二层结构的流域生态调度研究Ⅱ：松花江流域生态调度实践与应用

随着生态文明建设、人水和谐理念的深入,生态调度也从理论方法研究进入实践应用阶段,但从工程生态调度到流域生态调度仍有诸多技术问题。本文以流域生态调度需求迫切的松花江流域为例,在梳理流域经济发展与生态保护需求的基础上,构建松花江流域二层结构流域生态调度模型,在流域层面水量总体配置的基础上针对重点生态断面、水库进行生态优化调度。通过从流域水量调控到断面生态流量调度的耦合分析,给出不同方案流域水量供需平衡和水源配置基础上的重点断面生态调度结果,提出重点水库的调度规则优化方案,验证了二层结构流域生态调度模型的实际应用效果,可为流域生态调度实践和相关研究提供依据和参考。     

流域水资源生态配置与调度研究综述

水资源是人与自然共同依赖的关键资源,水资源配置与调度在水利工作中具有重要地位。传统的水资源配置与调度注重区域间和行业间的水量分配,存在挤占生态用水的现象。流域水资源生态配置与调度是以流域重要生态保护目标为核心,通过工程措施和非工程措施,统一调配各种水源,协调社会经济与生态环境之间的水矛盾,促进流域生态健康和可持续发展。在开展流域水资源生态调度时,要科学计算生态需水以及可供水量,制定合理的水利工程生态调度规则,同时注重发挥各种非工程措施的作用。     

生态需水配置与生态调度

随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，加之我国水资源时空分布不均的现状，水资源短缺已经成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。为了正确认识和处理经济社会用水与生态用水的关系，为流域综合管理和各类规划的编制及实施提供可供操作的依据，从生态用水分析评价机制、水资源配置生态用水分析、河流生态安全调度管理和湿地安全管理与生态补水四个方面，通过图表分析和实际流域水资源配置分析的方式．提供了生态需水分析及生态调度规则。     

基于二层规划的水库主从目标调度模型及应用研究

随着经济社会发展,水资源供需矛盾突出,如何协调供水、发电等目标成为了水库调度的关键问题.一般模型将多目标调度概化为具有单一复合目标的唯一决策者,忽视了各职能部门间的领导服从层次关系.为此,研究基于二层规划理论,将各部门视作多决策主体,建立了上层以供水量最大为目标,下层以发电量最大为目标的优化模型.实例研究表明,该模型的...     

永定河水生态修复与生态水量精细化调度

在气候变化和人类活动双重影响下,永定河水资源过度利用、水环境污染、水生态退化等问题十分突出.通过阐述永定河生态修复治理的形势和需求,指出将永定河恢复成"流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河"的要点与难点,围绕在流域可用水量极为短缺的条件下生态水量保障这一关键问题,提出了永定河流域多水源配置和精细化调度的基本思路和框架...     

黑河流域生态调水重大问题思考

2000年黑河流域开始实施生态水量调度,近20 a来取得了显著的经济、社会和生态效益。系统总结了水量统一调度以来,黑河流域生态调水工作取得的进展,梳理了流域水资源管理与调度、水资源配置等方面的最新成果,分析了黑河生态水量调度面临的重大问题,并提出当前及今后一段时期主要科技需求:黑河上游降水径流预报,中游地区农业用水和"降水-地表水-地下水"转化规律研究,黑河流域地下水和生态监测系统构建,不同来水条件下黑河下游生态保护目标,黄藏寺水库的调度运行方式研究,智慧黑河关键技术与示范研究。     

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。     

谈洪水资源的生态调度与运用

对洪水资源的生态调度和生态运用,并不是指狭隘的“生态用水”这个单一的概念,而是指生态水利的大概念下, 把洪水资源做为一种特殊时段的水资源进行全面科学的生态开发、生态调度和生态运用,是“生态水利”这个大概念外延、扩展和发展,是生态水利内涵的全面体现。必须要在生态水利这个大的概念的指导下,搞好洪水资源的生态调度与运用。     

水库生态调度的原因与对策

随着水资源供需矛盾的不断加剧,水库调度更多地参与全流域水资源统一调配,水库原有的设计运行方式越来越受到统一调度的干预,水库的作用范围也不再局限于原有的综合利用对象,而是呈现出流域化、生态化的特点。面对水库生态调度的新挑战,提出了建立水库生态调度技术体系、建立水库生态调度补偿机制、开展水库生态调度实践的建议。     

