降雨空间分布模式识别

以广东省内186个站点的年降雨量分布为基础，把模式识别的聚类分析理论方法引入降雨空间特征分类研究中，进行降雨特征空间分布模式识别，以预测无雨量站点的降雨模式，从而分析水资源的空间分布模式，以便制订有效的水资源利用方案。结果表明，广东省年降雨量在空间上的分布可划分为6类模式；同时基于BP人工神经网络算法，建立了以高程、气温、蒸发量为主要参数的可判别和预测无雨量测站区域的降雨空间分布模式所属类别的模型，经过模型的学习和验证，效果较好。     

汉江中下游地区水资源多目标优化配置

本文结合水资源配置过程中的有效性、公平性和可持续性原则,以社会、经济和生态效益为目标,构建了汉江中下游地区水资源多目标优化配置模型,并应用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对模型进行求解。以2010年为现状水平年,2030年为规划水平年,采用1956~2011年的长系列历史径流资料和规划水平年需水预测的数据为基础,通过对水库运行规则和用水户优先级等变量的控制,实现汉江中下游地区的优化配置。在得到的最优Pareto解集中,选取不同的典型方案,对缺水量、经济效益和污染物排放量3个指标进行了对比分析。结果表明:该模型得到的水资源优化配置结果是合理可行的。研究结果可以为汉江中下游地区的水资源规划管理提供科学合理的依据,帮助决策者实现更高效和准确的水资源优化配置。     

基于河道控制断面选取的山洪成灾流量修正

在山洪灾害分析评价工作中,采用不同河道断面作为控制断面时,根据曼宁公式计算的相应于成灾水位的成灾流量存在较大差异,对此提出了利用水力半径对水位流量关系进行修正的方法。通过取不同控制断面水力半径平均值,利用各个控制断面的湿周,得到修正后的控制断面面积,进而计算出修正后的流量,取各个断面修正后的流量均值或最大值作为计算成果。利用能量法计算了河段的平均流量,并与修正后的成灾流量进行对比。以湖北省宜昌市桥边镇桥边河河段和该镇松门溪河段为例进行了流量对比分析。两河段修正后的成灾流量分别为739.1 m~3/s和94.6 m~3/s,与能量法得到的成灾流量接近,表明根据水力半径对流量修正的方法具有一定的合理性。     

水电站发电对河流水环境容量的影响分析

清理水库(水电站)对河流水环境容量的影响,对实施排污权交易、环境补偿和保护水环境等方面有重要作用,根据常用的零维、一维水环境容量计算模型和能量守恒定律,推导出水电站修建前后对河流水环境容量影响的定量判别关系式,并以广东省东江干流的12个梯级水电站和3座水库为研究对象,分析了各水库、水电站发电对东江流域水环境容量的影响。结果表明,除龙潭、枕头寨和柳城3个梯级水电站外,其余9个水库、水电站均增加了东江流域水环境容量。     

跨流域调水中的生态补偿问题及其建议

跨流域调水工程已经成为解决地区水资源分布不均问题的重要手段,然而,跨流域调水工程的兴建必然会给生态环境造成影响。为促进水资源的可持续利用和生态环境的协调可持续发展,研究跨流域调水工程中的生态补偿问题具有重要意义。本文分析了5个国外著名跨流域调水工程中生态补偿的成功经验,并根据我国水资源禀赋属性,提出了建立政府主导、市场为补充的生态补偿综合机制,健全生态补偿的法律制度,优先兴建解决水质型缺水问题的跨流域调水工程,建立生态监测评估系统,在工程设计阶段考虑生态补偿,增强全社会的节水环保意识等5个方面的建议,这将为我国跨流域工程规划、设计与运行管理提供借鉴。     

基于模拟–优化模式的梯级水库群突发水污染事件应急调度研究

根据突发水污染事件特征及相关影响因素,在水动力模型、水质模型的基础上,建立了基于模拟–优化模式的梯级水库群突发水污染事件应急调度优化模型。以清江中下游为例,采用改进的NSGA-Ⅱ算法,对水布垭–隔河岩–高坝洲梯级水库群应急调度优化模型的决策变量(应急调度函数中的控制变量)进行多目标优化,得到了Pareto最优解集及相应的Pareto前沿,并探讨了水库群联合调度在应对突发性水污染事件的合理性与有效性。结果表明,在水位、库容允许的情况下,优先调用距离污染源较近的或与被污染河段直接相连的水库,启动应急调度最多可使污染物浓度达标时间减少80.4%。根据优化结果分析了应急调度过程中损失的电能与污染物达标所用时间之间的竞争关系,并定量模拟了突发水污染事件中污染物浓度的沿程变化与随时间变化的过程。     

混联水库群的双量调度函数研究

构建了水量调度函数和能量调度函数相结合的双量调度函数来模拟指导混联水库群联合调度运行。以三峡梯级和清江梯级组成的混联水库群为研究对象,选择1951-2011年实测旬径流系列进行模拟调度。结果表明:混联水库群的非线性双量调度函数方案与常规调度方案相比,多年平均发电量增加68.9亿kW.h,增幅达3.31%,非线性双量调度函数方案调度轨迹接近理论最优调度轨迹,在不降低防洪标准的前提下,可显著增加混联水库群的兴利效益。     

鄱阳湖未控区间流域水量平衡分析及校验

针对鄱阳湖未控区间多年存在的水量不平衡现象,计算了鄱阳湖未控区间流域水量平衡的各水文要素,分析了形成水量不平衡的原因,采用水量平衡方法对实测的湖口站日平均流量过程进行了修正,并运用多输入单输出系统模型对修正后的结果进行了验证。结果表明,湖口站修正后的日流量过程合理可靠,能反映实际情况。     

水库长期发电优化调度的不确定性分析

为了解水库调度中不确定因素对水库长期发电优化调度的影响,以三峡水库为例,根据确定性系数与预报误差的关系对入库径流过程进行随机模拟,应用三角分布和正态分布描述水力不确定性的影响,不同时期选取不同的调度起调水位,运用动态规划法进行水库发电优化调度,将其结果与优化调度和常规调度结果进行比较,得出入库径流的预报误差、出库泄流能力和起调水位的变化等三个不确定性因素对水库长期优化调度的影响较大,而水位库容曲线的不确定性对结果的影响较小。并以确定性系数0.9、变异系数0.1和起调水位145m为例,综合考虑了各项不确定性因素对三峡水库长期发电优化调度的影响。结果表明,多年平均发电量减少0.94×108kW·h,这与三峡水库实际运行情况相符合。     

基于云模型的降雨时空分布特性分析

本文将云模型引入到降雨量时空分布特性的研究中，并对广东省东江流域内57个1956-2000年的降雨量在时间和空间分布上的特性进行了研究，结果表明：（1）广东省东江流域降雨量在汛期的降雨最为稳定，枯季次之，而年降雨量的稳定性最小；（2）降雨量在空间上的分布比时间上分布更为离散、更具有不稳定性，且在1956-2000年间空间分布除极端（极大和极小）年份外总体上呈现出离散度逐渐减少、稳定性逐渐增强的趋势；（3）基于云模型的降雨时空分布特性分析可有效、直观地研究降雨量在时空上的变化特点，这为探求降雨等水文要素在时空分布上的特性提供了一种新的方法与途径，从而为保障水资源的合理利用和管理提供支持。