基于生态需水的小流域水资源配置及环境治理

以山区性巴川河为例,探讨研究基于生态需水的小流域水资源配置及环境治理问题。巴川河是重庆铜梁县的"母亲河",对该县经济社会发展有着举足轻重的作用。随着该县经济社会的快速发展和人口增加,目前巴川河水质污染十分严重,致使流域内水资源供需矛盾愈加突出,开展流域水资源配置及环境治理研究非常必要。通过分析巴川河水资源量及水质现状,采用供水保证率和一维水环境容量计算模型等方法,进行区域供水分析和需水预测,结合下游河道生态需水预测成果,采用水文分析计算的方法,提出巴川河流域水资源配置方案,并给出相应的环境治理措施。     

多目标规划法在南四湖流域水资源优化配置中的应用

水资源短缺及其水生态环境问题,已成为严重制约中国经济发展的重要因素。因此,如何对有限的水资源进行优化配置研究,已成为水资源规划与管理中的热点问题。该文运用多目标规划理论建立了一个考虑当地水、黄河水、长江水等多水源联合供水条件下的南四湖流域水资源优化配置模型。模型以经济和社会的综合效益最大为目标,确定了模型各参数,并调用Matlab优化工具箱中的函数进行编程求解,得到南四湖流域规划水平年(2015年)的水资源优化配置方案,为该流域水资源规划与管理提供了依据。     

关中地区规划供水工程配置方案研究

以关中地区为例 ,提出供水工程的优化组合方案 .以现状用水水平下不同水平年的需水量为需水零方案 ,对关中地区规划供水工程进行排列组合 ,得到包括节水在内的 13种备选方案 ,通过对各供水组合方案的缺水率、总投资、单方水投资、供水弹性系数以及综合效益进行分析 ,提出在2 0 2 0年缺水率小于 10 %、单方水投资和总投资相对较小的供水工程配置方案 .     

贵州山地特色新型城镇规划水资源配置探析——以铜仁市松桃苗族自治县中部城镇为例

以贵州省松桃县中部区域的城镇发展规划为背景,通过对松桃河流域的水资源调查评价,预测中部区域内城镇规划水平年的供水、需水、排水及用水结构,在最严格水资源管理"三条红线"控制指标约束下,研究山地城镇水资源的配置特点和规律,提出水资源配置建议方案,以供同类项目参考。     

基于基尼系数的洱海灌区水资源配置均衡性研究

为给云南省洱海灌区供需水合理性分析和水资源优化配置的均衡性评价提供依据,文章采用洛伦兹曲线和基尼系数分析方法,把洱海灌区划分成10个灌片单元,对2016现状年、2035设计水平年水资源配置成果的供、需水量时空分布及变化特点进行了定量分析。结果表明2035设计水平年需水侧各需水因子均衡度有所提高,供水侧各工程供水压力减小,供水更加合理均衡,供水工程的配置达到最优程度。基尼系数与区位熵结合可以较好地揭示大型灌区的水资源配置合理性与均衡性。     

面向沈北地区供水安全的水资源配置方案

为保障沈阳市供水安全,改善沈阳市水景观、修复已遭破坏的水生态与水环境,彻底解决或缓解沈阳市的严重缺水矛盾,加快沈阳老工业基地的调整、改造和发展步伐,提出面向沈北地区供水安全的水资源配置方案。根据未来不同水平年6种情形的需水方案,对沈北地区规划供水工程进行置换和组合,衍生出不同的水资源配置方案,通过对各配置方案的缺水率、总投资以及综合效益进行分析,给出推荐方案,相应的工程规模为推荐工程规模,为沈北地区近远期的工程布局和分步实施提供科学依据。     

江苏省南水北调受水区水资源配置

在对水资源系统进行模拟分析的基础上,结合江苏省南水北调受水区水文水资源、水利工程等特点,构建流域降雨径流模型、水动力学模型、水量调配模型以及水工程调度模型等子模型,对受水区水资源量、供需水量等进行研究。基于所建模型提出水利工程调度方案,对研究区水资源进行合理配置。分别模拟计算分析研究区内农业、工业、生活、生态和船闸用水户在现状与规划工情下不同水平年的供水、需水、缺水情况,制定水资源配置方案。通过现状与规划方案对比可知,南水北调一期工程建成后供水能力提高,缺水量显著降低。95%、75%和50%保证率下,缺水率分别降低10.3%、8.0%和5.2%。研究成果为南水北调东线水利工程调度提供科学依据,对跨流域调水工程的水资源配置与调度具有一定参考意义。     

基于密切值法的浑河流域水资源承载能力评价

根据水资源承载能力评价指标体系建立的原则,将浑河流域发展分为水资源、社会、经济以及生态环境4个子系统,建立浑河流域水资源承载能力评价指标体系。以2005年为基准(现状)年,以2020年为近期规划水平年,以2030年为远期规划水平年,采用密切值法对浑河流域水资源承载能力进行评价。结果表明:浑河流域各区域水资源承载能力整体较差,其中抚顺、铁岭情况优于其他地区;规划水平年的水资源承载能力较现状年有所提高,但水资源开发利用潜力仍然很小。     