西北内陆河流域水库群生态调度模型

针对石羊河流域宏观的水资源配置和调度中的生态问题,探讨了西北内陆河流域水库群生态调度模型的内涵和准则,指出生态调度不仅仅要满足库区及水库下游的河道生态需求,并考虑水库控制的各供水片区的生态环境要求;以单个水库控制的虚拟供水片区作为计算单元进行概化,以供水过程相对均匀为目标函数,以减轻库群建设及运行对生态环境的负面影响为主要约束,建立了石羊河流域水库群生态调度数学模型,并给出具体的模型求解方法和水库群调度方式。     

考虑生态影响的缺水城市水资源优化调度模型

考虑生态与环境影响,将生态效益和社会效益量化,与经济效益一同构成水资源调度的目标,建立了多水源、多用户的缺水城市水资源优化调度模型。与一般的水资源调度模型相比,该模型更能实现水资源的可持续利用,促进社会经济的可持续发展,有利于城市生态与环境的改善。模型在北方缺水城市——山东省枣庄市得到了应用。     

水库生态调度模型及其应用研究

水利工程建设在促进社会经济发展的同时也给河流生态系统带来了一些负面影响，为了减轻水利工程对水生态系统造成的不利影响，结合中国的实际情况本文建立了在考虑水库原有功能的基础上，兼顾河流生态需求的水库生态调度模型。计算了河流最小生态流量、适宜生态流量和生态洪水。本文将建立的生态调度模型应用于南水北调中线工程的水源区丹江口水库，采用逐步优化算法求解生态调度模型，分析计算生态目标的加入对水库原有功能的影响。研究通过水库调度满足河流适宜生态流量，尽量不低于最小生态流量的调度方式；探讨通过水库调度模拟“人造洪水”，为鱼类的繁殖和生长创造适宜的水力条件。计算结果表明，丰水年在满足生态流量的情况下，对水库原有功能影响不大，然而平水年和枯水年在考虑生态需求时，对水库原有功能将产生一定程度的影响。因此需要在生态环境和经济效益之间均衡利用水资源，通过水库的生态调度保持河流天然适宜的径流过程，维护河流生态系统健康及水资源的可持续利用。 关键字:水库生态调度;河流生态需水量;生态洪水     

跨流域调水工程水量配置与调度耦合方法研究

以实现外调水总量分配和工程运行调度的耦合为目标,通过构建外调水工程与本地水系统的整体框架,分析跨流域调水配置与工程调度的关系,建立从配置到调度的耦合模拟模型,提出从区域水量配置到工程调度的方案。在给出调水总量配置方案后,分析在工程运行约束条件下的水量配置实施过程,对不合理的水量配置进行检验反馈,通过外调水与本地水补偿配置调度耦合算法对可行的水量配置进行优化,提出区域工程调度方案。将模型应用于南水北调东线的外调水配置调度,结果表明:跨流域调水配置模型进行受水区水量分配,Res-Sim水力学模拟模型考虑不同输水工程段,两个模型通过渠段与受水区的关联建立了数据映射关系,实现了从配置总量到调度需求的耦合;耦合模拟模型可以将中长期尺度的配置成果和短期尺度调度模型有机结合,将配置成果分配到调水工程的工程节点,并对其运行进行优化。研究成果可以为水量配置和调度的集成化研究提供借鉴。     

额尔齐斯河水库群多尺度耦合的生态调度研究

针对我国额尔齐斯河流域生态问题,给出了水库群生态调度的定义。以保障河流健康、河谷生态系统安全为目标,构建了宏观、中观、微观相互嵌套多尺度耦合的水库群生态调度体系;结合生态调度的原则和依据,建立了水库群多尺度耦合的生态调度多目标模型,以及水库群中长期、短期和实时生态调度模型;提出了多时间尺度耦合的水库生态调度技术、多目标非线性水库调度模型求解技术和生态系统漓漫灌溉技术;定义了漓漫灌溉,构建了生态漓漫灌溉系统。应用上述体系、模型和方法,计算结果表明,中长期调度方案能满足额尔齐斯河流域水资源综合利用各部门的供水量及保证率要求,尤其是满足河谷林草生态供水的破坏深度要求和最大连续缺水年数的限制;水库群实时生态调度模型的计算结果表明:模型计算的河谷林草、湿地的水库人工生态洪水过程与实测值比较接近,相对误差为0.04%,说明模型结果合理。实时监测了河谷林草的漓漫灌溉效果,包括范围、面积、水深等,监测结果表明:水库人工生态洪水过程基本满足河谷林草漓漫灌溉面积、水深等生态需水要求。研究成果对额尔齐斯河维持河流健康、保障生态安全、解决国际河流的水资源综合利用问题、发展水库群生态调度的理论和方法,具有重要的理论意义与应用价值,可供我国北方河流生态调度借鉴。     

