基于增量动态均衡配置的黄河分水方案优化方法研究EI北大核心CSCD

针对“八七”分水方案颁布实施以来黄河流域经济社会发展、工程建设运用、用水特征、水沙情势等分水基础条件的改变,以及黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对流域水资源配置提出的新要求,结合黄河流域重大水源工程与调节工程建设运用,考虑新战略下维持河流健康生态要求,统筹用水的公平性与效率因素,提出了黄河流域水资源增量动态均衡配置方法。重点研究了南水北调西线工程生效之前的情景,维持“八七”分水方案总体格局,考虑新增水源和分水调整的制约因素,对新增水源工程和调节工程带来的水资源增量进行动态均衡配置,实现对“八七”分水方案的微调优化。对黄河流域多个场景下分水方案调整策略进行研究,结果表明:分水方案优化调整策略为增加上游水量配置占比,调整幅度为2.13%~2.78%;微增中游水量配置占比,调整幅度为0.25%~0.31%;减少下游和河北省、天津市水量配置占比,调整幅度为-3.81%~-2.38%。     

跨流域向黄河调水措施综合研究

黄河水资源总量严重不足,供需矛盾突出,靠黄河自身水资源难以协调生活、生产、生态用水之间的矛盾,必须研究跨流域调水方案,缓解黄河水资源供需矛盾,为保障流域及邻近地区的供水安全、能源安全、粮食安全、生态安全提供条件。在分析黄河流域水资源形势的基础上,研究了南水北调东、中、西线,引汉济渭,小江调水等跨流域调水工程,综合比较了各方案向黄河补水的可能性,提出了必须加快南水北调西线工程前期工作,争取早日建成生效。考虑黄河水资源衰减变化和未来的刚性用水需求,还应寻求其他跨流域调水方案,以最大限度缓解黄河水资源供需矛盾。     

黄河流域水资源综合规划概要

黄河水资源可持续利用是支撑黄河流域及相关地区可持续发展的关键,在水资源紧缺、水量减少和需水量增加背景下,应通过多种措施缓解黄河流域水资源短缺.基于未来水资源形势变化,提出南水北调东中线工程生效至西线一期工程生效前后三个阶段水资源配置方案.指出由于水资源短缺,城乡居民饮水、能源基地工业用水挤占农业和生态环境水量,使粮食安全和生态安全存在一定风险.提出近期必须采取强化节水、加强调度管理、兴建干流调蓄工程,远期实现跨流域调水等一系列对策和措施.     

黄河水资源利用与配置

黄河流域水资源总量不足,供需矛盾尖锐,现状黄河流域总缺水约95.0亿m3。随着流域经济社会的快速发展,用水需求不断增加,在不考虑南水北调西线等跨流域调水的情况下,2030年黄河流域缺水量达138.3亿m3,其中河道外缺水104.1亿m3、河道内缺水34.2亿m3,枯水年份缺水更加严重,只有通过实施跨流域调水,才能有效缓解黄河严峻缺水的局面。以黄河"87"分水方案为基础,结合水资源及其开发利用变化情况,并考虑南水北调东、中线工程的实施,统筹生活、生产、生态用水要求,提出了黄河水资源配置方案。     

黄河流域用水演变特征及水资源情势识别研究

明晰黄河用水演变特征、探究黄河未来水资源情势,对流域有效管理水资源、合理制定规划方案、优化布局重大水利工程具有重要意义。利用多种方法开展了黄河流域用水演变特征分析、用水变化影响因素判别及未来水资源开发利用情势识别研究,结果表明:黄河流域1980—2016年用水增长主要为城镇生活用水,37 a增加了37.0亿m~3;2012—2016年工业用水量有所下降,2000—2016年农业用水量整体呈现减少特征,农业节水量能够满足新增灌溉面积用水需求;未来黄河流域生态环境用水量仍将呈现持续增长态势,这可能会加剧黄河流域水资源供需矛盾;黄河流域2001—2016年总耗水量整体呈增加趋势,地表水是黄河流域主要水源,但现阶段流域用水仍无法摆脱对地下水的依赖,流域水资源利用效率与发达国家和世界先进水平相比仍有一定差距。考虑到气候变化和人类活动的影响,黄河河川径流量变化存在较大的不确定性,在南水北调西线工程生效前,流域水资源与水环境对经济社会发展的约束将日益凸显。黄河流域农业灌溉尚有一定的节水潜力,可通过加大灌区节水改造、完善田间工程配套等措施实现流域深度节水。     

