黄河流域水资源均衡调控理论与模型研究

变化环境下缺水流域正面临日益严峻的水资源供需矛盾,用水效率与公平协调难度极大。本文在梳理总结已有水资源调控理论的基础上,建立了适用于黄河等缺水流域的水资源均衡调控理论与方法。基于社会福利学原理构建了统筹用水效率与公平的水资源均衡调控函数,通过水资源均衡调控函数引导水资源配置。综合水资源经济价值、社会价值和生态价值,建立了用水效率表征指标;统筹地区公平和行业协调,建立了用水公平表征指标。以黄河流域为例,建立了黄河流域水资源均衡调控模型,进行黄河流域水资源均衡方案分析。实例研究结果证明,该模型通过兼顾用水效率与用水公平目标,为黄河"87"分水方案优化提供技术支撑,也可为其他缺水流域或区域的水资源均衡调控提供技术方法。     

一个雨雪混合洪水预报模型及其应用

在总结暴雨融雪混合洪水形成规律的基础上，讨论了雨雪混合产流模型结构，利用临界温度来判断降水的形式和融雪因子，同时考虑降雨引起的融雪量，结合LI-Ⅰ分布式水文模型建立一个雨雪混合洪水预报模型．利用新疆塔城地区喀浪古尔河流域暴雨融雪洪水资料进行模拟和验证．模拟和验证结果表明，预报模型具有较高的精度，其确定性系数超过0．80．     

规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究

水库水温经验预测方法因简便易行在水电项目环境评价中被广泛采用。针对我国水电规范推荐的水库水温经验预测方法(东勘院法,朱伯芳法,统计法)进行比选研究,并通过多个水库实际监测资料进行3种方法的误差分析,所得出结论可供相关部门参考使用。     

多变量矩阵方程组一种异类约束解的迭代算法

借鉴求线性矩阵方程组同类约束解的修正共轭梯度法,建立了求多个未知矩阵的线性矩阵方程组的一种异类约束解的修正共轭梯度法,并证明了该算法的收敛性．利用该算法不仅可以判断矩阵方程组的异类约束解是否存在,而且在有异类约束解,且不考虑舍入误差时,可在有限步计算后求得矩阵方程组的一组异类约束解;选取特殊初始矩阵时,可求得矩阵方程组的极小范数异类约束解．另外,还可求得指定矩阵在该矩阵方程组异类约束解集合中的最佳逼近．算例表明,该算法是有效的．     

黄河“八七”分水方案实施30 a回顾与展望

回顾了黄河"八七"分水方案出台的历史背景、研究历程以及在实践中不断细化和完善的过程,分析了1999年统一调度之前和之后两个时段的运用情况和效果,提出了变化环境下流域水资源面临的新形势并进行了展望。"八七"分水方案是我国大江大河第一个流域分水方案,对于国家推进水资源科学分配和高效利用具有重大突破和示范意义,在运用中先后开展了"八七"分水方案细化、新径流条件下分水方案完善、用水总量控制红线制定等一系列工作,分水方案得到持续细化、深化、发展和完善,有力支撑了黄河流域水资源管理,成为流域管理重要的技术文件。运用30 a来,"八七"分水方案以及黄河水资源管理实践有效控制了流域用水需求增长,协调了各省(区)用水关系,支撑了流域经济社会可持续发展与生态环境维持,实现了黄河干流20 a不断流。未来黄河流域面临的水资源需求仍将呈现一定的刚性增长,流域水资源管理的关键问题是如何缓解水资源对流域经济社会发展的制约,支撑生态环境良性维持。     

最小费用最大流理论在防洪物资运输中的应用

防洪物资运输方案的优化设计原则可以归结为:满足各水库的防洪物资需求量和总运输费用最小.针对这一原则建立数学模型,运用最小费用最大流理论对模型进行求解.对最大费用最小流理论进行了介绍,讨论了该理论在防洪物资运输中的运用.桃曲坡水库、玉皇阁水库和高尔塬水库位于陕西省渭河下游,水库附近有7座防汛物资仓库,运用最小费用最大流理论对3座水库的防洪物质运输问题进行了分析计算,得出了在满足各水库防洪物质需求条件下的合理运输费用.     

分布式水文模型在洪水预报中的对比研究

为提高洪水作业预报精度和及时程度,采用以GIS为基础的LL-Ⅱ分布式水文模型,选用增江流域应用较好的新安江水文模型进行洪水预报对比研究。结果表明,LL-Ⅱ分布式水文模型的模拟效果更好。     

黄河流域需水分层预测

为了提高需水预测精度,并为流域水资源分层配置提供基础,基于马斯洛需求层次理论提出了包括刚性、刚弹性和弹性需水的黄河流域需水分层预测方法。按照不同行业的用水特点进行层次划分,将农业需水按照口粮安全、消费需求进行划分,工业需水分为一般行业需水和高耗水行业需水,将流域外生态补水作为河道外生态刚弹性需水,河道内生态需水根据泥沙冲淤比划分。黄河流域需水分层预测结果表明,2030年黄河流域河道外需水量为534.62亿m~3,其中刚性、刚弹性和弹性需水占比分别为59.81%、33.62%和6.57%,比2017年增加139.01亿m~3,而人均用水量减少25 m~3,流域用水水平得到提高;农业节水量被用于工业等效益更高的行业,预测结果符合黄河流域1980—2017年用水规律和新时期"生态优先,水资源节约集约利用"的用水要求。     

黄河干流骨干水库综合利用调度模型研究

基于黄河干流骨干水库统一调度的思想,建立了满足黄河干流骨干水库综合利用调度模拟的模型框架,对龙刘(龙羊峡、刘家峡)水库综合利用调度模拟模型、宁蒙河段冲淤计算模型、中游水库调度和泥沙冲淤计算模型、黄河下游河道泥沙冲淤计算模型和水资源供需平衡模型等5个模型进行整合,构建了黄河干流骨干水库综合利用模拟模型,为评价已建水库的综合效益和进一步完善水库优化调度方案提供了技术支撑。     

黄河干流骨干水库综合利用调度模型的应用

采用黄河干流骨干水库综合利用调度模拟模型,以2020年为设计水平年,模拟分析了龙羊峡、刘家峡水库(简称"龙刘水库")现状运用方式和汛期分别增加下泄10亿、15亿、20亿、25亿、30亿、35亿m3和40亿m3(基本不蓄水)等8个方案(调度运行方式)对全河水资源利用与泥沙冲淤的影响。结果表明:调整龙刘水库的运行方式对协调河道内外供水有一定的作用,随着龙刘水库汛期下泄水量的增加,河道减淤量增加、经济损失率逐渐加大。推荐将龙刘水库汛期增泄15亿~25亿m3水量作为现阶段调整龙刘水库运用方式的试验方案。