二层结构的流域生态调度研究Ⅱ：松花江流域生态调度实践与应用

随着生态文明建设、人水和谐理念的深入,生态调度也从理论方法研究进入实践应用阶段,但从工程生态调度到流域生态调度仍有诸多技术问题。本文以流域生态调度需求迫切的松花江流域为例,在梳理流域经济发展与生态保护需求的基础上,构建松花江流域二层结构流域生态调度模型,在流域层面水量总体配置的基础上针对重点生态断面、水库进行生态优化调度。通过从流域水量调控到断面生态流量调度的耦合分析,给出不同方案流域水量供需平衡和水源配置基础上的重点断面生态调度结果,提出重点水库的调度规则优化方案,验证了二层结构流域生态调度模型的实际应用效果,可为流域生态调度实践和相关研究提供依据和参考。     

流域水资源生态配置与调度研究综述

水资源是人与自然共同依赖的关键资源,水资源配置与调度在水利工作中具有重要地位。传统的水资源配置与调度注重区域间和行业间的水量分配,存在挤占生态用水的现象。流域水资源生态配置与调度是以流域重要生态保护目标为核心,通过工程措施和非工程措施,统一调配各种水源,协调社会经济与生态环境之间的水矛盾,促进流域生态健康和可持续发展。在开展流域水资源生态调度时,要科学计算生态需水以及可供水量,制定合理的水利工程生态调度规则,同时注重发挥各种非工程措施的作用。     

跨流域调水工程水量配置与调度耦合方法研究

以实现外调水总量分配和工程运行调度的耦合为目标,通过构建外调水工程与本地水系统的整体框架,分析跨流域调水配置与工程调度的关系,建立从配置到调度的耦合模拟模型,提出从区域水量配置到工程调度的方案。在给出调水总量配置方案后,分析在工程运行约束条件下的水量配置实施过程,对不合理的水量配置进行检验反馈,通过外调水与本地水补偿配置调度耦合算法对可行的水量配置进行优化,提出区域工程调度方案。将模型应用于南水北调东线的外调水配置调度,结果表明:跨流域调水配置模型进行受水区水量分配,Res-Sim水力学模拟模型考虑不同输水工程段,两个模型通过渠段与受水区的关联建立了数据映射关系,实现了从配置总量到调度需求的耦合;耦合模拟模型可以将中长期尺度的配置成果和短期尺度调度模型有机结合,将配置成果分配到调水工程的工程节点,并对其运行进行优化。研究成果可以为水量配置和调度的集成化研究提供借鉴。     

基于图论的韩江流域水库群生态调度

采用水文学方法计算了韩江流域干支流重要控制断面的生态流量目标;基于图论原理,根据流域内干支流水系特征、重要水利工程和控制断面分布情况构建了韩江流域河网图模型;考虑河段区间来水、河道外取水、引调水等边界条件以及流域水库群水量调蓄作用,开展了河网水量平衡计算,确定了河网节点流量。通过计算水库坝址所在断面的天然生态基流,提出了耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则;借鉴大系统聚合-分解思想,提出了韩江流域河网图模型迭代优化求解思路;通过选取不同典型年来水过程,评估了常规调度情况下控制断面生态流量保障程度,并在此基础上进行优化调度,分析流域水库群生态调度保障潜力。结果显示,耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则能够让水库在独立运行的情况下,基本保障不同来水条件下的控制断面生态流量需求;韩江流域水库群可通过开展联合优化调度满足控制断面生态流量需求;基于图论方法开展流域水库群生态调度具有可行性和实用性。     

松花江干流2023—2024年度水资源调度计划分析

为落实松花江干流(佳木斯以上)流域水量分配方案和水资源调度方案,本文在来水预测分析和年度上报需水的基础上,明确年度用水指标和断面下泄水量指标,从调度目标、调度范围和调度期、工程调度原则和支流调度要求等方面,研究并提出松花江干流(佳木斯以上)流域2023—2024年度水资源调度计划。分析成果可为流域年度水资源调度工作提供技术依据和指导作用,更好地保障流域供水、航运和生态安全。     

基于RIA和云计算的雅砻江流域梯级生态调度决策支持系统

以雅砻江流域梯级水电站群生态调度决策支持系统为背景,分析流域梯级水电站群生态调度原则,研究生态流量计算方法,建立生态调度模型,提出水电站群生态调度决策方法,探讨构建该决策系统的解决方案和关键技术。以RIA（Rich Internet Applications）为平台建立基于云计算的分布式、可扩展的生态调度决策支持系统。     

