黄河下游引黄灌区发展及泥沙治理历程探讨

黄河下游引黄灌区普遍存在不同程度的泥沙问题。如何合理处理利用引黄泥沙问题始终围绕黄河下游引黄灌溉发展的不同阶段。本文从黄河下游引黄灌区在不同发展时期面临的泥沙淤积问题为着眼点,综述了灌区发展及泥沙治理的4个历程,分别为灌区建设与泥沙处理阶段、灌区发展与泥沙治理利用阶段、灌区节水与泥沙远距离输送阶段和灌区泥沙资源化与水沙配置阶段。针对目前黄河下游引黄灌区面临的主要水文问题,指出灌区水沙资源优化配置是解决问题的主要途径,配置目标是共同协调配置灌区的水资源与泥沙资源,配置方法是多目标规划方法。     

引黄灌区泥沙远距离分散配置模式及其评价指标

通过分析引黄灌区各类泥沙处理方式,本文提出了引黄灌区泥沙远距离分散配置模式并论述了其内涵。指出该模式是灌区水沙联合优化配置的一种形式。给出了远距离输沙系数、泥沙分散系数的概念和计算方法。利用配置模式的评价指标对引黄灌区的泥沙分布状况进行了评价。结果表明河南引黄灌区的远距离输沙系数和分散系数都大于山东省灌区,浑水灌溉方式的远距离输沙和分散程度大于集中处理泥沙方式。在引黄灌区内,提高渠道输沙能力是实现泥沙远距离分散配置模式的重要前提;对于渠道输沙能力较小的引黄灌区,渠首宜采用集中处理泥沙的方式处理粒径大于0.05mm的有害泥沙;对于渠道输沙能力较大的灌区,可直接采用分散处理泥沙方式。     

黄河下游引黄灌区水沙配置能力指标研究

黄河下游引黄灌区的突出问题是水资源紧缺、泥沙淤积严重。灌区水沙资源是否能够实现优化配置,或者评价其趋近优化配置的程度,需要建立相应的判别指标进行评判。本文根据灌区对入渠水沙资源的分配目标,提出了配置能力指标的表达式;并利用灌区水沙资源分布的规律性,对表达式的指标值进行了量化;根据灌区水沙资源的配置需求将配置能力指标划分不同等级,为灌区水沙资源优化配置的评价提供判定标准。     

引黄灌区和谐分水实时调度研究

如何实现引黄水量指标有限条件下的灌区水量合理分配及调度,是引黄灌区水资源管理面临的关键问题。将和谐分水理念应用于引黄灌区的水资源管理工作,提出了基于规则的引黄灌区和谐分水方法,制定了三义寨引黄灌区不同水资源供需条件下的和谐分水方案。开发的灌区用水分析决策支持系统,具有灌区需水量实时分析和水量分配方案制定等功能,可为引黄灌区水资源实时调配提供技术支持。     

小开河引黄灌区远距离输沙技术研究

以小开河引黄灌区为例,对灌区的远距离输沙技术进行了探讨,研究了小开河远距离输沙与灌区泥沙空间分布规律之间的关系。认为小开河灌区的泥沙分布规律有以下几个特点:①灌溉渠系的泥沙淤积比例小;②浑水入田的泥沙比例大幅度提高;③通过沉沙池集中沉沙的量较其他典型灌区沉沙池的沉沙比例有一定程度下降;④排入各级排水河道的泥沙比例较其他灌区有明显下降。提出了引黄灌区泥沙资源的合理利用与优化配置途径。     

基于大系统分解协调法的水资源优化配置研究

针对黄河下游灌区资源型缺水及水资源供需矛盾等问题,以邢家渡引黄灌区为例,进行需水预测和对现状年及未来规划水平年的水资源供需平衡分析,通过建立大系统数学模型,形成区域、农业两层子系统,合理分配农业、工业、生活、生态用水部门之间的配水量,优化农作物的种植结构,提出水资源最佳配置方案。结果表明:优化后粮食作物(小麦和玉米)的种植面积比例有所减小,经济作物(棉花)的种植面积比例有所增大;枯水期、平水期引黄水和地下水为农业的主要水源,丰水期地表水为农业的主要水源;各类用水部门用水满足率均大于50%,除农业外其他部门均不小于85%,优化效果明显。优化调度模型既考虑经济效益,又考虑水资源高效可持续利用,使水资源优化配置科学合理。     

黄河下游典型灌区水沙资源配置方案与评价

分析了位山灌区引水引沙过程及水沙资源分布特点,提出了灌区水沙资源优化配置方法和水资源与泥沙资源的配置方案,即应把大部分泥沙输入支渠以下区域.通过对比分析位山灌区水沙资源配置现状与优化配置方案的差异,指出渠首地区水沙资源配置过多是导致灌区泥沙问题的症结.通过实施灌区引水减沙措施、沉沙池处理灌区有害泥沙、提高渠道输水输沙能力、灌区泥沙灾害治理与泥沙资源化相结合等,可实现位山灌区泥沙远距离分散配置的目的.     

