胶东调水工程信息化建设关键技术研究

近年来水资源供需不平衡的矛盾日益凸显,调水工程的作为水资源调配的有效工具,工程数量和规模持续增加,调水周期的不断延长和调水量的持续攀升,给调水工程的建设管理带来了新的挑战。传统调水工程建设的“重建设、轻管理”,“重硬件、轻软件”的弊端也日益凸显。同时,信息技术的高速发展和广泛应用,为调水工程的建设和运行提供了新的管理工具,物联网、数字孪生、大数据、地理信息系统等可以有效地提高调水工程的建设和运行管理水平。结合调水工程自身建设管理的特点,积极探索调水工程信息化应用,为调水工程的建设、调度运行、运维管理等进行赋能,实现高效调水、安全调水、智慧调水。以山东省胶东调水工程为例,系统总结、介绍了调水工程信息化建设的需求和系统建设实践,对调水工程信息化建设的关键技术进行分析和研究,为调水工程智慧化建设和管理模式提供参考。     

我国重大调水工程水资源调度管理现状研究

重大调水工程的水资源调度管理涉及范围广、部门多,管理非常复杂。在梳理国内外部分大中型调水工程概况的基础上,总结了国内外重大调水工程水资源调度的管理模式、成功经验和存在的问题。借鉴目前重大调水工程的成功经验,针对我国重大调水工程现阶段管理存在的主要问题,提出了相关建议和对策,可为加强我国调水工程水资源调度管理和落实最严格水资源管理制度提供有力支撑。     

我国调水工程的现状与展望

调水工程是优化水资源配置战略格局以及提高水利保障能力的重要途径。对我国已建和在建的调水工程进行整理和统计分析,总结了我国调水工程的特点,分析阐述了兴建调水工程的利弊影响,提出调水工程建设和运行管理中存在的主要问题,展望了我国今后调水工程的前景。     

引汉济渭受水区输配水工程分期实施方案剖析

陕西省引汉济渭调水工程是解决关中地区严重缺水的跨流域调水工程,受水区输配水工程在充分考虑规划受水点布局、输配水路线布置和不同水平年分期调水量等因素以及对引汉济渭工程总体进度的调度运行方式分析的基础上,得到了受水区输配水工程一期工程和二期工程按2025年和2030不同水平年规模的分期实施方案。更多还原     

调水工程大数据技术应用

文章分析了国内外大数据的相关研究成果,阐述了调水工程大数据的特征和研究方法,给出调水工程大数据技术架构,明确了调水工程大数据生成与采集、数据存储与共享、数据分析和处理、数据应用和决策的机理,提出了调水工程大数据七个应用场景,为调水工程大数据应用发展提供了理论方法基础。     

基于大系统分解协调理论的引汉济渭调水工程受水区水资源优化配置研究

陕西省引汉济渭调水工程是近中期解决关中地区严重缺水的跨流域调水工程,如何对调水工程水资源系统进行合理运行、科学调度是急待解决的问题。本文结合引汉济渭调水工程和受水区的实际情况,在分析研究受水区供用水现状的基础上,对受水区进行供需水平衡分析,提出不同水平年引汉济渭调水工程需调水量。并以区域可持续发展为导向,采用系统分析方法,在确定的调水规模基础上,充分考虑区域的经济、社会和生态环境等因素,以供水综合效益最大为全局最优解,基于系统分析方法建立了大系统分解协调模型,对调水工程所调水量进行优化配置。     

胶东调水工程保障供水安全的实践

山东省胶东调水工程是缓解胶东地区水资源供需矛盾、支撑地区经济社会可持续发展的跨流域、长距离大型调水工程。2014—2018年,胶东半岛出现新中国成立以来最严重的持续干旱,城市用水出现危机,胶东调水工程连续5年实施应急调水,极大缓解了该地区用水紧张形势。通过总结近5年应急调水应用实践,归纳了为扩大输水规模、提高输水保障率而采取工程措施和管理措施等经验,可为其他同类型调水工程管理运行提供参考借鉴。     

调水工程智慧信息化建设的效果分析

山东省引江引黄调水工程的信息化建设不能满足越来越重的年调水任务。为最大限度地发挥调水效益，充分利用人工智能、云计算、物联网、5G等新技术进行自动化调度系统工程建设，全面提升信息技术对调水工程的支撑和服务能力，以适应调水工程的长期运营发展需要，为受水地区经济可持续发展提供更加强有力的水资源支撑。文章分析了调水工程智慧信息化建设效果。     