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。     

黑河水量统一调度实践与探索

为解决黑河流域生态系统严重恶化、水事矛盾突出的问题,国家决策实施黑河水量统一调度,进行了较大规模的流域治理。针对6年来黑河水量统一调度实践中存在的问题,提出了相应的对策措施:①全面启动实施黑河“二期规划”;②加快干流骨干工程和中游河道整治、口门合并等工程建设;③严格控制中游地区耗水总量;④健全并完善水量调度管理体制和运行机制;⑤尽快制定出台相关法律法规和经济补偿机制;⑥进一步完善水量调度技术措施等。     

永定河流域水文演变与多水源联合优化调度

水资源是保护修复永定河生态环境功能、维护河流生命健康的控制性因素。永定河流域水资源极为紧缺,且地表水资源量呈显著衰减态势。为实现紧缺严苛的水资源条件下永定河生态水量的有效保障,系统解析了流域水文演变特征,核算了分河段基本生态水量和多水源生态补水潜力,建立了耦合水资源供用耗排过程和水工程群联合运用的多水源优化调度模型,提出了常规和极端情况下的多水源生态水量调度方案和基于降水年型研判的调度方案运用方式。研究成果为有效保障永定河生态水量、提升应对变化环境的韧性提供了关键方法和模型,为华北地区其他河流生态保护修复和综合治理提供技术参考。     

关于北江生态流量调度的对策与措施

北江是珠江流域四大水系之一,其干流控制断面石角站来水量不仅能够表征北江流域河道内生态流量情况,还可在珠江三角洲咸潮期配合西江水量调度,控制思贤滘断面进入三角洲水量,对保障粤港澳大湾区供水安全有重要意义。首先对北江流域控制断面生态流量的现状保障情况进行分析,针对存在问题提出水库群调度模型,开展流域内生态流量调度研究,提出北江流域生态流量调度方案。     

塔里木河流域水量调度决策支持系统

塔里木河流域地处西部干旱区,气候极端干旱,降雨稀少,蒸发强烈,水资源相对贫乏,生态环境脆弱.尤其是源流区用水增加致使干流来水量逐年减少,干流下游河道断流,尾闾台特玛湖干涸,具有战略意义的绿色走廊濒临消失,必须加强流域水量统一调度.现介绍了塔里木河流域水量统一调度决策支持系统,该系统具有来水预报、需水预测、调度方案编制和调度总结等功能.该系统从流域社会经济─水资源系统和河道来水─引水两个方面优化调度流域水资源,建立的水量调控模型框架和水量调度模型,能够适用于大型流域多水源、多用户复杂条件下的水量调度,具有可操作性和普适性强的特点.     

水库生态调度的内涵与决策目标研究

针对传统水库调度存在的过分重视经济与社会效益、忽视流域生态环境保护的问题,提出水库生态调度应遵循保障基本生活与生态需水量、平衡防洪与生态保护的关系等原则,以及水库多目标生态调度的核心目标。在此基础上,在综合考虑库区以及下游防洪安全与生态环境目标的前提下,提出充分发挥水库水资源的经济、社会与生态效益的生态调度综合效益以及特征流态决策目标模型,并构建了基于指标体系法的黄河银川段实施水库生态调度的价值决策目标评估模型,同时探析了该区域实施分时段多目标协同调度模式的特征。针对水库生态调度中存在的问题,提出了实施分时段的多目标协同调度模式、完善生态需水量与生态适应性管理等对策。     

塔里木河流域水量调度优化模型研究

针对塔里木河流域水量调度问题,建立以经济和生态效益最大化为目标,满足种植业水量优化配置和生态水有效配置的优化调度模型.模型运用遗传算法对种植业水量进行优化配置,以保证农业生产效益的最大化;并以生态需水水量和生态需水警戒级别为基础,将有限的水量按照轮灌法分配各个生态单元的生态用水;同时运用自适应理论,根据最新的水文信息和引水信息逐时段地调整各个用水单元的水量分配过程,以保证优化模型分配的水量能够进行有效的调度.以塔里木河流域2005调度年为例,对模型进行了初步验证,结果表明,优化调度模型可以有效进行水量优化配置和实时控制,为流域生态恢复和经济发展提供了良好的决策参考.     