基于GWAS模型的灌区水资源优化配置研究:以淠史杭灌区为例

针对淠史杭灌区“蓄、引、提、调”相结合的“长藤结瓜”式灌溉系统,为实现灌区间、上下游的优化联合配置,采用GWAS模型,通过划分水资源配置子单元和设置调蓄节点,采用公平性最优和供水缺水率最小作为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等作为约束条件,将水资源优化配置问题模拟为生物进化问题,采用基于精英策略的非支配遗传改进算法求解,建立了适用于淠史杭灌区的水资源优化配置模型。配置结果表明:灌区引水量最大,其次为当地地表水和边界提水站提水,中水和浅层地下水作为补充。通过序列年水资源配置,发现相同频率年在处于不同丰枯年份时,可供水量存在明显差异,因此在进行区域水资源配置时,仅分析50%、80%或90%几个频率年往往不能真实反映可供水情况,需进行长序列调配分析。基准年、2025年和2035年在50%和80%保证率下基本不缺水,灌区水资源可实现基本供需平衡。如遇连续干旱年,90%保证率下缺水较严重,可通过合理开发当地水、新增外调水来降低缺水程度。     

贵州黔中灌区水资源优化配置的研究

随着社会经济的发展,水资源短缺现象日益突出,无法满足生产生活的需求,各地区水资源优化配置研究迫在眉睫。统计黔中灌区水资源开发利用现状条件下的供需水情况,结合黔中灌区水资源实际情况和发展规划,通过确定目标函数和约束条件建立节水模型。分析节水模型的求解思路,描述模型求解过程,从农作物种植比分配结构和灌溉用水优化分配两方面分析优化配置结果。对贵州黔中灌区水资源优化配置的研究可有效的缓减水资源的短缺现象,提高水资源利用率,合理使用和规划水资源将促进地区农作物种植和经济的发展。     

宁蒙灌区退水规律研究方法

通过多年对黄河水资源管理的实践探索，深感宁蒙灌区取水量大，退水口多，退水过程、变化规律复杂，给黄河取水许可统一管理和水量科学调配带来了极大困难，为提高宁蒙灌区灌溉水利用效率、黄河水量实时统一调度监测技术手段以及优化黄河水资源配置模式，采用资料分析、大田实验、灌区监测和模型计算等研究方法，研究出宁蒙灌区退水规律及其影响因素，建立了宁蒙灌区退水量实时预报模型，并开发了相应的黄河水量实时调配计算软件，服务于宁蒙灌区农业生产和黄河水量统一调度。     

基于拍卖水量使用优先权的博弈机制

通过分析灌区利益冲突各方的行为机制,探索了灌区管理机构和灌溉用户通过谈判和拍卖机制来解决水量使用优先权问题的方法,重点研究了基于拍卖水量使用优先权的问题。结果表明:拍卖机制和允许水权交易配置模式是灌区水资源最优配置机制和激励节水最有效的方式,基于拍卖水量使用优先权的博弈机制可以提高灌区水资源的利用率,使系统的收益最大。     

黄河下游引黄灌区泥沙分布评价与配置模式

建立灌区泥沙输送系数和泥沙分散系数等泥沙分布评价指标,对黄河下游引黄灌区泥沙分布状况进行了评价.结果表明:灌区泥沙处理方式和地形条件是影响泥沙分布的主要因素,采用沉沙池集中处理泥沙的引黄灌区的泥沙输送系数和分散系数远小于浑水灌溉灌区,浑水灌溉有利于泥沙输送和分散配置.地势较陡的河南省引黄灌区泥沙输送系数和分散系数大于山...     