调水工程水资源优化配置保障体系建设探讨

为充分发挥跨流域调水工程水资源优化配置作用,根据山东省胶东调水工程近30年运行管理经验,初步探讨了工程运行调度相关措施,分析了调水工程综合效益,为类似工程提供借鉴。     

关于科学构建调水工程建管体制的几点思考

调水工程特别是跨流域调水工程是解决资源性缺水、实现水资源优化配置的重要手段和措施。新中国成立以来,特别是改革开放以后,我国相继建设了一批跨流域调水工程。进入21世纪,更大规模的调水工程建设开始实施,如南水北调工程、辽宁省东水西调工程、甘肃省引洮工程、青海省引大济湟工程,正在开展前期工作的陕西省引汉济渭工程、云南省牛栏江一滇池补水工程等。随着经济社会的快速发展,我国水资源供需矛盾日益突出,今后一个时期还将规划建设一些新的调水工程。     

关于黄河三角洲的灌溉水源问题

从黄河三角洲自然地理条件出发，结合该区黄河来水日趋减少，且近年又多有断流发生的实际情况，提出解决黄河三角洲灌溉水源紧缺的对策：修建平原水库，搞好渠道防渗，推广节水灌溉技术，做好计划用水，推行蓄淡压盐、种植旱作物等农业措施。     

缺水型城市水资源利用探讨

我国水资源不仅贫乏,而且污染严重。据统计,全国700多座城市中有近400座城市缺水或严重缺水,其中大部分集中在我国北方及西北干旱、半干旱地区。为解决水资源短缺问题,开发非常规水资源利用方法成为一条重要途径。因此本文以保定电谷(中国保定国家高新技术产业开发区)的水资源利用规划为例,对缺水型城市水资源利用进行探讨。     

保定水资源发展战略研究

保定市属于资源性缺水地区,水资源短缺成为社会经济发展的主要制约因素之一。“和谐保定”建设中水资源不可或缺又无法替代。本文通过分析“和谐保定”的内涵及其建设对水资源系统的要求,结合保定市实际情况,提出面向“和谐保定”的水资源发展总体目标和切实可行、便于操作的阶段目标。为实现水资源发展目标,提出多水源联合调度、深入推进节水型社会建设、严格执行“三条红线”管理制度、加快重点区域生态环境修复等举措和建议,为“和谐保定”的建设提供参考和借鉴。     

Conjunctive use of Inter-Basin Transferred and Desalinated Water in a Multi-Source Water Supply System Based on Cost-Benefit Analysis

Water shortage has forced coastal cities to seek multi-source water supply with a focus on inter-basin water and desalinated seawater. The differences of water supply costs pose a challenge in the optimal use of multiple water resources. This paper aims to understand the impact of desalinated seawater’s variable costs on multi-source water supply through a cost-benefit analysis method based on a multi-objective optimization model, considering different combination scenarios of desalination yield, streamflow condition, seawater desalting plant (SDP) scheme, water shortage index and utilization ratio of the SDP. The application in the coastal city Tianjin, China shows that the desalination yield has an impact on the tradeoff between the water shortage index and the total water supply cost and an optimal desalination yield can be determined at a turning point. And where the turning point appears is influenced by the utilization ratio of the SDP and streamflow conditions of inter-basin water. Moreover, a single centralized SDP is found to have an overall lower water supply cost than several decentralized small-sized SDPs. Lower water shortage index leads to higher cost, and the unit decrease of shortage index will need more added cost when the shortage index is very low. This method is proven to be effective in identifying the best conjunctive use of inter-basin water and desalinated seawater, which can contribute to relieve urban water shortage.     

