塔里木河流域水量统一调度自校正模型研究

为保证水量调度的时效性、科学性,在总结塔里木河水量调度已有经验的基础上,建立了塔里木河流域水量调度的自校正模型.自校正模型以国务院分水指标为控制目标,以基于规则的适度优化方法为控制手段,综合源流来水预报、需水预测、水量分配和水动力学模型,通过动态跟踪和掌控水调系统控制流量、来水水量、引水水量等状态参数,调节国民经济和生态用水计划,从而满足国务院指标,达到统一调度、公平分水的控制目标.     

塔里木河流域水量统一调度自校正模型应用

我国多数流域存在水资源供给不足的问题,全流域水资源统一调度是解决这一问题的重要措施.2000年黄河流域调水引入自适应理论,首次实现了全流域自适应水量调度.塔河流域没有像黄河干流五大水库那样的水量调度大型调节杻纽,全流域水量调度工作难度更大.本文根据模型库思想,综合水文预报、社会经济需水预测、生态需水预测、水量分配和河道径流预报等模型,将自校正技术引入到塔河流域的水量调度工作中,依靠滚动的来水预报数据,动态修正水调目标,开发了塔里木河流域水量统一调度自校正模型.在2004到2005年度的水量调度工作中,将模型结果与现行调度方案进行了对比,实践表明该模型具有更高的灵活性,更能反应水资源的变化.     

黄河流域水量调度方案编制方法研究

黄河流域水量调度方案的编制是黄河流域水资源管理工作中的一个重要环节,本文在现有黄河水量调度工作的基础上,对黄河流域水量调度方案的三种编制方法进行了研究,分别是现行法、自适应法和适度优化法;说明了每一种编制方法的水量调度原则、基本原理和编制流程;并对其应用情况作了简要说明。     

考虑生态流量的梯级水库柔性决策研究

研究了生态流量对梯级水库调度柔性决策的影响,建立了以梯级水库发电量最大和满足发电保证率为目标,且考虑河道生态用水的水库优化调度模型,借鉴异轨同效研究成果,采用了改进的动态规划法对模型进行求解.结合调度中发电量、弃水量和发电保证率与生态流量相关关系,分析了生态流量对水库调度决策空间的影响,验证了改进动态规划法在水库调度应用中的稳定性.结果表明:生态流量的变化改变了水库调度的决策范围,尤其是枯水期水库调度的决策范围,而改进的动态规划法能在决策空间改变情况下产生稳定合理的计算结果.     

水库防洪风险预警与生态调度的研究及应用

水库防洪调度具有不确定性和实时性,何时何量下泄洪水不仅关系到防洪安全,而且对生态保护也是巨大挑战.为此提出水库防洪调度风险预警指标,在不同洪水级别下,确定合理的生态流量及生态保护策略;在分析水库防洪操作规线的基础上,将洪水实时入流情况与水库目前水位相结合,同时考虑未来洪水情势,对洪水进行监测.通过对现状洪水指标和未来6小时内洪水情势进行分析,在汛期不同阶段,确定防洪与生态调度之间的重要性顺序.以黄河上游龙羊峡水库、刘家峡水库联合防洪调度为研究对象,通过防洪预警的研究及应用,确定水库防洪调度风险程度指导多目标水库防洪、生态调度,为保障黄河安澜提供决策支持,对于支撑黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义.     

基于决策树方法的水库跨流域引水调度规则研究

目前跨流域引水调度属于常规引水规划调度方式,没有考虑实时信息.利用数据挖掘技术中的决策树方法将水库当前的气象预报信息和下垫面蓄水状态、水库多年的实际运行情况等资料与水库管理者的实际调度经验相结合,提出跨流域引水水库的实时调度规则.研究分三步,即首先选取旬初库水位、GFS预报与实际降雨量,旬前土壤含水状态,以及跨流域引水量等资料构成水库调度数据集;然后利用数据挖掘技术从中提取跨流域引水调度决策树;最后对调度决策树进行检验获取跨流域引水水库实时调度规则.实例计算结果表明,采用决策树跨流域引水调度规则进行水库引水调度,可提高水资源利用效率,增加水库综合效益.研究成果对跨流域引水水库实时调度的深入研究与应用有参考价值.     

