通用水资源调配模型WROOMⅠ：理论

本文首先结合国内外水资源调配模型的研究现状,分析比较了几种模型的特点和差异;然后针对国内水资源调配模型存在的模型通用性差、软件化程度低、不能同时支持调度与配置等问题,开发了具有自主知识产权的通用水资源优化调配模型WROOM（WaterResourcesOptimalOperationModel）。 具体从系统网络概化、模型结构、目标函数及结果统计等4 个方面介绍了WROOM模型的理论方法,在此基础上还介绍了 WROOM模型的建模工具、开发的模型软件体系以及模型求解的基本方法等。     

通用水资源调配模型WROOM I：理论

本文首先结合国内外水资源调配模型的研究现状,分析比较了几种模型的特点和差异;然后针对国内水资源调配模型存在的模型通用性差、软件化程度低、不能同时支持调度与配置等问题,开发了具有自主知识产权的通用水资源优化调配模型WR00M（Water Resources Optimal Operation Model）。具体从系统网络概化、模型结构、目标函数及结果统计等4个方面介绍了WROOM模型的理论方法,在此基础上还介绍了WROOM模型的建模工具、开发的模型软件体系以及模型求解的基本方法等。     

WROOM模型及其在渭河流域水量调度中的应用

通用水资源优化调配模型WROOM作为将优化与模拟技术相结合的水资源系统模型,能很好地进行水资源调度问题求解。现根据渭河流域水量调度实际需求,对WROOM模型进行了改进,建立了渭河流域水量调度年调度模型及月调度模型,实现了渭河流域水量调度方案自动化编制,提高了水量调度管理工作的科学化水平。     

河北省南水北调中线受水区水资源统一调配方案研究

针对南水北调中线受水区外调水及当地地表水来水过程的不均匀性及来水频率的不确定性、供用水系统的复杂性(多水源、多工程、多用户)等特点,以河北省南水北调受水区为研究对象,以多目标群决策理论和大系统分解协调理论为指导,以优化与模拟为主要技术,构建了基于MIKE BASIN的1+7受水区水资源优化调配模型,制定了基于不同年份、不同保证率、不同节水水平、不同用水户需求条件的受水区水资源优化调配方案。在2020年供受水区来水频率组合(引江水P=50%、当地地表水P=50%)条件下,对基本节水及高效节水的优化调配方案优化效果进行了分析,以期在充分利用水资源、满足需水要求的情况下,寻求多水源与多用户之间最优的配水方案,实现区域综合效益最大化,促进区域经济可持续发展。     

中原城市群水资源综合调控方案与效果评价

结合中原城市群水资源系统现状,考虑系统内南水北调中线工程、黄河引水和大型水库跨城市供水的特点,针对供水和需水结构两方面设置12个水资源调控方案。从水资源-经济-生态系统的角度构建水资源调控效果评价指标体系,利用人工神经网络综合优选模型对不同方案水资源调控效果进行评价和优选。结果表明:采用黄河干流+南水北调+大型水库联合供水方案以及第三产业生产总值增加40%的需水方案组合的调控措施,对于中原城市群整体的水资源调控效果比较明显,即在基本供水方案的基础上,突破黄河干流、南水北调、大型水库等原分水指标限制,统一调配共用水源的水量,结合产业结构调整,可以取得较好的调控效果。     

南水北调供水区水资源优化配置研究

为了充分发挥南水北调工程效益,提高城市供水保证率和整个受水区总体供水效益,通过对当地地表水、地下水、城市污水与南水北调中线来水的优化配置研究,提出各种水资源优化配置方案以及不同水情、工情下的水资源调度原则,为河北省南水北调工程实施后的管理调度提供科学依据.     

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。     

南水北调中线与汉江中下游地区的水资源利用关系研究

从水资源可持续利用的角度，比较系统深入地分析了不同水平年中线不同调水方案对汉江中下游干流供水区水资源供需关系的影响，以及汉江中下游干流供水区不同经济发展条件下的水资源需求对中线可调水量的制约关系。在此基础上，提出了南水北调中线和汉江中下游干流供水区水资源可持续利用的对策建议。     

南水北调来水对北京市供水的影响

南水北调工程对于调节水资源的区域性分布差异, 具有非常重要的现实意义, 被视为是解决北京市缺水的根 本性措施。基于多年来和近年来北京市用水需求和可供水量实际数据, 对北京市水资源供需平衡进行了分析。研 究认为北京市水资源供需严重失衡, 每年需要过度开采 10 余亿 m 3 的地下水才能满足用水需要。南水北调中线工 程投入使用之后, 能够为北京市提供年均 10 亿 m 3 的供水能力, 在一定程度上缓解北京市的供水紧张局面, 并且对 北京市的供水水质、 供水保证率、 供水价格等都有着较为深远的影响。为实现北京市水资源的最大化利用, 提出了 水资源优化配置方案。     

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。     

水资源系统分析方法在引大入秦工程水资源优化配置中的应用

运用水资源系统分析理论，以引大入秦工程供水能力、供水区需水量为约束，以工程效益、社会效益为目标，建立水资源优化配置的多目标线性规划模型，并求解该模型，以确定优化配置方案，并分析评价了配置方案对灌区生态环境的影响。     