Design of Water Distribution Network for Equitable Supply

Water shortage is experienced in different parts of the world in different magnitude. In certain countries, water deficit is a regular phenomenon and in some other countries it happens for a short duration, due to failure of any component in the system. Shortage of water at source can be best tackled by distributing the available water equally among the consumers. This paper deals with the design of water distribution network capable of equitable supply during shortage in addition to the satisfactory performance under non-deficit condition. Performance of a typical water distribution network, with shortage of water at source is illustrated in detail. Head dependent outflow analysis with extended period simulation, is used to determine the actual supply from each node to consumers. Relationship between duration of supply and volume available at source as well as supply from each node are established for understanding the behaviour of network under low supply situation. A term “inequity” which is the maximum difference in supply demand ratio among different consumers is presented. This is based on the actual performance of the network instead of surrogate measures, generally used for reliability. It is illustrated that the maximum “inequity” in supply in a network during the entire duration of supply can be estimated with single analysis. Design of a water distribution network, duly considering equity in addition to the cost minimization and minimum head requirement is presented. Genetic Algorithm is used for solving this multi objective problem. The solution technique is illustrated using two benchmark problems, namely two loop network and Hanoi network. Results show that considerable improvement in equitable supply can be achieved with additional investment on pipes above the least cost solution. Hence it is better to design networks duly considering deficit condition for better reliability. It is also illustrated that it will be difficult to improve equity beyond a limit for a given network, through selection of different pipe diameters.     

Optimization and coordination of South-to-North Water Diversion supply chain with strategic customer behavior

The South-to-North Water Diversion (SNWD) Project is a significant engineering project meant to solve water shortage problems in North China. Faced with market operations management of the water diversion system, this study defined the supply chain system for the SNWD Project, considering the actual project conditions, built a decentralized decision model and a centralized decision model with strategic customer behavior (SCB) using a floating pricing mechanism (FPM), and constructed a coordination mechanism via a revenue-sharing contract. The results suggest the following: (1) owing to water shortage supplements and the excess water sale policy provided by the FPM, the optimal ordering quantity of water resources is less than that without the FPM, and the optimal profits of the whole supply chain, supplier, and external distributor are higher than they would be without the FPM; (2) wholesale pricing and supplementary wholesale pricing with SCB are higher than those without SCB, and the optimal profits of the whole supply chain, supplier, and external distributor are higher than they would be without SCB; and (3) considering SCB and introducing the FPM help increase the optimal profits of the whole supply chain, supplier, and external distributor, and improve the efficiency of water resources usage.     

再生水为水源的城市湖池生态环境需水量计算

以再生水为湖池水源可缓解城市水资源紧缺现状,但存在因再生水水质标准低、易发生水体富 营养化的问题。计算湖池生态环境需水量,定期对湖池进行补水和换水,以保证湖池生态环境的健康。 基于污染物质平衡原理,采用换水周期法,建立兼顾水量和水质生态环境需水计算模型。以西安市沣庆 湖为例,估算生态环境需水量,计算结果为:沣庆湖换水周期冬季为125ｄ、夏季为53ｄ。沣庆湖年平均生 态环境需水量为24．37万ｍ3。     

宁夏中部干旱带农业水权转让面临的困境与对策分析

针对宁夏中部干旱带水资源严重匮乏、农业用水占据绝对优势且主要依靠扬黄水的特点,论述了宁夏中部干旱带开展农业水权转让的必要性和紧迫性,深入剖析了开展农业水权转让面临的困境,并提出了创新水权分配机制,建立利益驱动的农业节水动力机制,充分利用互联网等技术创新交易机制,加快培育和完善水权市场等相关对策建议,以促进扬黄水的可持续利用,加强水资源对当地经济社会发展的保障。     

北京市实施最严格水资源管理制度的探讨

水资源短缺是北京市经济社会可持续发展的瓶颈,最严格水资源管理制度是缓解水资源短缺严峻形势的必由之路。在缺水形势深化的现实情况下,亟需对北京市现有水资源管理制度进行分析和讨论。通过梳理北京市水资源管理体制、总量管理、节约用水管理、水环境管理等制度现状,总结出当前在管理机制、政策法规及管理能力方面存在的不足,进一步提出了加强水资源统一管理、完善水资源管理法规体系、健全规划水资源论证及加强水资源信息化建设等改进建议。     

四川省农村饮水安全工作的对策与思考

针对四川省农村饮水安全中存在的水性地方病、水污染、血吸虫、局部地区季节性缺水问题,制定了建立水质监测体系、水环境保障体系、多元化投融资体系、科学合理的水价体系、现代化管理体系的目标任务。从推进“两个转变”、因地制宜做好工程规划,创新建设机制等方面提出了解决饮水安全的对策措施。