面向可持续发展的佛山市水资源优化配置

以水资源的可持续开发利用为目标,以二元动态水循环模式为基础,考虑工程供水能力、防洪、压咸、河道内生态需水等约束,采用大系统"分解协调"原理,运用逐步宽容约束法及递阶分析法,通过佛山市水库、河道及区间径流联合调度,建立了面向可持续发展的水资源优化配置模型。在1956~2000年月时段来水条件下,对2030规划水平年水资源进行优化调配,得出各用水户在长系列调算后多年平均配置结果。结果表明,佛山市总的水资源量丰富,可满足2030年的用水需求,但现状工程供水规模不足,不能较好地满足2030年需水要求,因此需要采取开源和节流措施来保障规划水平年的供水安全,从而保障佛山市的可持续发展。     

园区规划供水方案的可靠性与可行性分析——以清水河综合开发区为例

文章根据新疆和硕县清水河流域水资源开发利用现状,分析清水河综合开发区的规划布局与该流域水资源条件适应性,并采用不同方法预测开发区需水,再分别从供水水源、供水工程以及供水水质三个方面研究开发区供水方案的可行性和可靠性,为今后开发区供水方案保障工作提供参考。     

许昌市水资源多模式联合调度与合理配置

水资源短缺是制约城市经济社会发展的重要因素,合理配置和有效利用有限的水资源是解决水资源供需矛盾的有效途径。以许昌市国家水生态文明试点城市建设为例,在分析水资源开发利用现状的基础上,运用定额法对需水量进行预测。以多年平均水资源量为基础,2011年作为研究基准年,根据水资源取用方式、工程方案及各种水量需求等,利用MIKE BASIN建立水资源配置模型,对许昌市水资源供需平衡进行模拟,通过三次供需平衡分析,得到不同规划水平年水资源供需配置方案,最终达到水资源供需平衡,使有限的水资源发挥最大效益。研究结果表明,本地水资源结合南水北调、引黄调蓄、中水回用等多模式联合调度,可以满足许昌市中长期经济社会可持续发展用水需求,对未来许昌市水资源可持续利用具有重要的指导意义。     

北京市通州新城的供水规划

供水规划是城镇市政规划的重要内容.在对北京市通州新城供水和用水现状调查的基础上,进行2010年和2020年新城自来水的供需平衡分析,并对规划期内若干方案进行安全可靠性比较,推荐规划期的最佳供水方案.最后,对新城供水规划方法和内容进行了探讨.     

基于区域发展规划的嵩明县水资源供需平衡预测

区域发展规划是需水预测的依据,而水资源供需平衡分析是检验区域发展规划是否合理可行的重要手段。本文以嵩明县水资源开发利用规划和社会经济发展规划为基础,进行可供水量、需水量和耗水量预测及供需平衡分析。结果表明:嵩明县需水量呈增加趋势,但耗水量呈减少趋势;按平水年需新水量计算,现状年(2012)和远期规划水平年(2030)需水量略超出可供水量,而近期(2020)和中期(2025)规划水平年可供水量大于需水量,而按P=75%需新水量计算则各水平年均有不同程度的缺水;各水平年耗水量均小于可供水量,说明在充分考虑水资源二次利用的情况下,可供水量均能够支撑规划的社会经济发展规模和水平。在落实规划用水效率前提下,嵩明县社会经济发展规划与水资源开发利用规划基本相适应。     

旱涝交替下驮英灌区年内水资源优化调控研究

针对旱涝频发下区域水资源分配不均问题,基于某时段可供水量是否满足用户层理想需水量,提出旱涝交替下年内水资源优化调控方法。以驮英灌区为研究对象,建立水资源优化调控模型,通过2030规划水平年驮英灌区供水侧供水能力分析及需水侧水资源需求预测,分析远期水资源供需平衡情况,研究年内尺度的水资源优化调控方案。结果表明,规划水平年总缺水1 692万m³,年缺水率较调控前降低37.7%,生活用水得到充分保证,有效缓解了水资源短缺和分配不均局面。研究成果可为驮英灌区旱涝交替水资源优化调控提供决策方案,且该方法可供旱涝频发区域水资源优化调控参考。     

Least Economic Cost Regional Water Supply Planning – Optimising Infrastructure Investments and Demand Management for South East England’s 17.6 Million People

