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。     

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。     

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.     

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...     

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。     

金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究

为验证梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法的合理性与普适性,在金沙江流域开展实例分析。首先考虑洪水预见期变化,应用动态多目标算法高效求解调度模型;然后评价汛期运行水位协同浮动调度的风险与效益;最后推求乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库的汛期运行水位协同浮动关系。研究结果表明：相比年汛限水位静态控制调度方案,梯级水库汛期运行水位协同浮动调度方案在不增加防洪风险前提下,各水库汛期运行水位均可适当抬升,汛期多年平均发电量和电站弃水减少量的最高值(改善率)可达1071亿kWh(11.1%)和649亿m³(14.3%),有效提高了洪水资源利用水平,综合效益巨大。     

陆浑水库旱限水位技术方案的分析与计算

随着全球气候的变化,我国干旱灾害频发,大型水库在抗旱中的作用越来越凸显。陆浑水库系大(一)型综合水利枢纽工程,功能兼顾灌溉、发电及供水等。由于所处地理位置限制,时空降雨分布极不均匀,加之近些年极端天气出现频率的增加,干旱年景出现的次数增多,给下游广大地区的农业生产和居民生活用水造成严重影响。依据国家防汛抗旱总指挥部办公室文件(办旱一〔2011〕32号)关于《旱限水位(流量)确定办法》的文件,综合考虑陆浑水库所承担的农业灌溉、工业生产、城乡供水和环境生态等主要供水任务,从1987—2012年26年的来水量、水位等资料进行统计、计算、分析,并结合一定设计来水情况及水库自身特点,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,比较合理的计算出应采取抗旱措施的水位——旱限水位。     

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。     

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。     

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。     

基于供求关系和生产函数的灌区水量使用权交易模型

随着市场在资源配置中的作用日益重要,水权交易对优化水资源配置、提高用水效率、促进节水势在必行,现已成为我国最严格水资源管理制度试点建设的重要内容之一。本文运用水资源系统分析与经济学理论,建立了基于供求关系和生产函数的灌区水量使用权交易模型,该模型以交易双方各自收益最大化为目标,由C-D生产函数和供求关系确定水资源价值,以纳什均衡价格和供需水量为约束确定交易水量和交易收益。经湖北省高关水库灌区与应城市水量使用交易应用研究,结果表明:高关水库灌区随着节水深入,2013年现状、2020、2030规划水平年在50%平水年交易水量最大,分别为3 744.78万m3、4 743.51万m3、5 829.13万m3;75%、85%干旱年交易水量分别减少到1 225.28万m3~4 180.79万m3,213.65万m3~1 570.17万m3;90%特旱年则不具备交易条件。通过双方交易,可使应城市2013、2020、2030水平年50%平水年缺水情况明显缓解,75%和85%干旱年缺水率降低;还可提高高关水库灌区净收益201.73万元~7 0541.97万元,应城市净收益88.37万元~131 669.00万元。但要根本解决应城市干旱缺水问题,需要建立灌区节水量交易收益补偿投入机制,调动节水积极性,充分挖掘当地节水潜力。这对建立健全我国水权交易机制和最严格的水资源管理制度,提高水资源利用效益与效率,指导节水型社会建设,保障城乡供水安全,具有重要意义。     

内蒙古包头市黄河灌区工程节水量计算

采用渠道衬砌前后单位长度渗漏损失差值计算工程节水量的方法,对内蒙古包头市黄河灌区实施渠道衬砌后进行计算,灌区总节水量8 310.01万m3,其中镫口灌区节水量4 709.06万m3,民族团结灌区节水量3 600.95万m3。灌区渠系水利用系数由现状的0.58提高到0.749,农田灌溉水利用系数由现状的0.41提高到0.674。该方法旨在为全面实施用水总量控制、提高农田灌溉水有效利用系数提供借鉴。     

基于主成分分析法的漳河灌区运行管理水平综合评价

基于漳河灌区1973-2006年34年的灌溉用水、作物种植、气象等资料,确立并计算了灌区运行管理水平综合评价指标的长系列值。采用主成分分析法进行漳河灌区运行管理水平综合评价,得到各年份的综合评分及其变化规律,从影响综合评分的主要因素出发分析了原因。结果表明,反映灌区经济效益和节水工程状况的指标对灌区综合水平的提高有较大正贡献率,而反映灌区水资源利用率的指标对其有较大的负贡献率。漳河灌区运行管理水平综合评分随时间上升．并且逐渐趋于平稳。     

南水北调中线工程是保证天津经济发展的重要条件

天津是北方重要的交通枢纽，综合性工业基地，现代化国际港口城市。总面积１．１万平方公里，总人口９２０万人，人均水资源量４７３立方米，仅为全国的１８％，各河进入市境的水量逐年减少。过境入海水量５０年代为１４４．３亿立方米，至８０年代降至９．８亿立方米，汛后各河基本无水可取，中央决定再次引黄救急，并于１９８３年兴建引栾入津工程。引栾水后人均水资源量也仅５９７立方米，仅占全国平均的２２．７％。最新预测，本     

水资源模拟模型在河南引黄灌区的应用

根据黄河下游河南引黄灌区的基本情况和特点，对黄河流域水资源模拟模型在该区应用中的技术和方法进行了分析，对所拟方案运算结果表明，采用经济灌溉定额，不但可以节约用水，而且灌区各项效益指标均有所提高或改善，对该区的水资源开发利用评价结果是：当地水资源严重不足，节约用水势在必行，“四水”联合运用可避免因黄河枯水或当地干旱对农业造成的重大损失。     

基于宽浅式破坏原则的水库旱限水位优化方法EI北大核心CSCD

针对旱限水位计算过程中干旱期需水多采用经验性调整系数确定存在主观性较强、合理性不足等问题,基于宽浅式破坏原则,以枯水年内月缺水率均值及其标准差最小为目标优化干旱期分行业需水,提出了水库旱限水位优化方法。以汾河水库与汾河二库为例进行优化效果分析,验证方法的合理性和可行性,结果表明:以优化后的旱限水位指导水库调度,可降低枯水年内的月缺水率均值及标准差;以50%作为严重缺水率阈值,优化后的旱限水位能够有效降低严重缺水月数;在连枯水年内,优化后旱限水位控制水库调度效果明显优于未优化的旱限水位,优化后旱限水位能够降低严重缺水情况的发生频率,符合枯水年内宽浅式破坏要求;旱限水位的设置保障了枯水年内各行业的用水安全,可减少极端缺水情况的发生,为旱灾防御指挥决策提供依据。     

小水源灌区高标准农田建设思路

以博山区为代表的山丘区地形复杂,地形高差较大,耕地面积形成规模小且分散。灌溉水源以小水库、小塘坝、小水窖、机井等小水源为主,该类型灌区普遍存在由于配套不完善无法将现有水源有效用于农田灌溉的问题,如何对小水源灌区采取措施,满足"旱能浇、涝能排"高标准农田建设要求成为这一区域内亟须解决的问题。本文分别从水源工程、田间工程和管理三方面分析应采取的具体措施,并结合本次高标准农田建设规划分析了采取措施后对当地产生的经济效益、社会效益和生态环境效益。     

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。