黄河中下游水库-河道-滩区水沙模拟系统的构建与应用

库区减淤和坝下游河道防洪是黄河中下游洪水管理需要统筹考虑的目标,为此建立了能够实现库区、下游河道和滩区联合模拟的水沙模拟系统.该系统由一维水库、一维河道、二维滩区3个子模型和水库调度模块组成.其中水库模型通过浑水明流与异重流控制方程的交替求解模拟异重流的形成、传播与出库过程.模拟系统中采用的控制方程充分考虑了水沙输移与河床变形之间的耦合作用,数值方法主要采用了具有激波捕捉能力的有限体积法,水库调度模块可以对多种调度模式自定义组合.模拟系统给出的2012年黄河调水调沙过程中小浪底库区水位变化,异重流演进,下游水文断面含沙量变化等计算结果与实测过程符合较好.通过坝下游一维河道模型和二维滩区模型的联合模拟,分析了兰考东明滩区漫滩洪水过程中植被阻力对演进速度和冲淤分布的影响.最后采用该系统模拟了小浪底水库运用条件下"1958"型洪水的演进过程,在防洪调度规则下小浪底水库最大下泄流量约9 000m~3/s,花园口洪峰流量削减了3 982m~3/s,库区及坝下游累计淤积量分别为3. 68×10~8t和1. 33×10~8t.因此该模拟系统可以为黄河中游水库优化调度,下游河道防洪工程建设以及蓄滞洪区运用提供科学依据.     

黄河中下游河道生态需水研究

 根据黄河流域生态需水的特点,将研究重点放在中下游河道,选择黄河中下游及部分支流的主要控制断面研究黄河流域河道内生态需水。以河流水体存在（不断流或干涸）、水生生物完整性以及河流系统的水沙平衡为保护目标,分别计算河道最小生态流量、适宜生态流量和洪水期生态流量,将不同生态流量耦合时间特征计算了全过程生态需水。研究结果表明,黄河中下游河道适宜生态流量、洪水期生态流量和最小生态流量的相对值分别为18%～29%、156%～187%、9%～15%,对应于汛前期（4-6月）、汛期（7-8月）和汛后枯水期（9-3月）的河道生态需水,据此算得黄河中下游流域年生态需水总量占多年平均径流量的35%～43%。从河流生态需水时间特征出发提出的全过程生态需水计算成果,将为黄河流域的水资源合理调度和管理,生态系统保护和恢复提供科学依据。     

多时间尺度自适应流域水量调控模型

水量调控是解决流域水资源时空分布不均、防止河道断流的有效途径之一。在分析水量调控系统的基础上,建立了年、月、旬自适应水量调度模型框架。采用自适应控制理论和“总量控制、轨迹跟踪和滚动修正”的方法,建立了多尺度、多用户复杂条件下的流域水量调度模型。以黄河流域2003—2004调度年为例,按照中国国务院分水控制指标,分析年、月、旬3个时间尺度的水量调控过程和实例。结果显示,通过自适应多尺度滚动修正,能够保证调度目标的实现。模型具有可操作性和普适性强的特点。     

黄河干流水库联合调度规则模型研究

通过水库联合调度模型计算，在求出水库群长期满意的运行策略基础上，分析影响决策水库放水流量的多种因素，归纳出黄河干流各水库调度规则模型。经联合调度运行的检验，获得较满意的结果。此规则模型可反映多种影响因素与水库放水流量之间的关系；结合径流和用水预报，可用于指导水库联合实施调度；有利于今后水库联调的自动控制和自动化管理。     

黄河调水调沙实践

黄河水少沙多,水沙不协调．通过水库联合调度、泥沙扰动和引水控制等手段塑造协调的水沙关系,有利于下游河道减淤甚至冲刷．开展全程原型观测和分析研究,检验调水调沙调控指标的合理性,进一步优化水库调控指标,探索调水调沙生产运用模式,为黄河下游防洪减淤和小浪底水库运行方式提供重要参数和依据．2002-2007年,黄河水利委员会进行了3次黄河调水调沙原型试验和4次调水调沙生产运行,效果显著,成果丰富,取得了巨大社会效益和经济效益．     

