基于点-面两层结构的复杂网络方法评估海河流域水网连通性

河湖水系连通是指通过修建渠道、挖掘河道、改造湖泊等方式,将不同河流、湖泊之间相互连接起来,形成一个相互衔接的水系网络。基于复杂网络方法,从节点和子流域两个层面对海河流域水网的连通性进行分析。在子流域层面,用平均度指标评价流域连通度,用网络直径等指标辅助分析流域整体水系连通情况;在单个节点层面,用度指标、中介中心性指标分析流域水系各节点连通度的分布情况,实现了节点微观与流域宏观的结合。同时,引入聚类系数指标,获得每个子流域河网的空间分布特征。通过对研究结果的合理性评估,认为应用复杂网络方法能全面分析流域水系特征及连通情况,具有良好的应用前景。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

海河流域防汛指挥调度系统建设的探讨

本文根据网络节点原理 ,以海河流域为示范 ,将流域概化为通过各种单元节点紧密联系起来的网状体系。同时闸述了在流域概化节点模型的基础上建立流域防汛信息管理、洪水预报、联合调度、灾情评估的方法     

南昌市公交网络的鲁棒性分析

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交性能的重要性指标,对其进行研究有助于更好地提出优化措施.以南昌市公交网络为例,构建了L-space网络模型,并对网络在度攻击、介数攻击和随机故障3种方式下进行了鲁棒性分析.结果表明,公交网络在度攻击和介数攻击下鲁棒性要差于随机故障,而基于初始网络和重新网络的攻击,则有RB>RD>ID>IB的特点.     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响，基于复杂网络脆弱度理论，构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标，进而提出一种输电线路脆弱度评估方法。该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度。根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标，从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次，提出了局部变化量指标，从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度。上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集。对互补性指标集进行了归一化处理，得到综合脆弱度指标。通过对IEEE 30节点系统的仿真分析，验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性。     

基于水功能区划的海河流域重要河湖健康评估体系

水功能区划管理和河湖健康评估是两种不同的水资源管理制度。为构建海河流域重要河湖健康评估方法,结合海河流域基本特征,根据不同水功能区的自然属性和主导水体功能类型,确定河湖评估的重点并设置不同水功能区评估体系各属性权重及评估指标,建立了基于水功能区划的海河流域重要河湖健康评估体系,该体系包含水文特性、形态结构、水质特性、生物特性、社会服务功能5个属性层25项河流健康评估指标和24项湖泊健康评估指标;同时,选择漳河作为代表性河流构建河流健康评估框架。利用基于水功能区划的河湖健康评估体系评估海河流域重要河湖健康状况,有助于促进水功能区水质、水量和水生态三者统一管理,为海河流域重要河湖管理与生态系统保护提供技术支撑。     

基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法

输电网络重构是电力系统大停电或部分停电后进行恢复的第2个阶段,如何确定恢复的目标骨架网络及其恢复路径序列是该阶段的主要任务。文中提出了一种新的基于加权复杂网络模型的输电网络重构优化算法,考虑了节点有功发电出力和有功负荷（特别是重要负荷）的大小以及各节点在网络中的分布情况和重要性程度,并利用了加权复杂网络模型中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径。该算法可以得到最优的恢复路径序列和目标骨架网络,克服了现有方法在确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个输电网络重构环节严重脱离的缺点,并在一定程度上解决了现有的恢复路径优化方法采用专家经验或分段寻优策略而无法得到最优解的问题。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的方法的基本特征。     

海河流域平原河流生态修复模式研究Ⅱ——应用

应用"海河流域平原河流生态修复模式",研究海河流域平原河流的生态修复.北运河、永定河和卫河是海河流域具有代表意义的生态受损河流.以这3条河流为例,通过分析它们的水量、水质、生境现状,结合建立的修复模式体系,提出相应的生态修复模式.在此基础上,讨论并提出海河流域其它18条平原河流的的生态修复技术.     

海河流域区域干旱特征的分析与研究

海河流域素有“十年九旱”的说法,是我国水资源短缺问题非常严重的地区.根据海河流域1951～2001年的逐月降雨资料和历史的灾情文献记载,采用游程理论识别拟定了适合海河流域干旱状况的干旱指标,并用该指标分析了海河流域典型干旱年份的旱情区域分布特征,给出了各等级干旱的区间分布.结果表明干旱现象具有明显的地区差异,不同地区在干旱规划管理中应采取相应不同的措施.     

贵州典型喀斯特流域水资源可持续利用对策研究

本文基于喀斯特水资源与生态环境之间的耦合关系,建立了典型喀斯特流域水资源可持续利用评价模型,即采用模糊综合评判作为主要评价方法,确立了评价体系,通过改进层次分析法确定了指标权重,划定了评价指标等级,并根据相对隶属度原理,建立相对隶属度公式确定了评价矩阵.应用该评价模型对选取的典型喀斯特流域进行评价,通过评价发现问题并提出了相应的对策措施.     

