流域代表性污染物智能识别模型

识别流域代表性污染物是核算水环境容量进而科学管理和保护水资源的前提,通常以经验确定的方法,经常会导致判断失误。文章将对应因子分析与模糊C均值聚类分析方法耦合起来,建立了流域代表性污染智能识别模型,并针对模糊C均值聚类方法对初值敏感等优化问题具体特点,选择加速遗传算法进行了求解,实现了流域代表性污染物的智能快速识别;将该模型在某流域进行了应用,结果表明了模型的有效性。     

流域洪水资源利用的理论框架探讨I:定量解析

自21世纪初以来,中国北方地区干旱缺水的严峻形势,催生了旨在挖掘洪水利用潜力、缓解水资源短缺矛盾的"洪水资源利用"的概念出现,并迅速成为防洪和水资源高效利用领域的研究热点。论文在梳理总结多年研究积累的基础上,从洪水资源利用概念形成与流域水量平衡方程出发,建立了流域洪水资源利用的定义和概念性模型,指出洪水资源利用的本质是风险与效益的博弈;采用极限分析理论,推理辨析与洪水资源利用潜力评价密切相关的若干概念及其定量关系;论述常见洪水资源利用方式基本原理和技术关键,进而建立涵盖洪水资源利用潜力评价、利用方式选择和风险效益评估于一体的流域洪水资源利用模式。     

平原河网地区河流生态修复技术研究与实践

针对平原河网地区河流生态系统问题日益严重的状况,总结了河流生态修复的国内外研究进展,阐述了目前主要应用的河流水质改善、生态护岸建设和河流生态景观建设3个方面的河流生态修复技术,结合江苏省丰县的生态水利建设实例,提出我国河流生态修复的建议。     

基于模糊时序有效聚类的太湖流域汛期分期研究

依据流域暴雨洪水的长期规律对汛期进行合理划分,是确定分期设计洪水与分期汛限水位,进而制定洪水资源利用方案,挖掘洪水资源利用潜力的前提。本文通过引入时间维聚类算子对模糊C-均值聚类方法,以及有效聚类判别函数进行改进,并为消除模糊C-均值聚类方法对初值敏感的问题,用实码加速遗传算法替代迭代方法进行求解,在此基础上建立了基于模糊时序有效聚类的汛期分期方法。将该方法应用于太湖流域汛期分期中,为消除汛期起始点对分期结果敏感性和人为干扰,应用时以防洪规划规定的汛期起始点5月1日为中点,前后推移不同时段构成11个方案分别进行研究。结果表明：本方法有效,提出太湖流域汛期划分为5期的计算结果,经分析是合理的。     

河南地下水超采区综合治理绩效评估实践

河南省自2018年开展地下水超采区综合治理试点工作取得了一定成效。科学合理的绩效评估是后续稳步推广地下水超采区综合治理工作的保障。本着定性与定量相结合、代表性与可操作性相结合的原则,利用层次分析法、专家咨询法,构建了河南省地下水超采区综合治理试点绩效评价指标体系,进一步分析了地下水压采综合成效,总结了河南省地下水超采区综合治理试点工作的有益经验,并提出了相关问题建议,以期为华北地下水超采区综合治理提供借鉴。     

基于仿真规则与智能优化的水库多目标调控模型及其应用

为解决多个用户的用水竞争矛盾,改变经济社会用水长期挤占生态环境用水的不合理现状,把水库下游的河流生态系统作为一个独立用水户,进而按照水库用水户的优先级,制定水库分区供水调度仿真规则;为解决水库调度方案的最优性与可操作性的统一问题,构建多用户供水保证率最大化且尽可能均衡的水库优化调度模型目标函数;在此基础上建立了基于仿真规则与智能优化的水库多目标调控模型。以潘家口水库为例,计算了现状供水规模下的水库调度方案,绘制了水库多用户分区供水调度图。结果表明:本文模型有效,提出的水库分区调度方案较之现行调度,可在不降低兴利和防洪效益的前提下,显著提高水库下游河道生态系统的供水保证率。     

流域洪水资源利用的现状与潜力评估方法

评价洪水资源利用现状和潜力,是开展流域洪水资源利用,进而缓解水资源短缺矛盾的首要工作。本文认为流域洪水资源可利用量是洪水调控利用能力的函数,对应任何洪水调控利用能力的洪水资源均可划分为可利用量和不可利用量两部分;采用极限分析理论,推理分析流域洪水资源现状利用潜力、理论利用潜力和流域洪水资源现状可利用量、理论可利用量之间的数量关系,完善和统一了流域洪水资源利用的概念体系和评价方法。作为实例,评价了南四湖流域洪水资源利用现状和利用潜力,得出现状和理论可利用量分别为16.29~18.08亿m3、20.50~21.55亿m3,现状和理论利用潜力分别为2.66~3.86亿m3和6.78~7.33亿m3,指出现状洪水资源利用的阈值空间和未来挖掘方向,对流域洪水资源利用实践具有重要的参考价值。     

水电站水库长期优化调度模型及调度图

为绘制高效可靠的水库运行调度图,以平衡保证出力保证率与发电量矛盾的惩罚系数为优化变量、以保证出力设计保证率满足条件下发电量最大为目标函数,综合集成以黄金分割法为时段决策优选法的随机动态规划核心模型,以及评估调度方案优劣时历法长系列模拟计算模块,利用遗传算法的并行计算能力,结合电站调度方案制定与有效性检验,构建水电站水库长期优化调度模型。应用结果表明:所建模型具有不受年调节和多年调节库容机械划分约束、快速获得满足发电保证率所要求的优化调度图的优秀特性;较之常规调度方法,可增发电量2.0%以上,保证率更高,决策信息更丰富。     

含多个行洪区的淮干中游段洪水模拟Ⅱ:模型应用

基于所建立的淮河中游洪水演进模型,对正阳关-茨淮新河河口段内行洪区弃用、洪泛区分洪后淮干水位变化进行了计算分析,包括弃用上六坊堤、下六坊堤行洪区对淮河干流水位的影响。结果显示,淮河在遭遇50年一遇和100年一遇洪水情况下,弃用上、下六坊堤行洪区后洪峰水位仅上升2~4 cm,验证了《淮河流域防洪规划报告》中废弃上述两个行洪区的合理性。同时分析了淮河遭遇200年一遇洪水、黄苏段洪泛区弃守分洪对淮干水位的影响。计算结果表明,在弃守分洪后的3~4 d内溃口对应的淮干水位降低10~14 cm,溃口上下游淮干水位也有不同程度下降,可见利用黄苏段分洪可以显著降低淮河干流水位,从而有效保护附近重要堤防的安全,为防洪调度争取更多的时间和空间。     

含多个行洪区的淮干中游段洪水模拟Ⅰ:模型建立

淮干中游分布着16个行洪区,堤内有堤。建立具有良好模拟精度和较高计算效率的洪水模拟模型是科学管理淮河流域洪水的难点和关键。基于MIKE11软件,以行洪时间和蓄洪量不变为原则,把行洪区概化为一维河道;提出了在缺少行洪区实测地形资料的情况下,利用行洪区水位-库容关系曲线概化行洪区河道断面的方法;针对行洪区各口门的不同控制方式,采用相应的概化方法并设置合理的控制参数,模拟洪水在主河道与多个行洪区之间的转换过程;采用2007年和2003年实测洪水资料,对模型进行率定和验证,结果表明该模型精度较高,能快速模拟行洪区进退洪过程及其调度规则。模型可服务于淮河中游洪水的科学安排与实时决策,其建模思路对闸坝众多的复杂河道洪水演进模拟具有一定借鉴意义。