流域水沙资源优化配置理论与模型及其在黄河下游的应用

本文在分析流域水沙资源利用现状、水沙灾害性及水沙优化配置必要性的基础上,构建了流域水沙资源联合多目标优化配置理论框架,它由河床演变均衡稳定理论和水沙资源联合多目标优化配置理论组成,进而建立了流域水沙资源优化配置数学模型,该模型包括河床演变均衡稳定模型和水沙资源多目标优化配置模型两个子模型。应用模型计算分析了黄河下游主河槽的均衡稳定断面尺寸和输水输沙优化的临界指标,提出了强化非恒定流调水调沙、调控含沙量60～100kg/m3之间的不利水沙条件等改善小浪底水库调度运用的措施,并进一步提出了黄河下游水沙资源多目标优化配置的模式, 应用模型计算分析了不同水沙条件的水沙资源优化配置方案,为黄河下游河道的科学治理提供了新的思路。     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅱ--流域水沙优化配置与水库挖泥疏浚方案

通过现场调研、实体模型、数学模型和资料分析等手段，对官厅水库上游流域水土流失现状与治理效果、水沙配置与利用、水库挖泥疏浚治理措施与效果等问题进行了系统的研究。流域水沙配置的内容主要包括水土保持拦沙、水库拦沙、引水用沙和河道淤积等，在基本摸清了流域泥沙配置现状及其对官厅水库减淤效果的基础上，指出改善和提高流域引水用沙、滩地滞沙和水土保持拦沙等方面的泥沙配置能力是减轻官厅水库泥沙淤积的重要目标；论证了挖泥疏浚是解决官厅水库泥沙淤积(包括拦门沙淤堵和坝前淤积)的重要措施，小底宽挖泥槽疏浚方案(15m方案)可作为枯水年连通两库的应急供水工程措施，宽挖槽疏浚方案(宽300m或500m)和防淤堤方案为近期拦门沙整治方案，其中S型防淤堤方案具有局部导沙入妫的作用，挖泥疏浚可以有效地缓解坝前泥沙淤积严重所造成的危险局面；清淤应急供水工程方案实施后的连通渠回淤监测成果表明，连通渠回淤少，不存在淤堵问题，与实体模型试验成果一致，起到了连通永库和妫库的作用。     

可持续发展与流域资源优化配置初探

通过对可持续发展与流域资源优化配置关系规律的分析,提出了在可持续发展的前提下,要实现地区和国家更高的发展速度,就需要在基本流域单元之上的更高系统层次进行资源的整体优化配置的构想。     

流域泥沙资源优化配置关键技术的探讨

本文探讨了流域泥沙资源系统与社会经济、生态环境和水资源系统的相互关系,以及泥沙资源配置的原则、任务和原理。通过系统研究泥沙资源量与水流搬运、生态环境和水资源之间的平衡需求关系,提出了区域承沙能力的概念;给出了流域泥沙资源优化配置的基本方程组。指出流域泥沙优化配置可表达为多目标函数条件极值的求解问题;泥沙资源配置机制包括泥沙运动规律、经济利益（市场经济）、社会环境效益和行政管理及相关政策等。给出了流域泥沙资源优化配置的理论框架,为系统研究流域泥沙资源优化配置奠定了理论基础。     

引黄灌区水沙资源配置关键技术的研究

引黄灌区水沙资源配置关键技术包括灌区减沙沉沙技术、引水分沙技术、渠道输水输沙技术等。通过引黄灌区引沙和沉沙资料的分析，论述了引黄灌区减沙技术和对灌区有害的粗颗粒泥沙处理技术，前者主要是通过控制引水含沙量或减少引水量来实现，后者主要是通过有害泥沙的拦截和沉积来达到。结合渠道输水输沙能力，总结了提高灌渠输沙能力的工程措施和非工程措施，前者包括加大渠道比降、渠道衬砌、改造阻水建筑物、优化断面等，后者主要是指水沙调控技术。通过分析渠道引水分沙特征，进一步探讨了引黄灌区自流灌溉和提水灌溉的特点，指出自流灌溉的支渠引水含沙量略低于或等于干渠含水量，渠道处于增淤状态；若提水泵站及其进口合理布置，将会有利于渠道减淤。     

