金沙江下游梯级水库汛期分期及汛限水位合理性研究

汛期分期以及分期汛限水位的合理确定,能够较好地协调水库防洪效益与发电效益之间的矛盾,对充分发挥水库的防洪、发电能力,以及提高汛期洪水资源利用率具有重要意义。基于改进的模糊集分析方法并依据金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4个梯级水库入库洪水对其汛期进行分期,通过隶属度与防洪库容的映射关系确定梯级水库分期汛限水位,提出利用跨期选样法对分期结果及汛限水位进行修正。研究结果表明:金沙江下游梯级水库前汛期为6月1日—7月14日,主汛期为7月15日—9月16日,后汛期为9月17日—10月24日,4个梯级水库合理汛限水位分别为962,800,575,374 m。通过不同典型洪水放大的洪水过程检验了分期汛限水位的合理性。研究得到的金沙江下游梯级分期结果及各库分期汛限水位,均能够在满足防洪安全的前提下提高水库发电等经济效益,在一定程度上提高了汛期洪水资源的利用率。     

安康水库入库洪水预报误差分布形式

为进一步探讨水库预报入库洪水误差可能服从的概率分布形式,在分析预报入库洪水、实测入库洪水和实际入库洪水之间关系的基础上,采用入库洪水误差的不同定义方式分别生成预报入库洪水误差序列,进而对误差序列的分布类型进行了假设检验和论证。以安康水库为例,分别对正态分布、对数正态分布、Gamma分布等十余种洪水预报误差可能服从的概率分布类型进行验证,结果表明:安康水库入库洪水预报误差序列符合Logistic分布规律,而不符合正态分布、皮尔逊Ⅲ型分布等其他类型分布。同目前广泛采用的正态分布相比,对于一些水库,采用Logistic分布类型可能会更好地表达其入库流量预报误差的概率特性。     

陕西省西安市景观水资源及其深度开发

通过开展“八水绕长安”深化研究,旨在改善城市生态和人居环境,将陕西省西安市建设成绿水青山交相辉映的生态文明城市。首先阐明了景观水资源深度开发的含义,然后参考陕西省西安市汉城湖和昆明池的实践经验研讨如何进行景观水资源的深度开发。深度开发主要包括:确保景观水资源的水安全; 水景观的创新性与独特性; 深入发掘历史文化,注重水文化因素的导入; 实施综合开发; 坚持以人为本及人水和谐的思想。深度开发的具体建议有确保水安全、绕城水景点连网、深化景观水资源的功能、景观水资源与历史遗迹的结合以及景观水资源与绿化的结合。     

水库调洪过程中特征变量对初始扰动的非线性响应研究北大核心CSCD

本文对水库调洪系统的非线性响应特性进行分析,旨在探索水库防洪调度过程中的内在随机性问题,为进一步分析水库调洪过程的不确定性及风险问题奠定基础。研究采用系统动力学和模拟方法,分析在不同类型调洪规则下水库调洪数学模型特征变量所具有的非线性动力学特征。结果表明:在调洪规则的畅泄段,调洪过程中系统对施加的初始微小扰动不敏感,水库调洪系统具有稳定的吸引点;而在控泄段分段式的调洪规则下,初始的微小扰动则可能被放大,表现为后续状态变量的较大差异。确定性调洪数学模型在微小初值扰动下的这一非线性响应行为,关系到水库防洪风险和效益问题,值得深入研究和讨论。     

泾惠渠灌区地下水资源演变与农田生态安全

通过对泾惠渠灌区地下水形成机理及其演变态势的分析,认为气候条件变化、地质条件变化以及人类活动的负面影响是导致灌区地下水资源量衰减的主要原因,其中人类活动(地表水引水灌溉、地下水开采等)的影响作用最为突出。同时也指出了灌区水资源衰减所引发的农田生态安全问题,地下水资源的衰减已经影响到灌区的可持续发展。从灌溉水量的大小、时间分配以及地下水开采量几个方面讨论了灌区水资源调控方式,指出只有合理联合使用地表水和地下水、涵养地下水源,才能实现灌区水资源的可持续开发利用,确保灌区农业供水安全,维护灌区农田生态环境良性循环。     

泾河长系列水沙变化规律与归因研究

近些年泾河径流量及来沙量大幅减少,在一定程度上影响到流域的水资源开发利用,为了厘清水沙减少程度及变化特征,探寻其变化背后的驱动因素,采用联合滑动t检验、距平累积曲线法和Copula等方法,从不同层面对泾河长系列水沙规律进行了研究。同时,建立分布式水文模型,分情景对泾河流域径流泥沙对气候和土地利用变化的响应进行了模拟。结果表明:气候变化对径流和泥沙减少的贡献率约为21. 20%和6. 08%;土地利用变化对径流泥沙减少的贡献率约为4. 04%和11. 08%;泾河流域径流泥沙变化除受气候变化影响外,还与土地利用(覆被)类型、面积比重等有关。研究结论表明:人为拦蓄和引水是河川径流减少的主要原因,而泥沙减少的主因除了退耕还林还草之外,通过淤地坝等水保措施直接拦沙也起到了重要作用。     

基于分形维数的汛期洪水分期

为了研究汛期洪水分期合理的划分方法,引入分形维数理论分析了洪峰散点序列的分维特征,给出了按时间尺度的容量分形维数的具体计算方法。结合某水库入库洪水分期实例,以汛期日最大流量为系列样本进行了分形维数的计算和分析。结果表明:采用容量维数算法划分的洪水分期与经验统计方法划分的洪水分期基本一致,但分形方法揭示了隐藏在洪峰散点序列这一复杂现象背后特定的规律性,比经验统计方法更具有定量、客观和计算简便等优点。     

兰州站径流支持向量机预测

统计学习理论是研究有限样本情况下机器学习规律的理论.支持向量机是基于统计学习理论的一种新型的机器学习方法,可以解决样本空间中的高度非线性分类和回归等问题.建立了两种模型,模型Ⅰ将黄河干流兰州站的径流时间序列作为输入,模型Ⅱ将径流时间序列和太阳黑子作为输入,两种模型都应用支持向量机对次年的年径流进行预测.结果表明,SVM模型泛化能力强,具有较满意的预测效果.它较好地解决了小样本、过学习、高维数、局部最小等问题,同时模型Ⅱ的预测效果优于模型Ⅰ的,说明径流除了与径流时间序列本身有关外,与太阳黑子活动等有较密切的关系.虽然两者间的物理关系尚需进一步研究,但是支持向量机反映出两者间的非线性关系.     

基于水库的洪水资源化效益评价指标体系研究

针对水库调度的洪水资源化效益评价问题,提出了洪水资源蓄积率、洪水资源蓄积提高率、洪水资源化利用效率、洪水资源利用率及洪水资源利用的两种效果模式等指标和概念,建立了一套基于水量的评价指标体系。安康水库"20050820"洪水的应用结果表明:在采用汛限水位动态控制模式时,洪水资源利用率从常规调度的66.4%提高到了70.9%,洪水资源利用提高率为4.5%,且超蓄的水资源最终以发电等方式得到完全利用,利用效率为100%。     

水电站防洪预报调度图绘制及应用研究

以消峰率最大和调洪末期蓄水位最高为综合目标函数,采用优化方法研究绘制水电站水库防洪预报调度图,通过对优化目标函数增加洪水涨水段和落水段泄流量约束,有效地克服了依调度图调度出现的闸门频繁启闭的问题。在石泉水电站的应用结果表明,改进后的防洪预报调度图调洪过程更为合理,实用化操作程度较高,为水电站实时防洪调度提供了有效指导。