This paper presents a deterministic capacity expansion optimisation model designed for large regional or national water supply systems. The annual model selects, sizes and schedules new options to meet predicted demands at minimum cost over a multi-year time horizon. Options include: supply-side schemes, demand management (water conservation) measures and bulk transfers. The problem is formulated as a mixed integer linear programming (MILP) optimisation model. Capital, operating, carbon, social and environmental costs of proposed discrete schemes are considered. User-defined annual water saving profiles for demand management schemes are allowed. Multiple water demand scenarios are considered simultaneously to ensure the supply–demand balance is preserved across high demand conditions and that variable costs are accurately assessed. A wide range of supplementary constraints are formulated to consider the interdependencies between schemes (pre-requisite, mutual exclusivity, etc.). A two-step optimisation scheme is introduced to prevent the infeasibilities that inevitably appear in real applications. The model was developed for and used by the ‘Water Resources in the South East’ stakeholder group to select which of the 316 available supply schemes (including imports) and 511 demand management options (considering 272 interdependencies) are to be activated to serve the inhabitants of South East of England. Selected schemes are scheduled and sized over a 25 year planning horizon. The model shows demand management options can play a significant role in the region’s water supply and should be considered alongside new supplies and regional transfers. Considering demand management schemes reduced overall total discounted economic costs by 10 % and removed two large reservoirs from the least-cost plan. This case-study optimisation model was built using a generalised data management software platform and solved using a mixed integer linear programme.     

典型约束型河网规划

以常熟市尚湖镇虞西片区的典型约束型河网为研究对象,采用河网水动力模型对约束型河网的结构连通性和河流水资源调配进行了规划研究。结果表明,控制条件下,采用空间结构连通和河网水流计算相结合的方法能充分满足尚湖镇虞西河网水资源分配需求,优化局部河系功能;通过多方案的河网水资源配置,望虞河多口门引水和锡北运河套闸联合调度方案能充分增强河网流动性,保证各水系功能区内水资源需求平衡和潜在的生态环境需水。该方法还能为水系调整提供合理的河道工程规模和设计参数,为保护约束型河网提供技术支持。     

万家寨引黄工程太原供水区地下水合理利用与调控研究

引黄工程南干线通水后，合理分配调度各种水源，使长期处于超采状态的太原供水区地下水“休养生息”，从而达到供水区社会经济可持续发展、资源可持续利用的目标。     

基于联系数的大型灌区水资源空间均衡评价与优化调控

区域水资源空间均衡评价与调控是水资源开发利用与经济社会协调发展的重要技术基础和科学管理手段。可供水量与需水量是区域自然资源条件和经济社会活动对水资源系统的综合体现指标,二者之间的平衡关系可以直观地揭示水资源系统的单元供需均衡和空间均衡程度。针对水资源空间均衡研究现状,首先以供需差占供需总量比定义并计算水资源系统的单元供需均衡度;再以各单元面积、人口和经济占比确定单元的系统权重,并运用七元联系数将各单元均衡度综合为系统空间均衡等级并识别均衡状态;以淠河灌区现状及远景规划年为例,对有无水量调配下水资源空间均衡状态开展评价计算与对比分析,最后针对性地提出提高灌区水资源空间均衡状态的优化调控方案。研究结果表明:现状水平年灌区水资源空间均衡状态经系统内水资源调配后有明显提升;远景规划年不同来水情景下,水资源供需矛盾较为尖锐,只有在充分节水基础上借助系统内、外多水源调配方能使灌区水资源系统达到基本均衡;单元供需均衡度能同时表达缺水型失衡和余水型失衡而更有普适性;改进的七元联系数评价模型可更加细致地刻画复杂水资源系统的不确定性,为准确判别区域水资源系统所处空间均衡状态提供了新思路新途径;大型灌区内部由于县市之间自然禀赋和经济社会不同导致水资源均衡度差异明显,而通过系统内单元间水资源优化调配以及系统外多水源调配能有效改善区域单元供需均衡度和空间均衡状态,对促进水资源与经济社会环境协调发展、保障区域远景规划的顺利实施具有重要的支撑作用。     

十堰市中心城区水资源配置方案研究

为解决十堰市中心城区水资源供需矛盾,实现地区水资源的合理配置,在地区现状供用水情况调查评价、需水预测的基础上,利用VBA语言编程,建立了十堰市中心城区水资源配置模型,对地区现状基准年和规划水平年水资源供需平衡情况进行计算分析,并拟定了堵河潘口水库引水工程与本地水库工程联合调度供水的水资源配置方案。本文对十堰市中心城区水资源配置方案、配置模型的建立过程以及模型计算结果进行了介绍,并重点分析了水资源配置方案中以马家河水库、茅塔河水库作为充蓄调节水库,在减少潘口引水工程设计规模、提供潘口引水工程检修期供水两方面的作用。     

青海省水中长期供需平衡模型建立与应用

依据水资源系统分析原理,建立了一个多层次、多水源、多用户的水资源长系列供需平衡动态调算模型。模型主要由数据管理、供需平衡计算、规划调整、结果统计分析四部分组成。模型主要控制方程包括水量平衡方程、行业水供需平衡方程、边界条件类方程、初始条件以及特殊类方程。模型的调度规则包括了供水调度规则和用水调度规则。与传统供需分析模型相比,该模型具有针对缺水区域进行新增工程能力布设的规划能力。该模型应用于青海省水中长期供求规划中。应用结果表明,该模型实现了青海省水资源供需平衡分析中可供水量、供水保证率、水资源开发程度、供水能力、余缺水量以及新增工程能力规划等一系列指标的计算,为水资源管理部门提供了一个科学的、有效的决策工具。