流域水沙资源配置的调控技术与措施

依据流域产流产沙特点、水土流失治理措施、河道输水输沙规律、河道防洪整治和泥沙利用的经验,系统分析了流域水沙配置的调控技术,包括水力调控技术、机械配置技术、工程配置技术与生态配置技术等.通过研究水力调控技术的机理,阐述了河道调水调沙、水库水力清淤等技术的特点;机械挖泥配置技术主要涉及机械挖泥疏浚和淤临淤背技术;在水沙资源配置过程中,工程配置技术发挥了重要作用,工程配置技术包括流域水土保持工程、淤地坝技术、水库拦沙技术和跨流域调水等;生态配置技术是指通过种植植物提高流域植被度达到水沙配置的目的,主要包括水土保持林与防护林带体系、防风固沙和农田防护林、植被恢复技术等,生态配置技术有利于流域生态保护.     

引黄灌区水沙资源配置技术的研究

引黄灌区水沙资源配置关键技术包括灌区减沙沉沙技术、引水分沙技术、渠道输水输沙技术等。通过引黄灌区引沙和沉沙资料的分析,总结了灌区减沙技术和有害泥沙拦沉技术,减沙主要是通过控制引水含沙量或减少引水量来实现,有害泥沙的拦沉主要是利用渠道拦沙设施和沉沙池拦截和沉积有害的粗颗粒泥沙。结合渠道输水输沙能力,分析了提高灌渠输沙能力的工程措施和非工程措施,工程措施包括加大渠道比降、渠道衬砌、改造阻水建筑物、优化断面等,非工程措施主要是指水沙调控技术。通过分析渠道引水分沙特征,进一步探讨了引黄灌区自流灌溉和提水灌溉的特点,指出自流灌溉的支渠引水含沙量略低于或等于干渠含水量;若提水泵站进口合理布置在平均含沙量水深以下,将会有利于渠道减淤。     

按照市场经济规律实现土地资源优化配置

社会主义市场经济的基本要求之一就是实现对各种资源的优化配置,使其发挥最大效益。淮河河道管理系统在从计划经济体制运作条件下逐步解放以后,正努力寻求以自身发展水利经济为主,社会公益补偿为辅的良性运行之路。充分发挥本系统最大资源载体——土地的效益,是体现行业优势、发挥工程效益的重要方面。但如何实现土地的最优化调度,以最小的投入获取最大的经济回报,则一直是本系统难以解决的问题,本文就此谈几点看法。     

黄土高原孤山川流域水沙变化研究综述

基于现有研究成果，对黄土高原典型支流孤山川流域的水土保持蓄水拦沙效益评价方法及水沙变化模型进行了总结分析。结果表明：不同统计模型得出的水土保持效益存在一定差异，而建模所用资料的代表性不足和统计模型本身外延精度不高的缺陷应是引起该差异的主要原因。因此，加强具有物理基础的概念性流域水文模型在水沙变化分析中的应用研究是非常必要的。     

咸潮影响区的水资源优化配置研究

针对咸潮影响区水资源的特点,以珠海市为例,建立了咸潮影响区的水资源优化配置模型,并用1956~2000年的长系列来水、需水等基础资料对珠海市2010、2020、2030三个不同水平年的水资源配置进行求解和分析。结果表明,若不受咸潮影响,有着丰富且优质过境水的珠海是不可能存在资源性缺水,而在咸潮影响下,3个水平年的枯水期均存在一定资源性缺水,这与实际情况相符。在适当优化调度水库、泵站等水利工程以及增加、扩大一定工程规模的条件下,珠海市的缺水问题可以得到缓解。     

论水资源承载能力与水资源优化配置之间的关系

本文在论述水资源承载能力和水资源优化配置概念的基础上,认为水资源优化配置是通过建立优化模型来选择水资源配置方案;水资源承载能力是计算得到的水资源对社会经济最大支撑规模,可以作为水资源优化配置模型的约束条件.本文把水资源优化配置模型分为3个层次：即考虑不承载条件下的水资源优化配置模型,考虑承载条件下的水资源优化配置模型,面向可持续发展的水资源优化配置模型,并给出各层次模型的表达式,并对其进行比较.最后以郑州市为例,介绍各层次模型的应用意义.     

