基于SPEI的南水北调中线水源区干旱时空特征

利用多种统计方法对南水北调中线水源区降水和气温序列进行趋势诊断,识别了不同气象站点序列的时空变化趋势;以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立考虑降水和气温共同对干旱过程影响的评价模型,研究分析了水源区不同时间尺度和分期(汛期、非汛期和全年期)干旱过程动态变化特征。分析表明:降水量呈现不显著的下降趋势,气温总体呈现显著性上升趋势;短时间尺度SPEI对降水和气温变化更加敏感,随着时间尺度增大,SPEI值变化更加平缓;非汛期和全年期水源区发生严重干旱的概率增大,不同气象站点3个不同时期发生特旱或重旱的年份与历史发生干旱的资料相一致;干旱严重程度从上游到下游逐渐衰减,整个汉江上游和西北部地区干旱发生频次略高于下游和南部地区;对比标准化降水指标(SPI)计算结果,SPEI指数较SPI指数补充考虑了降水和气温对干旱过程的综合影响,可作为SPI指数的一个重要补充分析手段,可应用于描述南水北调中线水源区不同时间尺度的干旱特征。     

双峰山生态农业基地水库洪水复核与改进措施

介绍了双峰山生态农业示范基地在无任何实测水文资料的情况下,通过设计雨量和选择雨型,推求设计暴雨及净雨过程;用推理公式法计算设计洪水和调洪演算,对水库防洪能力进行校核分析,并提出了泄洪能力不足情况下的改进措施。     

基于DPSA 的梯级水库群优化调度

动态规划法是一种求解多阶段决策优化问题的常用方法,在水库优化调度计算中应用广泛。该方法最大的缺陷就是用于水库群优化调度时易出现"维数灾"问题。逐次逼近动态规划法(DPSA)可以有效克服这一问题,它采用逐次迭代逼近的思想,将一个多维问题分解为多个一维问题求解。本文以水库运行模拟模型为基础,建立了基于DPSA的梯级水库群中长期优化调度模型,以汉江上游梯级水库群为研究对象,选取发电量最大为目标,对各水库库容进行离散,从而求解水库优化运行过程,其结果对于水库优化调度运行具有指导意义。     

两变量防洪风险模型研究

针对传统设计洪水过程线推求方法所存在的局限性,采用Copula函数建立洪峰和洪量的两变量联合分布,对洪峰和洪量设计值进行联合随机模拟,同时根据随机模拟值与实测洪水过程特征量的相似性来选择典型洪水过程,并基于多变量重现期,建立了两变量防洪风险分析模型。以清江流域隔河岩水库为例,分析不同汛限水位对应的极限风险率和漫坝风险率。研究结果表明：① 隔河岩水库汛期运行水位可确定为193.6m,在预报长江将发生大洪水时,可将水位提前降低至192.2m,不会增加水库的防洪风险;② 当汛限水位继续抬高至194.0m时,尽管极限风险率变化不大,但漫坝风险率成倍增加。所提出的模型可以充分考虑洪水过程的随机性和不确定性,可为流域水库的防洪设计和安全运行提供参考。     

瞬时单位线法在复核溢洪道泄洪能力中的应用

为确保水库大坝安全,必须对水库溢洪道的泄洪能力进行校核分析。以双峰山生态农业示范基地为例,阐述了无任何实测水文资料和完整降雨资料情况下通过设计雨量和选择雨型,进而设计暴雨及净雨的过程,再运用瞬时单位线法设计洪水过程并进行调洪演算,对水库溢洪道的泄洪能力进行校核分析,并由此提出泄洪能力不足情况下的改进措施。计算结果表明,改进后的溢洪道可达到设计洪水和校核洪水下的泄洪能力,以保障工程安全。     