黄河流域水资源均衡调控理论与模型研究

变化环境下缺水流域正面临日益严峻的水资源供需矛盾,用水效率与公平协调难度极大。本文在梳理总结已有水资源调控理论的基础上,建立了适用于黄河等缺水流域的水资源均衡调控理论与方法。基于社会福利学原理构建了统筹用水效率与公平的水资源均衡调控函数,通过水资源均衡调控函数引导水资源配置。综合水资源经济价值、社会价值和生态价值,建立了用水效率表征指标;统筹地区公平和行业协调,建立了用水公平表征指标。以黄河流域为例,建立了黄河流域水资源均衡调控模型,进行黄河流域水资源均衡方案分析。实例研究结果证明,该模型通过兼顾用水效率与用水公平目标,为黄河"87"分水方案优化提供技术支撑,也可为其他缺水流域或区域的水资源均衡调控提供技术方法。     

南水北调工程实施后保定市水资源联合调度的探讨

保定市是资源性缺水城市,随着城市的发展,城市用水量逐年增加,城市用水、农业用水和生态用水之间的矛盾日趋严重。除每年由西大洋水库供6000万m3地表水外,其余水源均采自地下。南水北调工程实施后,分配给保定市水量的多年平均值为5.51亿m3。针对南水北调工程实施后水资源和输供水网络的变化,提出水资源联合调度方案,以保障城市工业、生活、农业和生态各领域的用水,最大限度地实现水资源优化配置。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

水资源合理配置与水权、水价、水市场的关系

实施南水北调东线工程,是促进东部地区经济社会可持续发展的必然选择。南水北调东线工程江苏段调水的目的是在江水北调的基础上,进一步优化配置用水,实现江、淮、沂沭泗水源互济互调,在苏北地区形成一个跨流域的水资源调配网络图。在调用水的同时,处理好水资源与水权、水价、水市场3者之间的关系,即相互协调、相互促进。     

试论南水北调工程受水区多水源水价模型

南水北调工程是缓解我国北方地区水资源短缺状况,促进水资源优化配置的重要工程.工程通水后,将形成受水区当地地表水、地下水、工程水和南水北调工程外调水多种水源供水格局.通过建立受水区多水源水价模型,适当调整受水区综合水价,引导人们调整用水行为,可以实现南水北调工程的良性运行和受水区水资源的优化配置,达到人与自然的和谐共处.     

新战略与规划工程下的黄河流域未来水资源配置格局研究

黄河流域人口聚集,生态、能源、粮食、矿产资源丰富,在中国战略地位显著.然而,黄河天然来水量不足,导致流域水资源供需情势严峻,黄河发展新战略与水利工程规划由此而生.厘清新形势下黄河流域未来水资源配置格局,对大型流域水资源管理和水量精细化调度具有重要意义.基于黄河流域现状水资源配置格局分析成果,解析黄河流域生态保护和高质量发展、流域相关城市群发展战略,探讨其对黄河水资源可能的影响;其次,分析黄河流域未来供需情势,提出全新的水资源配置思路,研究新战略与规划工程条件下的黄河流域未来水资源配置格局.研究成果可为全球其他流域在战略和规划工程影响下的水资源管理提供参考.     