滨海地区生态型水资源优化配置模型

本文以山东省莱州市为例,在不同水平年工程规划的基础上,结合滨海平原地区海水入侵问 题,分析水资源优化配置的优、劣势影响因素。以平原区地下水采补平衡方程和要求一定的相对入海出境水量为生态需水约束条件,建立水资源优化配置模型。采用水文长系列模拟,分析了2002、2010、2020和2030年4个不同水平年不同措施组合下,不同水资源分区的月供需平衡状况;在保证一定的相对入海水量、未来需水和规划工程条件下,提出了2020年后区域内最大水资源开发能力。     

论黄土沟壑区小尺度水资源优化配置的重要性

通过深入黄土高原丘陵沟壑区的腹地调查,对水资源特点、地形地貌特征、生产经营方式等进行了分析,指出由于该区域水资源量少、分布不均、缺乏常规水源;地形破碎、山高、坡陡、沟深、沟谷密度大;区域内农业生产只能在小流域分割的自然单元内进行、生产特别分散、规模小、以户经营、城镇间经济联系不紧密、彼此呈孤立的发展状态等特点,决定此类区域水资源配置与开发利用以小流域单元内自身资源为主,小尺度水资源配置更符合此类区域的特点。通过对黄土丘陵沟壑区水资源开发利用中存在的问题和国内外水资源配置研究的进展分析认为,目前在水资源配置方面的研究成果,主要集中在大区域及宏观水资源优化配置,对小尺度的水资源优化配置研究较少,可支撑和指导黄土丘陵沟壑区的小尺度水资源优化配置、高效利用的研究成果和科学规划的不足,开展小尺度水资源配置研究,对于指导该类区域的水资源合理利用具有重要意义,十分必要。     

基于多目标遗传算法的水资源优化配置

本文利用遗传算法的内在并行机制及其全局优化的特性，运用一种基于目标排序计算适应度的多目标遗传算法(MOGA)，将水资源优化配置问题模拟为生物进化问题，通过判断每一代个体的优化程度来进行优胜劣汰，从而产生新一代，如此反复迭代完成水资源优化配置。优化结果表明，该算法应用在水资源优化配置中是成功的。     

水资源优化配置多目标风险分析方法研究

在分析水资源配置风险内涵及其可能存在风险因素的基础上,识别了水资源优化配置的主要风险因子,建立了水资源优化配置多目标风险分析模型,提出了基于随机模拟技术的水资源优化配置多目标风险评估方法,通过该方法对南水北调中线凋水后汉江中下游地区水资源配置风险值的分析,得出引江济汉补偿工程可显著提升南水北调中线调水后汉江中下游地区枯水年、平水年水资源配置方案的综合效益,降低中线调水对汉江中下游地区缺水等不利影响的风险.     

基于净效益最大的水资源优化配置模型与方法

本文分析了现有水资源配置理论的优缺点,提出了水资源净效益的新概念及内涵。从生态环境保护、水权转让、利益补偿、水价形成和集中控制等方面探讨了基于水资源净效益思想的水资源配置机制,确立了包括生存条件、承载能力、用水公平性和可持续性约束的水资源开发利用约束准则。构建了基于水资源净效益最大的水资源优化配置模型,该模型包括水资源配置方案生成模型和水资源配置合理性评价模型。经郑州市郑东新区龙子湖地区水资源优化配置实证分析,取得了实用性成果与结论。     

水资源优化配置方案综合评价的模糊熵模型

由于水资源优化配置方案具有多目标性和模糊不相容性的特点,在模糊理论分析的墓础上,结合欧氏贴近度的概念,建立了基于欧氏贴近度的水资源优化配置方案综合评价的模糊优选模型。模型中基于信息熵建立了专家自身权重模型来修正层次分析法得到的指标主观权重,得到的指标融合权重减少了权重确定的主观性。以天津市水资源优化配置方案综合评价为例介绍了该模型的具体运用,该模型为水资源优化配置方案综合计价提供了一种新的决策方法。