南水北调中线一期工程水量调度方案研究

南水北调中线一期工程线路长、涉及面广,其调度方案需协调水源区汉江丹江口水库和受水区4省(直辖市)的供水,统筹考虑防洪、供水、发电、航运、生态用水需求,调度目标及维度十分复杂。为制定切实可行、便于操作的水量调度方案,在南水北调中线一期工程规划、可研相关成果的基础上,提出水量调度体系、年度水量调度计划编制技术路线,以南水北调中线一期工程2017~2018年度水量调度计划编制为例开展了研究,指出年度水量调度计划存在的问题并提出相关建议。南水北调中线一期工程水量调度方案在中线一期工程通水以来的3 a时间得到了有效应用,为未来年度水量调度计划的完善提供了科学的依据,也为工程的安全、稳定运行和管理奠定了基础。     

以水量统一调度促进长江流域水资源有效管控

长江流域水资源总量较丰富,但时空分布不均,随着经济社会的快速发展,用水矛盾日益突出,水量调度是落实流域水量分配方案、统筹协调各方用水、保障流域用水安全和生态安全的重要手段。近年,水利部长江水利委员会在推进汉江等河流水量调度和南水北调中线一期工程等重要水工程水量调度方面开展了大量的实践,通过信息化手段提高水资源监管能力、效率和水平,取得了显著的成效。     

长江流域2022年抗旱管理实践与思考

2022年夏季,长江流域遭遇自1961年有完整气象观测记录以来最严重的气象干旱,出现了100年一遇枯水现象,引起社会广泛关注,给流域经济社会发展带来重大挑战和影响。基于抗旱管理实践,从旱情特点、枯水成因以及洞庭湖和鄱阳湖地区枯水影响等方面分析了2022年长江流域旱情基本情况,回顾了旱情应对方案和取得的成效,并从干旱机理认知、监测能力、模型支撑、方案预案、水资源管理体制等5个方面剖析了当前及今后一段时间长江流域水资源安全保障面临的问题和挑战,提出了抗旱减灾和综合施策的思考,以期为强化应对流域极端干旱灾害风险管理的基础与能力建设提供对策参考。     

厄瓜多尔水资源规划中灌溉保障标准研究与应用

农业用水量一般占总用水量的比例达70%,且常常与其他经济部门用水发生冲突。如何制定合理的灌溉保障标准,既保障粮食安全,又支撑经济社会的可持续发展,是需要系统研究的问题。以厄瓜多尔全国水资源规划为例,提出了确定灌溉保证率的一般流程和方法,制定了厄瓜多尔农业"破坏"准则和灌溉保证率:(1)1a内的缺水量不超过相应需水量的20%;(2)在连续2 a中,总缺水量不超过平均年需水量的30%;(3)在连续10 a中,总缺水量不超过平均年需水量的40%,灌溉保证率标准为75%。并将计算结果与中国和西班牙保证率标准进行比较,结果表明:按照上述标准确定的厄瓜多尔灌溉保证率布置的基础设施建设投资,处于厄瓜多尔国家经济承受能力之内,也符合宪法规定的粮食自主等国家意志;中国现行国家标准对"破坏"准则的定义过于严格,且没有考虑作物的耐旱特性以及农业"非充分灌溉"等措施,而行业标准又太宽泛,难以在国外直接应用,有待进一步研究和完善。     

汉江流域引调水工程及水库统一调度模型研究

针对汉江流域调度对象多、调度规则复杂的问题,建立了汉江流域引调水工程及水库统一调度模型。模型将汉江流域概化为由干支流控制性水库、引调水工程、沿线用水地市、控制断面组成的水资源调度系统。模型由信息服务模块、汉江干支流控制性水库群调度模块、汉江干流分段水资源调度配置模块组成,各模块间通过数据关联的形式进行耦合。模型采用模块化结构,可扩展性强,集成了最严格水资源管理制度中用水总量控制指标体系和水量分配方案等约束条件,可分河段、分区域实现水资源调度配置目标。模型对人工经验计算方式进行了优化,为规范化、智能化地开展汉江流域水资源调度管理提供技术支撑。