基于生态的城市河流水量水质联合调度模型

针对城市河流河道淤堵、过流能力下降、水质恶化、生态环境破坏等问题,根据城市河流的基本特点和功能,从满足城市河流生态需水量出发,建立了基于生态的城市河流水量水质联合调度模型,模型中水流运动方程和水质模型分别采用圣维南方程和一维对流扩散模型,并分别采用Perissmann四点隐式离散法和有限控制体积显式算法进行求解.将该模型应用于郑州市七里河水系的闸坝生态调度,分析不引用黄河水和引用黄河水2种方案下生态需水量调度效果.计算结果表明,在引用黄河水量的情况下,河道生态需水量能基本满足要求,而在不引黄河水的情况下,其生态需水量无法满足要求.基于生态的城市河流水量水质联合调度模型可为城市河流水量水质联合调度方案的制订、河流生态修复提供技术支持.     

黄河流域水资源多维临界调控模型体系的设计

针对黄河流域面临的水资源短缺、水灾害加剧、生态环境恶化的局面，将临界控制论应用于水资源系统，建立了黄河水资源临界调控的控制论模型；并在大系统递阶控制结构的基础上，构建了模型体系的多级控制结构。应用信息熵建立黄河水资源总控模型，通过该模型的调控，使黄河水资源系统向有序的良性发展。     

以氯离子为例的北大港水库水质调控技术

针对南水北调配套水库——北大港水库水质咸化问题,采用数值模拟方法,应用EFDC三维水动力水质模型形成水库水质模拟技术,调控水库运行方式,提高水库蓄水利用率.以氯离子为模拟指标,通过实测数据与模拟结果比较分析,验证了模型的可靠性.将北大港水库分为主库区和辅库区两部分,利用该模拟技术调控水库运行方式,对水库3种典型蓄供水方案进行水质模拟研究,探讨底泥氯离子释放对水质的影响,指出主辅库联合调度为较优的调控方案.该套水库水质模拟技术可推广应用于其他南水北调配套水库.     

引黄入并后汾河水库蓄水调度探讨

汾河水库是引黄水入并的调蓄水库。文章对汾河水库的运用状况、来水频率、库容变化进行了分折，并对引黄水入并后如何充分发挥汾河水库的调蓄功能，在保征水库防洪安全的访提下，做好拦洪、蓄洪和对黄河水的合理调蓄，继续发挥汾河水库的功能和作用的问题，进行了论述。     

基于等流时带的水资源大系统优化分配模型

针对供水部门与各用水部门之间水量传输的滞后性,提出了一种基于等流时带的流域水资源分配模型．将供需部门之间的时滞性用空间显示来表述,并利用大系统优化理论对该模型进行了求解．以黄河流域为背景,进行了实际应用。给出了黄河流域低用水的水资源分配方案．计算结果表明,兰州站每年11月至次年3月,流量从700m^3／s到500m^3／s均匀递减,三门峡水库1月至2月出流从500m^3／s到300m^3／s递减,可保证黄河流域不断流,满足生态需求,表明此法的可行性．     

三门峡水库对黄河冲淤分析

为了分析多沙河流上水利工程对水沙运动规律的影响。根据三门峡工程的运用实践，实际资料以及以往的研究成果，应用系统工程方法分析了三门峡水库对黄河冲淤的主要原因，结果表明，水利工程对多沙河流水运动特性的影响具有一定的规律。     

多年调节水库年末消落水位控制规则研究

结合黄河中上游梯级水库,本文研究了多年调节水库起调水位对联合调度的影响,提出了获取多年调节水库年末消落水位控制规则和风险分析方法。该研究对多年调节水库调度运用具有重要的实用价值。     

第三排水沟水质对黄河水质的输入响应关系研究

对第三排水沟入黄口和黄河宁夏出境断面水质因素进行分析,选取主要污染因子,寻找相关系数,建立第三排水沟入黄口水质、水量变化对黄河宁夏出境断面污染特征变化的水环境输入响应模型.采用该模型对第三排水沟排入黄河后,其水质对黄河水质的影响进行预测.以此为依据,研究了第三排水沟排放总量及污染治理途径,为确保黄河宁夏段出境断面水质达...