构建黄河流域水网的思考EI北大核心CSCD

加快构建黄河流域水网是实现黄河流域生态保护和高质量发展的有效手段。目前黄河流域已基本形成了由河流和供水工程组成的水网布局,对供水安全起到了重要作用,但仍没彻底解决黄河流域水资源不足、调控能力差、水资源配置不均衡等问题。阐述了构建黄河流域水网的背景和内涵,分析了构建黄河流域水网面临的问题,提出了构建黄河流域水网的措施。在国家水网构建框架下,黄河流域水网将形成以黄河干流、南水北调西线工程为纲,以支流和供水工程为目,以干流7大骨干水利枢纽工程为结的布局。黄河流域水网对于实现流域水资源空间均衡配置,构建流域社会经济空间均衡发展新格局具有十分重要的战略意义。     

黄河流域干流河段水资源调配多目标优化模型

目前黄河水资源的分配手段仍存在不少问题,用水量同比例丰增枯减不利于黄河水量的合理利用,传统的调度方式也无法使资源、社会达到协调发展。根据黄河水资源的实际情况,考虑各地区用水的公平合理性,建立黄河干流河段多目标优化配水模型,采用改进遗传算法来求解河段优化配水问题。结果表明:经过改进遗传算法的优化求解,可以将黄河干流水资源量科学合理地分配到各河段,全区缺水率控制在10%以下,并且满足河道断面的生态流量需求,符合社会、生态对于水资源开发利用的要求,最大程度地发挥了水资源的综合效益。     

黄河水资源管理调度现状与展望

从黄河来水、用水、时空分布、下垫面对水资源的影响等方面，分析了黄河流域水资源的特点及开发利用情况．提出了存在的问题，并阐述了应对措施。据统计，黄河水资源开发远远高于国际公认的河流开发利用率40％的警戒线。黄河河道内生态和输沙用水大量被挤占。1987年，国务院批准了黄河可供水量分配方案，黄河率先实施了以流域为单元的取水许可总量控制管理，1999年开始正式实施黄河水量统一调度。     

需求侧管理技术在黄河水资源管理中的应用

为应对黄河水资源日益紧缺的严峻形势，借鉴电力部门用电管理采用的需求侧管理技术，改变传统的资源观念、规划模式，探讨黄河水资源的用水方式，将提高黄河用水效率减少的水量消耗视为一种资源同时参与水资源规划，更加合理地配置和利用水资源，以满足黄河流域经济社会发展的需求，提高黄河水资源的承栽能力。     

西北大开发中黄河水资源的配置与保护

西北地区的水资源状况是西北大开发的重要前提之一。黄河作为西北地区最重要的水源 ,厉行节约、合理配置和有效保护是保障其可持续开发利用不可或缺的重要措施。第一、第二产业是节水的重点 ;由于水资源在我国社会经济的特殊地位 ,在今后相当长的时期内 ,水资源的配置将仍需采取计划为主市场为辅的配置模式 ,并在此基础上进行优化。总量控制原则和优先原则是计划前提下水资源优化配置的两个基本原则 ;在水资源保护对策上 ,要标本兼治 ,抓紧制定“黄河流域水资源保护规划” ,及早对入河污染物实行总量控制。     

完善黄河水价形成机制 促进黄河水资源高效配置

在回顾了黄河流域水价演变过程的基础上，分析了现状条件下黄河水价存在的主要问题，提出建立适合社会主义市场经济要求的水价体系，从三方面论述了建立水价的补偿调节机制以及完善水费征收和管理政策，进一步完善黄河水价的形成机制，促进黄河水资源的合理流动和高效配置。     

近52年和林格尔气温和降水量变化

针对高强度水资源开发利用条件下流域水循环研究存在的问题,从认知、试验、理论、方法四个层次探讨了适应水资源开发利用条件的流域水循环的研究方法,构建了一个以水资源配置模型与水循环模型耦合为核心,以流域供需水分析和流域生态、环境、经济综合评价为响应的多目标调控模型。利用该模型,对黄河流域水资源进行了合理配置计算。结果表明,现状条件下黄河流域缺水严重;而在未来情境下缺水将更加严重,大力节水能够较大程度缓解缺水状况。