三門峽以下非汛期水量調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究

前言

一、研究背景黃河是我國西北和華北地區(qū)的重要水源，隨著流域社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各部門對黃河水資源的需求量與日俱增，水資源的供求關(guān)系隨之日趨緊張。一般來水年份的用水高峰期和枯水年份的供水量嚴(yán)重不足，水資源問題已成為黃河流域及下游沿黃地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。黃河下游引黃灌區(qū)是一個缺水地區(qū)，目前灌溉規(guī)模達(dá)230多萬公頃，是我國的重要糧棉生產(chǎn)基地，在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要戰(zhàn)略地位，黃河水量對其生存和發(fā)展影響極大。下游水資源供求關(guān)系緊張突出表現(xiàn)在下游河道斷流日趨嚴(yán)重，1999年實行全河水量統(tǒng)一調(diào)度后，雖然利津站未再斷流，但有時流量很小，還是靠行政手段干預(yù)實現(xiàn)的。黃河下游水資源供求關(guān)系緊張的原因是多方面的，既有黃河本身水資源量少的問題，也有依法用水制度不完善、中游缺乏大的調(diào)蓄工程和對水資源合理有效利用研究不夠的問題。在本專題立項時，黃河小浪底水庫正在興建，現(xiàn)已建成投入運用。小浪底水庫是黃河干流最下端的骨干水庫，正常蓄水位275m，原始庫容126.5億m3，長期調(diào)節(jié)庫容51億m3，水庫初期運用階段的調(diào)節(jié)庫容更大，可以充分調(diào)節(jié)三門峽水庫的下泄水量，合理配置下游地區(qū)的水資源。有關(guān)小浪底水庫建成后汛期調(diào)水調(diào)沙、防洪調(diào)度等問題另有其他課題研究，基于目前的黃河水行政管理體制，黃河水利委員會（以下簡稱黃委會）可以對三門峽以下的水利工程進(jìn)行有效的調(diào)度和管理，故本專題僅研究三門峽以下非汛期水量調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵問題。本專題以三門峽、小浪底水庫聯(lián)合調(diào)度為基礎(chǔ)，開展有關(guān)的研究，如下游用水需求分析、徑流預(yù)報、河段配水、水環(huán)境保護(hù)、調(diào)度風(fēng)險、經(jīng)濟(jì)效益分析、決策支持系統(tǒng)等，提出合理可行又具有可操作價值的三門峽以下非汛期水量調(diào)度決策支持系統(tǒng)和調(diào)度方案，以求在現(xiàn)狀和近期時段內(nèi)，通過本專題和其他相關(guān)專題研究成果的實施，合理和高效配置黃河有限的水資源，因此本專題研究即“三門峽以下非汛期水量調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究”是非常必要的。

內(nèi)容概要

“三門峽以下非訊斯水量調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究”系“九五”國家重點科技攻關(guān)項目“黃河中下游水資源開發(fā)利用及河道減淤清淤關(guān)鍵技術(shù)研究”第一課題第二專題的研究成果。主要內(nèi)容包括黃河下游引黃灌區(qū)用水需求分析、徑流預(yù)報模研研究、三門峽水庫和小浪底水庫調(diào)度模型研究、黃河下游河段配水模型研究、水環(huán)境保護(hù)研究、水資源調(diào)度風(fēng)險分析、經(jīng)濟(jì)效益分析方法研究、水量調(diào)度決策支持系統(tǒng)開發(fā)等。該專題研究成果曾獲得2004年水利部科技進(jìn)步三等獎。    本書系上述專題研究成果經(jīng)深化提煉后的著述，可供從事水資源開發(fā)、利用、管理和保護(hù)的科技工作者，以及從事或關(guān)心黃河治理、開發(fā)、研究的人士參考。

書籍目錄

前言第一章 概述 第一節(jié) 黃河水資源利用概況 第二節(jié) 黃河水量調(diào)度管理現(xiàn)狀及發(fā)展方向 第三節(jié) 水量調(diào)度技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 第四節(jié) 研究目標(biāo)、主要內(nèi)容和技術(shù)路經(jīng)一 參考文獻(xiàn)第二章 研究區(qū)基本情況 第一節(jié) 三門陜-桃花肉河段基本情況 第二節(jié) 下游引黃灌區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和自然地理特點 第三節(jié) 下游引黃灌區(qū)的水資源情況 第四節(jié) 下游引黃灌區(qū)引黃供水概況 第五節(jié) 下游引黃灌區(qū)引黃水利用現(xiàn)狀 第六節(jié) 下游引黃灌區(qū)水資源利用存在的主要問題 第七節(jié) 小結(jié) 參考文獻(xiàn)第三章 引黃灌區(qū)用水需求分析 第一節(jié) 引黃灌溉用水的影響因素分析 第二節(jié) 引黃灌區(qū)用水需求分析計算 第三節(jié) 農(nóng)作物供關(guān)鍵水分析 第四節(jié) 國務(wù)院水量分配指標(biāo)的利用程度分析 第五節(jié) 豫、魯兩省不同條件用水方案引黃過程線擬定 第六節(jié) 小結(jié) 參考文獻(xiàn)第四章 黃河中下游非訊期徑流預(yù)報 第一節(jié) 黃河中下游非訊斯徑流特點及影響因素 第二節(jié) 徑流預(yù)報模型建立的方法及資料選取 第三節(jié) 非訊期徑流總量預(yù)報模型 第四節(jié) 非訊期旬、月徑流預(yù)報模型 第五節(jié) 黃河桃訊洪水預(yù)報模型 第六節(jié) 小結(jié) 參考文獻(xiàn)第五章 三門峽水庫和水浪水庫非訊期多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度模型 第一節(jié) 基本思路和技術(shù)路線 第二節(jié) 水庫運用方式及水流傳播時間分析 第三節(jié) 等級優(yōu)化調(diào)度模型 第四節(jié) 模擬調(diào)度模型 第五節(jié) 模型求解 第六節(jié) 模型驗證 第七節(jié) 小結(jié)第六章 黃河下游河段配水模型 第一節(jié) 水資源配置模型 第二節(jié) 河段配水基本原則 第三節(jié) 河段配水模型 第四節(jié) 小結(jié) 參考文獻(xiàn)第七章 三門峽以下地區(qū)最小生態(tài)環(huán)境需水量研究和水環(huán)境保護(hù)對策……第八章 水量調(diào)度風(fēng)險分析第九章 水量調(diào)配方案經(jīng)濟(jì)效益計算方法研究第十章 三門峽以下非訊斯水量調(diào)度決策支持系統(tǒng)開發(fā)第十一章 水資源調(diào)度管理實施意見和建議第十二章 結(jié)語