南水北调与引滦供水联合调度初探

分析京、津、唐区域需水状况和南水北调中线供水(引江水)及滦河流域来水、供水(引滦水)情况,根据南水北调中线工程、引滦工程和相关河系相连互通现状,采取区域水资源联合调度,实现引江水与引滦水的优化配置和对冲平衡,最大限度地节约和高效利用水资源,减少对自然的干扰,使其达到顺其自然、顺应自然的目的。其联合调度的思路和方案可用于南水北调中线受水区北京市、天津市及沿线各有关城市和供水水源,实现跨流域、大空间的水资源优化配置。     

汉江流域水资源配置模拟模型研究

将已有的水资源配置模拟模型应用于南水北调中线水源区-汉江流域的水资源配置。将汉江流域水资源系统概化形成网络节点图;根据汉江流域的实际情况,拟定重要水库的供水调度规则;模拟计算流域水资源供需的各个方面,并简要分析南水北调中线取水对丹江口下游的水资源配置的影响,试图为汉江流域水资源的合理高效利用提供一种分析技术手段。     

南水北调中线工程供水区缺水状况

为了配合南水北调工程论证审查工作，进一步研究中线供水范围尤其是京，津，冀地区的缺水情况，长江委组织沿线京，津，冀，豫４省对中线供水范围内的水质资源供需关系，采用较新资料进行复核。在复核中充分考虑了技术进步，产业结构调整，节水措施，污水回用以及水资源合理调配等各种因素。     

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。     

基于改进粒子群算法的水资源优化调配模型研究

为了缓解忻州-阳泉地区日益凸显的水资源供需矛盾,建立了以研究区供水、发电和生态为目标的区域水资源优化调配模型,同时提出了定权重目标比适应度函数,将复杂的多目标问题转化为易于求解的单目标问题。在求解模型过程中,使用S型递减函数计算惯性权重并结合定权重目标比适应度函数简化求解,改进了粒子群算法。通过丰、平、枯3种不同来水条件下的情景模拟验证发现：改进粒子群算法运行前期全局搜索能力得到提升、中期搜索速度加快、后期局部收敛能力得到保证,在求解过程中不易陷入局部最优解;根据模型计算得出的水资源优化调配方案能够真实有效地反映研究区域的供水要求、均衡优化年内水资源分配、平衡区域之间的水资源供需关系、协调各目标之间的满足情况,模型具有可行性。     

南水北调中线供水区水资源特性分析

南水北调中线供水区的工农业生产在我国占有重要地位，唯水资源不足制约工农业的发展，本文根据供水区各省（市）提供的水资源评价资料，对中线供水区水资源量及其时空分布规律进行了分析评价，在此基础上，对供水区主要水资源性和问题进行了分析，结果表明，中线供水区水资源较为匮乏，急需从外流域引水补源。     

中原城市群水资源承载力调控措施及效果分析

水资源短缺制约着中原城市群的协调发展和城市群总体功能的发挥。为提高水资源承载能力,采用水资源承载GDP总量和人均GDP表征城市群的水资源承载能力,采用系统的思想,把中原城市群作为一个完整系统,遵循系统内水资源共享的原则,从供水结构调整、水资源高效利用、经济结构调整和人口分布调整四个方面构建调控方案。基于水资源优化配置模型,分析各调控措施对提高中原城市群水资源承载能力的效果。结果表明:调整各城市黄河引水指标及南水北调中线引水指标、提高水资源利用效率、提高第二和第三产业比重、改变各城市人口分布,都能不同程度地提高城市群的水资源承载能力;采用各项调控措施时,水资源承载的经济总规模为35 216.1亿元、人均GDP为77 356元,超过规划的2020水平年中原城市群经济发展规模。     

基于单元优化配置方法的陕西省关中地区水资源配置研究

水资源问题已经成为制约陕西省关中地区经济社会发展的瓶颈。为此,建立了省内南水北调受水区水资源单元优化配置模型,采用遗传算法求解该模型,并建立了该地区水资源单元优化配置系统。单元优化配置和常规配置的结果对比表明：在保证各供水保证率前提的基础上可以减少总缺水量9 875万m³。这一结论可为陕西省关中地区合理配置水资源及确定引汉济渭工程调水量提供借鉴。     

泛流域水资源系统优化研究

南水北调西线工程将雅砻江、大渡河和黄河连为一体,形成泛流域水资源系统,涉及确定合理的调水总量、调水规模与布局以及调水量合理分配等关键技术问题。针对该复杂大系统,研究跨流域水资源多维尺度模拟和优化方法,建立了3层结构的泛流域水资源时空优化调配模型系统,将调水区7条河流与黄河受水区67地市统一优化调配。采用大系统协调技术和嵌套遗传算法动态调节机制求解泛流域水资源优化分配问题,提出了一套适宜的调水规模、工程布局及调水量空间合理分配方案,为南水北调西线工程的宏观决策提供科学支撑。