赣抚平原灌区水资源优化配置研究

合理高效配置灌区水资源,是积极推进水权制度建设,支撑灌区经济社会可持续发展的重要举措。针对赣抚平原灌区用水综合效益低下,各行业争水频发,供用水矛盾愈加突出的现状,开展灌区内部水量优化分配研究,切实做好水量的科学配置有助于在供水总量约束条件下发挥水资源的最大整体效益。文章通过分析赣抚平原灌区水资源利用现状,按照"以供定需"的原则确定水量分配指标,为灌区水资源管理提供科学依据。     

宁夏引黄灌区适宜生态需水估算

欲实现黄河水资源的可持续利用，合理配置有限的水资源，大型引黄灌区水量平衡机制和耗水机理研究是一项基础性的工作，其中灌区生态需水的估算显得尤为重要。为此，在充分掌握相关资料的基础上，采用各自的计算模型对宁夏引黄灌区各类生态耗水要素的适宜需水量进行了计算。结果表明：在现状条件下，平水年份（降水频率50%）灌区周边的适宜生态需水量为11.12亿m3，枯水年份（降水频率75%）灌区周边的适宜生态需水量为12.72亿m3，这一研究结果为灌区基于生态的水资源的合理配置提供了科学依据。     

引黄灌区有关问题与实现水沙配置的效益分析

随着黄河下游地区经济社会的发展,大型引黄灌区水沙配置面临着经济、社会和环境3个方面的问题亟待解决。本文在总结引黄灌区几十年水沙分配措施经验的基础上,提出大型灌区水沙配置工程主要有渠首集中沉沙、远输集中沉沙和泥沙分散3种类型、6种形式。初步论述了水沙配置方案目标比较模型和技术可行性论证模型研究手段。提出水沙配置关键技术,主要为泥沙长距离输送技术、沉沙池动态调控技术和减少清淤和清淤占地技术。对灌区水沙合理配置若干环节的经济、环境和生态效益进行了初步分析。     

黄河下游引黄灌区泥沙灾害及治理研究

引黄灌区泥沙灾害具有时空分布的不均匀性、渐变性、多样性、危害严重性及治理难度大等特点.灌区泥沙灾害水平由灌区泥沙淤积量及分布、清淤泥沙处理量、灌区堆沙场地状况、自然气候条件以及灌区内人口密度等因素决定.提出了实施灌区水沙优化调度、改造渠道以提高渠道输沙能力、实施灌区泥沙资源的优化配置、植树造林改善灌区生态环境等泥沙灾害治理措施.     

水资源水质水量优化配置分析

本研究旨在实现水资源水质水量的优化配置,通过对水资源水质水量优化配置的生态经济学理论进行分析,指出水资源水质水量优化配置的概念,在内涵分析基础上确定了水资源水质水量优化配置的具体阈值原理和模型体系框架。同时对青海水资源水质水量的优化配置进行分析,指出不同区域的水资源水质水量需要进行针对性的优化配置。     

缺水灌区农业水土资源优化配置模型

考虑水资源和土地资源大系统特征,以灌区灌溉净效益最大为目标,建立缺水灌区农业水土资源优化配置模型,根据模型特点,提出多阶段人工鱼群算法。将模型应用于某大型灌区,得出灌区2015年平水年(P=50%)和一般干旱年(P=75%)3种主要农作物的优化种植面积以及水资源年内分配方案,结果表明:采用优化配置模型优化效果显著,2015年平水年(P=50%)与一般干旱年(P=75%)农业净效益比采用传统配置模式下的农业净效益分别提高7.5%和10.3%;多阶段人工鱼群算法对解决缺水灌区复杂的农业水土资源优化配置问题合理有效,为大系统优化问题提供了一种新的解决思路。     

梁山县陈垓引黄灌区水资源的优化配置

陈垓引黄灌区地处鲁西南大平原,黄河流经灌区西北部,灌区总控制面积5.44万hm~2,设计灌溉面积3.68万hm~2。该灌区多年平均水资源量为2.18亿m~3,其中引黄1.5亿m~3。人均占有480m~3,高于全省平均值。但随着黄河水资源的日益紧缺和国家对黄河水资源实行全流域统一调度,对灌区水资源必须采取新的调度措施,实行优化配置,使有限的水资源发挥最大效益。 1 水资源时空分布特点 1.1降水 陈垓引黄灌区多年平     

黑岗口灌区“十三五”期间引黄水量分析

开封市黑岗口引黄灌区,是国家粮食主要产区和优质小麦生产基地。针对灌区水资源存在的问题和"十三五"期间的建设变化,通过分析和水资源供需平衡计算,认为需要采取措施,提高水资源利用率、改变传统的灌溉方式等及"十三五"的节水改造工程实施。可节约水量达1566万m3/a,黄河引水2664万m3/a,满足灌区发展需求。