区域洪水资源可利用量评价分析

从洪水形成特征及其在地表径流中的特殊表现形态，以及洪水对社会经济系统发展和生态环境系统演变的作用和使用条件等角度，阐述了区域洪水资源可利用量概念。根据区域洪水资源可利用量评价目标要求，提出了从区域洪水资源量中扣除不可利用量以估算洪水资源可利用量的扣除法和将区域洪水资源利用措施当作完整系统，以安全、有效利用为目标建立优化模型进行的系统分析法;最后以海河流域北三河水系中的潮白河北京山区为例，进行了洪水资源可利用量计算与洪水资源开发利用现状分析。计算结果表明，扣除法所得3种频率（25%，50%，50%）的洪水资源可利用量比系统法分别高出8.17％、5.54％和10.20％，平均相对误差约7.97％，但两种方法结合使用可使计算结果得到互相验证，对区域洪水资源评价仍具有实用价值。     

分形理论在生态水文学中的应用综述

在系统评述分形理论在生态水文学领域的应用研究现状的基础上,指出目前应用中存在着将分形维数作为复杂系统的惟一刻画显得过于单一,对研究对象的内在规律性的分析不够深入,对植物与水的关系之间的分形机理还未进行深入研究,对生态水文学研究的核心问题水循环过程与生态过程的相互作用机理的分形研究还比较薄弱等问题,并对分形理论在生态水文学领域的应用前景进行了展望.     

面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。     

供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化研究

水库群供水规则中蓄供水次序与调度图彼此影响,如何实现二者联合优化是供水调度的难点。为此,提出了供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化方法。首先合理拟定不同蓄供水次序,其次求解各次序对应最优调度图,最后通过模拟调度比选最佳蓄供水次序与调度图组合。应用该方法对宝鸡峡灌区六库混联供水系统开展了实例研究。结果表明,若上游水库先蓄水且先供水或下游水库先蓄水且先供水均会增大灌区缺水率、降低供水空间公平性,最优蓄供水次序为上游水库先蓄水、下游水库先供水。较现状调度方案,采用最优蓄供水次序及对应调度图组合可有效缓解灌区缺水状况,缩小分区供水效益的差异。本方法为水库群蓄供水次序与调度图联合优化提供了可行途径。     

水生态文明城市与海绵城市的初步比较

结合文献资料及各地规划建设工作,初步梳理了水生态文明城市和海绵城市的区别与联系。结果表明,水生态文明城市和海绵城市虽然具有一定交叉性,但在技术源流、基本内涵、建设内容及构建途径上均有明显差异:水生态文明城市注重城市人水关系的整体和谐与协调,其服务目标的多元性和建设内容的综合性明显超过海绵城市;而海绵城市则专注于城市雨洪综合管理,其核心是将雨洪管理及低影响开发贯穿于城市规划建设,构建综合性城市雨污水系统;海绵城市是对城市雨洪管理的细化和深化,可视为水生态文明城市的一个重要组成部分;水生态文明城市建设应充分吸收融合海绵城市建设的经验与成果,更加有效地推动我国城市水问题的系统解决。     

三参数月水量平衡模型在丹江口水库控制流域的应用

基于水热平衡方程和流域蓄泄关系,建立了流域三参数月水量平衡模型,该模型概化了径流、降雨、蒸发和流域蓄水量之间的关系,并根据分区域汇流特点计算月径流量。利用该模型对丹江口上游7个子流域及全流域1977—1987年的月径流过程进行模拟和检验,率定期和检验期的确定性系数分别为0.85和0.80,径流总量相对误差分别为0.7%和0.2%。模拟和检验结果表明,所建模型具有较强的适用性,能较好地模拟丹江口水库控制流域及其各子流域的月径流过程,为建立丹江口水库月径流预报模型提供了可靠的技术途径。     

区域洪水资源利用竞争性评价方法

从区域洪水的表现规律以及洪水资源利用方式特征,阐述了区域洪水资源利用的竞争性概念;提出了区域洪水资源利用竞争性评价的可持续性准则、系统性准则、安全性准则、有效性准则和公平性准则,及其相应的竞争性评价指标体系.建立了用于区域洪水资源利益竞争性评价的功效系数法评价模型,并针对单一线段功效函数难以客观反映功效系数与指标间的变化关系,提出以指标属性与功效系数实际关系分析为基础的多段折线型改进功效系数计算方法.以海河流域北三河水系中各计算单元及其洪水资源利用方式具体情况为例,运用所建立的功效系数法模型以及相关的计算手段,对该流域各计算单元的洪水资源利用竞争性状况进行了具体评价分析;评价结果显示,平原区计算单元在洪水资源利用方面具有较大的竞争性,而山区计算单元的竞争性则相对较弱.     

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。     

基于随机森林与支持向量机的水库长期径流预报

水库长期径流预报对于研判水文情势变化和指导水库调度管理具有重要意义。针对云南龙江水库年、汛期和枯水期平均入库径流,利用随机森林从环流指数、海温、气压和前期月径流中选取关键预报因子,基于粒子群与交叉验证相结合的算法优选参数,建立随机森林与支持向量机模型,开展龙江水库入库径流预报研究。结果表明:太平洋中北部与西部气候因子对径流预报的影响较大,前期月径流对年、汛期径流的重要性偏低,但对枯水期的影响程度与部分气候因子相当。随机森林与支持向量机模型总体精度较高,模拟与预报的合格率均达到85%以上,平均绝对百分比误差均低于15%,支持向量机的泛化能力强于随机森林,但二者在局部极值流量处的预报精度尚有待提升。     

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。