抚河流域生态需水计算方法与模型建立

结合抚河流域生态需水特征,阐述了抚河流域生态需水概念界定和拟选的适合该流域的计算方法,并根据拟选计算方法和模型,确定了抚河流域最小生态需水量及其年内逐月分配过程．     

生态调度研究现状与展望

目前,国内各个流域实行的水库调度主要以防洪调度和兴利调度为主,生态因子并没有充分考虑,一些流域出现诸多生态问题.生态调度作为解决因水库调度出现的生态问题的一个重要途径,是在保证人类基本需求的条件下,将生态因子纳入传统调度方式中,修复和维系生态系统.国内外在生态调度方面已进行了广泛的研究和实践,在大量查阅国内外生态调度研究文献的基础上,对生态调度研究情况进行系统总结,探讨生态调度研究面临的关键问题,并提出生态调度研究技术路线,以期为相关研究提供一定参考价值.     

基于开源和节流的乌伦古河流域水库群生态调度

针对乌伦古河流域水资源短缺、灌溉挤占生态用水等问题,以生活、工业、灌溉、河道生态基流、河谷林草及补湖生态用水为调度目标,设置开源、节流方案集,建立了以生态缺水量和社会经济缺水量最小为目标的水库群生态调度模型,采用人机对话模拟优化算法求解模型。结果表明：各节流方案的河谷林草和补湖供水保证率能够满足设计要求,缓解了灌溉用水与生态用水间的矛盾,但2017现状水平年和2025远景水平年需水方案的灌溉保证率未满足设计要求;当开源+节流方案调水量超过1.0亿m³时,满足农业灌溉、河谷林草和补湖的供水保证率要求,消除了灌溉用水与生态用水间的矛盾;随着调水量超过1.0亿m³且持续增加,对河谷林草、补湖缺水量、破坏深度等影响不大,推荐1.0亿m³为最佳调水量。     

汉江流域水资源配置模型研究

以汉江流域为典型流域,利用先进的MIKE BASIN软件,构建汉江流域水资源配置模型.选取长江流域水资源综合规划2000年的水文资料和需水资料,验证模型的合理性,并由模型运行结果得到全流域供需水平衡数据,流域整体缺水率为1.60%,城镇工业、农村灌溉和河道内生态用水缺水率分别为1.68%、9.79%和0.46%.模型的建立为今后汉江流域水资源配置模型打下了良好的基础,随着资料的积累,已建的模型将得到不断的完善.     

汉江流域水量调度协商会议制度探索与实践

为完善流域管理和区域管理相结合的水资源管理体制,推进汉江流域水量调度工作,长江水利委员会同流域内各省市相关部门建立了汉江流域水量调度协商会议制度。分析了协商会议制度建立的背景,解析了协商会议组成、主要任务及其工作机制。在此机础上,结合近年来的工作实践,对协商会议在建立工作机制、保障供水安全、改善生态环境以及加强水资源动态管控等方面取得的工作成效进行了分析。根据分析结果,提出了下一步工作建议。     

水库生态调度模型及其应用

为了减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响,针对汉江中下游的主要生态问题,结合不同时期生态因子和水文观测资料,分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量以及四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲过程。通过建立丹江口水库生态调度模型,选取典型代表年,对丹江口水库进行河流生态需水量和人造洪水调度。计算结果表明,丰水年和平水年能满足最小和适宜生态流量的需求,典型枯水年能满足最小生态流量,特枯年份无法满足适宜生态流量过程。分析了生态调度对水库发电效益产生的影响,丰水年影响甚微,平水年和枯水年的影响逐渐加大。通过水库的人造洪水调度可以满足四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲环境。实施水库的生态调度有益于人水和谐的可持续发展。