章節(jié)摘錄

二、主要內(nèi)容（一）黃河下游引黃灌區(qū)用水需求分析用水需求分析的主要內(nèi)容是摸清黃河下游引黃灌區(qū)的基本情況和水資源利用特點，分析用水的主要影響因素和變化規(guī)律，研究制定現(xiàn)狀引黃灌溉規(guī)模和種植結(jié)構(gòu)、不同水資源條件的合理引黃用水過程，分析國務(wù)院水量分配指標(biāo)的利用程度，在此基礎(chǔ)上提出對下游引黃、水庫調(diào)度和河段配水的指導(dǎo)性意見并為水量調(diào)度提供信息支持。（二）徑流預(yù)報模型在系統(tǒng)分析黃河中下游非汛期徑流變化規(guī)律及影響因素的基礎(chǔ)上，開發(fā)一些新預(yù)報模型，包括三門峽水庫入庫徑流總量預(yù)報模型，龍門、潼關(guān)站、渭河華縣、汾河河津、北洛河浂頭、伊洛河黑石關(guān)、沁河武陟、大汶河戴村壩等站旬、月徑流預(yù)報模型。此外，還要對原有黃河中游非汛期徑流預(yù)報模型和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善。（三）三門峽和小浪底水庫調(diào)度模型三門峽和小浪底水庫調(diào)度模型采用“長短結(jié)合、逐時段校正”的滾動決策方法，將水庫調(diào)度分為兩個層次，即長期調(diào)度（月調(diào)度）和短期調(diào)度（旬調(diào)度）。水庫長期調(diào)度是根據(jù)月來水、用水預(yù)報，考慮水庫長期（當(dāng)前時段至非汛期末）運行效益，利用優(yōu)化調(diào)度模型或模擬調(diào)度模型，得到兩水庫月調(diào)度過程。為保證水庫調(diào)度的長期效益，實現(xiàn)對系統(tǒng)的宏觀控制，把面臨月水庫的月末水位暫作為短期調(diào)度的控制條件。水庫短期調(diào)度是根據(jù)面臨月余留旬的來水、用水預(yù)報，利用優(yōu)化模型，得到三門峽、小浪底水庫旬調(diào)度過程。長期調(diào)度模型傳遞過來的當(dāng)前月末水庫水位是旬調(diào)度的控制條件，通過這個水位實現(xiàn)“長短結(jié)合”。每個月初或旬初，由于情況發(fā)生變化，要根據(jù)水庫實際運行狀態(tài)和新的來水、用水預(yù)報，重新進(jìn)行水庫長期調(diào)度或短期調(diào)度，實現(xiàn)逐時段校正，直到最后一個調(diào)度時段結(jié)束。原則上長期調(diào)度模型每個月運行一次，應(yīng)用更新的預(yù)報信息和用水計劃等，逐月滾動調(diào)度，直至7月上旬；旬模型每個旬運行一次，不斷更新信息，同樣實行滾動決策。及時的信息反饋和調(diào)整對于提高調(diào)度質(zhì)量是至關(guān)重要的。在當(dāng)前月或旬的任意時刻（非整數(shù)時段），發(fā)現(xiàn)來水、用水預(yù)測較前者有較大變化時，需根據(jù)新的來水、用水預(yù)報和水庫實際狀態(tài)重新進(jìn)行水庫調(diào)度，以修正水庫調(diào)度策略。（四）三門峽以下河段配水模型三門峽以下河段配水是把小浪底水庫泄水和伊洛河等支流來水，在考慮生態(tài)環(huán)境用水和河道蒸發(fā)、滲漏等水量損失之后，按一定的原則分配到下游各引黃地區(qū)。河段月配水用于制定或調(diào)整調(diào)度預(yù)案；河段旬配水用于制定分河段的旬配水計劃。下游引黃灌區(qū)范圍廣，地區(qū)差異明顯，在河段配水時應(yīng)考慮不同地區(qū)的客觀差異，合理配置水資源。河段配水是一種非結(jié)構(gòu)化的決策行為，受行政干預(yù)、地區(qū)平衡等人為因素影響。因此，三門峽以下河段配水模型應(yīng)給用戶提供靈活多樣的配水方法，包括同比例縮減配水、按權(quán)重配水和用戶干預(yù)配水等。

圖書封面

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