比计算,缺水率模型比连续无雨日数更适合评估水田灌区干旱程度,说明该模型可运用于以蓄水水源为主的水田灌区农业旱情的预测。     

石门水库旱限水位(流量)分析

石门水库是营口地区唯一大(2)型水库,担负营口市、大石桥市、盖州市工农业生产及生活生态用水。水库旱限水位指标是确定水库干旱预警等级的重要指标,是启动抗旱应急响应级别的重要依据。根据石门水库建站以来的资料,分析水库来水量、用水量(含工业、农业、生活、生态用水)的变化,针对水库供水能力,探讨、分析石门水库在保证用水需求的情况下,最低旱限水位指标,对水库控制运用、科学主动抗旱提供技术依据,指导工农业生产发展具有十分重要的意义。     

龙羊峡水库旱限水位优化控制研究

龙羊峡水库是黄河上游具有供水、发电等多目标运用方式的多年调节水库。在分析多年调节水库功能的基础上,辨析提出多年调节水库旱限水位的概念、内涵。研究多年调节水库旱限水位控制的理论与方法,基于最优控制理论和自适应技术,建立由多年调节水库跨年度补水收益最大化和出库过程最优化的控制模型,并探讨人工鱼群智能算法的求解实现。以黄河流域1990年代连续干旱枯水时段为例,研究了龙羊峡水库最优旱限水位控制策略,结果表明通过龙羊峡水库旱限水位最优控制实施跨年度补水、蓄丰补枯可增加干旱枯水年份的可供水量,在一定程度上减轻黄河流域旱灾损失。