基于拓扑结构和空间网络结构的水系连通性评价

保持河湖水系连通是流域内物质流、能量流、信息流和物种流保持畅通的基本条件,河网水系连通性定量评价十分重要。利用图论理论、连通性指数和空间网络中心性评价指标,以湖北省大悟县滠水-刘家集河-上西大河片区为例,分析其水网连通情况。结果表明:①图论指标从整体上度量了水系网络的连接特征,研究区水系网络复杂程度一般;②水系网络连接度指标分析度量了各河链连接特征的重要程度,长度长或处于主干道的河链对水系网络整体连接特征的重要程度高;③水系网络的中心性分析能揭示汇点或是河链不同方面的重要程度,孤立的小的水系组分的中心性值易高。邻近中心性分析有助于发现水系中较主要的主干水系;中介中心性分析有助于发现水系中处于主要连通的汇点或河链;直线中心性能发现水系网络中较为曲折的河链。研究结果完善了水系连通性评价,对水系连通工程设计和河流健康治理工作具有一定参考价值。     

分层水资源网络及其应用

本文以水资源系统概化方法为基础，提出构建分层水资源网络的理论和方法。对不同水源运动过程进行划分，分割出包括地表供弃水、河网输水、污水排放、外调水传输和地下水等多层水源网络。通过分层网络系统描述不同物理意义的水力联系和水量平衡关系，量化不同网络水源之间的相互转换和影响，明晰了不同水源运动转化过程，从方法上简化计算过程。最后以海河流域水量平衡模拟为例，检验了其有效性。     

太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

海河流域水资源脆弱性及其评价

水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标,其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标,利用层次分析法确定各指标的权重,综合相关研究及经验确定各指标的标准值,综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究,海河流域现状的水资源脆弱度为59.7,属于中度脆弱区;在未来气候变化条件下,经过人工水资源调控措施,海河流域2020年、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63,证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。     

基于不同信息程度攻击下的长距离输水系统抗毁性研究

综合运用图论和复杂网络理论,构建了长距离输水系统网络拓扑结构图,选取破坏效率较高的节点攻击,分别在输水系统网络拓扑结构信息未知、部分已知和全部已知的情况下展开随机攻击、条件攻击和蓄意攻击,进行了3种攻击策略下输水系统抗毁性的仿真试验,并在网络拓扑结构信息完全获取的情况下采用度、介数和接近中心性3种特征参数量化节点重要性,分析了输水系统对不同节点重要度参数的抗毁性响应。研究结果表明:不同攻击策略下的破坏效率呈现为蓄意攻击>条件攻击>随机攻击,对拓扑网络结构的信息获取程度越大,攻击效率越高;完全信息攻击下的输水系统抗毁性受节点的介数影响较大,受节点的度影响较小。本研究可为长距离输水系统的重要设施识别及保护提供理论支撑。     

西控工程对望虞河西岸地区防洪的影响

为了评估西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响,以望虞河西岸为研究区域并结合其水文特性,构建了适合于模拟平原河网地区产汇流过程的MIKE11水文水力模型并利用当地降雨、水位等实测资料进行了率定。通过模拟50年一遇设计暴雨情况下的不同工况,得到研究区域内水系各节点的水位等要素变化情况,并依此分析了西控工程对望虞河西岸地区造成的防洪影响。结果表明:西控工程运行后,研究区域内重要节点的最高水位抬升明显,部分地区有遭受洪水淹没的风险;MIKE11水文水力模型对于分析平原河网地区河流沿线闸控影响具有较高的应用价值。     

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统是GEF海河项目的核心内容之一,是海河流域水资源和水环境管理信息的存储、管理和共享交换中心;利用先进的3S（GIS/RS/GPS）和IT技术,建设流域水资源与水环境知识共享平台,实现海河流域水利与环保部门之间的信息交流与共享;以遥感监测ET为管理措施、水功能区为管理单元、水权为管理核心、模型为支撑工具、取水许可与排污许可为控制手段,构建海河流域水资源与水环境综合业务管理系统;该系统的建设为加强海河流域水资源与水环境综合管理,促进各级水行政管理部门间的协调合作,改善海河流域水资源与水环境状况提供了重要的技术手段和成功经验。     

基于改进图论法的平原河网水系连通性评价

基于改进的图论法,概化河网水系为图模型,考虑水量对河网水系连通性的影响,以反映流域水量指标的连通因子为权值,构建水系连通度定量评价模型,应用MATLAB计算河网加权连通度,实现对河网水系连通性的定量评价。以秦淮河流域为例,构建HEC-HMS水文模型,模拟流域短期和长期洪水过程,分析不同规模洪水过程下流域河网水系的连通程度,基于连通度定量评价结果对连通性进行等级划分。结果表明洪量与连通度基本符合线性关系;短期洪水过程与长期洪水过程相比的连通等级较差;构建的评价模型具有良好的适用性和可靠性。     

我国水资源利用效率和节水潜力

为分析我国水资源利用效率和节水潜力,以海河流域为参照地区,基于1999年、2002年和2007年全国和海河流域水利投入占用产出表,通过比较全国和海河流域分部门的用水效率,建立了分部门节水潜力的计算模型,并应用该模型计算了全国相对海河流域生产部门中分三次产业和分51部门及消费部门中居民部门的节水潜力。计算结果表明:全国相对海河流域的总节水潜力在1999—2007年期间不断扩大;全国第一产业和第二产业中的工业部门相对海河流域的节水潜力较大,第二产业中的建筑业和第三产业相对海河流域的节水潜力较小;全国居民部门相对海河流域的节水潜力主要体现在农村居民部门,城镇居民部门相对海河流域的节水潜力为负。从细分的51部门来看,除农业部门以外,全国相对海河流域节水潜力较大的部门主要有电力及蒸汽热水生产和供应业(不含水电)、化学工业、金属冶炼及压延加工业、造纸印刷及文教用品制造业、食品制造及烟草加工业等。