洪泽湖多目标水量调度决策模型及其应用

针对洪泽湖水量利用与生态水位维持这一矛盾开展多目标水量调度决策方法研究,构建贴近适宜生态水位 （生态效益）、缺水率最小、引水量最小、入湖水量改变度最小等目标的多目标调度模型,考虑生态效益目标与水 资源利用目标的不可共度性及决策者偏好模糊性特征,采用多目标模糊决策法从非劣解集中筛选最适宜调度方 案。结果表明：多目标模型解集反映生态效益和经济社会效益的置换关系,贴近适宜生态水位的调控方式在一定 程度上降低洪泽湖调蓄能力,与水资源利用形成矛盾关系;模糊决策法筛选的均衡调度策略可以有效反映决策者 的偏好情况,并提供适用于不同情景的优化调度方式;生态目标优先方案通过减少供水、增加引水量、调节入湖 水量等方式有效补充生态用水,可将生态水位偏离差降低至 0.30?m,可为生态优先原则下的适宜调度策略制定提 供参考。     

应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则研究

梯级水库群联合优化调度是复杂流域应对干旱的重要手段。根据黄河流域干旱年份来水和用水的特点,构建应对干旱的黄河梯级水库群优化调度模型,以节点供水权重和水库蓄泄过程为决策变量,通过长序列模拟与优化相结合计算,分析典型干旱年份水库群调度与缺水变化的响应关系,提出不同来水、旱情需水条件下应对干旱的黄河梯级水库群水量调度规则,为流域抗旱减灾体系建设和水量调度工作提供技术支撑。     

韩江流域枯水期水量调度实践

基于韩江流域枯水期水量调度实践,简要介绍了韩江流域水资源分配成果,系统总结了韩江流域骨干水量调度工程体系构成、主要采取的水量调度措施及可以推广应用的调度经验.并以2020年10月至2021年3月枯水期韩江流域水量调度为例,对应对流域历史罕见旱情,实施流域水量统一、科学、精准调度,确保流域供水安全和生态安全进行了分析总结.     

东江流域下游水文情势的改变度研究

【目的】水利工程的修建和运行会改变流域下游的天然水文过程，造成生态影响。定量评价水利工程对流域水文过程的影响，是完善工程调度和恢复下游生态流量过程的基础。针对目前流域水文改变度研究中对水库调度的影响分析不充分的问题，提出一种新的研究思路。【方法】以广东东江流域为例，采用耦合水库调度过程的分布式水文模型，以现行水库调度方式下的流量为基础，计算并分析水库修建后和水库不同下泄流量情境下东江下游博罗站水文过程。评估在相同气象和下垫面条件下水库的修建运行对流域下游水文情势的影响程度。【结果】结果显示：(1)东江流域新丰江、枫树坝和白盆珠三大水库的修建和运行显著改变了下游博罗站的月流量过程、年极值流量以及年内径流改变率等水文指标，尤其是高低流量出现频率、流量增加率减少率和流量逆转次数改变较大；(2)新丰江单库运行阶段的整体水文改变度为70.90%,枫树坝和新丰江双库调度阶段的整体改变度为70.96%,三大水库联合调度阶段的整体水文改变度为71.77%,均属于高度改变；(3)提高上游水库的月最小下泄流量阈值，对下游的水文改变度较为明显，其中对新丰江坝下水文改变程度最显著。【结论】结果表明：分布式水文...     

辽河流域水质水量联合调度方案综合评价

以保障流域水体功能改善为导向、河流水环境容量改善和调控为切入点,对于不同的调度情景,通过水质、水量仿真模型模拟调度过程,给出调度方案集。针对辽河流域的具体情况,将辽河流域水质水量联合调度方案综合评价从物理特性、社会经济、自然环境、野生动植物影响等4个方面构建由14个评价指标组成的联合调度评价体系,采用FuzzyAHP方法实现对不同调度方案的评价。     

黑河流域生态调水重大问题思考

2000年黑河流域开始实施生态水量调度,近20 a来取得了显著的经济、社会和生态效益。系统总结了水量统一调度以来,黑河流域生态调水工作取得的进展,梳理了流域水资源管理与调度、水资源配置等方面的最新成果,分析了黑河生态水量调度面临的重大问题,并提出当前及今后一段时期主要科技需求:黑河上游降水径流预报,中游地区农业用水和"降水-地表水-地下水"转化规律研究,黑河流域地下水和生态监测系统构建,不同来水条件下黑河下游生态保护目标,黄藏寺水库的调度运行方式研究,智慧黑河关键技术与示范研究。     

黑河水量统一调度助力流域生态复苏的实践与展望

2000年黑河流域开始实施干流水量统一调度。20多年来，黑河生态调水取得了显著的生态、经济和社会效益。回顾了2000年以来黑河流域生态调度工作取得的进展，分析了生态调水面临的问题，从推进流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理四方面提出当前及今后一段时期的重点工作。