基于遗传算法的城市库群联合供水调度研究

【目的】确定西安市黑河供水系统的水库库群最佳联合引水组合,制定不同代表年的库群联合供水调度方案,为发挥西安市黑河供水系统的最大效益提供参考。【方法】从黑河供水系统实际出发,以6种库群引水能力组合方案为基础,建立库群联合供水调度模型,运用遗传算法进行求解,寻求最佳联合引水组合。通过分析不同代表年的需水要求,制定库群联合供水调度方案。【结果】利用所建立的库群联合供水调度模型进行可供水量计算,结果表明,西安市黑河供水系统的多年平均年可供水量最优为72 727.06万m³,城市供水保证率最优达98.18%,即黑河供水系统具有较大的供水潜力。并据此确定的最佳联合引水组合为：石头河水库、金盆水库、西骆峪水库、田峪水库、高冠峪水库、梨园坪水库、太平峪水库、石砭峪水库和甘河水库的引水能力分别为6,12,3,5,4,4,4,4和5 m³/s。无突发事件条件下,平水年、一般枯水年和特别枯水年西安市黑河供水系统的年可供水量分别为46 794.70,46 365.69和35 502.25万m³,突发事件情况下分别为54 413.45,53 984.44和47 887.59万m³。【结论】所制定的调度方案可以充分挖掘黑河供水系统的库群供水能力,提高水资源利用效率,最大程度地保障西安市未来的城市供水安全。     

基于水库群优化调度的黄河干流梯级补偿效益分析

【目的】探讨黄河梯级水库群的补偿作用,为黄河流域水资源的可持续开发利用提供参考。【方法】考虑全流域综合需水、防洪、防凌、生态等要求,建立了梯级水库群优化调度模型,采用系统辨识自迭代模拟优化算法对模型进行求解,并设置了3种情景,采用长系列径流资料进行优化调度实例计算。【结果】分别量化了发电和供水补偿效益。通过龙羊峡、刘家峡水库的补偿,梯级电站和径流式电站分别增发电量17.54亿和16.63亿kW.h;沿黄各省增加供水量35.66亿m3。通过补偿效益的计算和分配,实现了最优化的梯级水库群联合调度。【结论】研究成果完善了水库群补偿效益理论,对提高不同利益主体水电站的联合调度热情、高效合理地利用水能资源具有重要意义,对其他流域水库补偿效益的计算和分配具有一定的参考价值。     

黄河上游可调水量初步研究

【目的】针对黄河上游水沙调控问题建立多目标模拟模型,确定黄河上游可调水量,为分析黄河上游梯级水库群的调水潜力、有效实施黄河上游水沙调控提供指导。【方法】考虑防凌防洪、供水、发电和冲沙输沙等目标,在已知来水、供水条件下,针对龙羊峡、刘家峡水库理想可调水量、实测可调水量、以水定电、兼顾发电的以水定电4种运行模式,建立黄河上游龙羊峡、刘家峡梯级水库联合调度模拟模型,采用自迭代模拟优化算法求解模型,确定黄河上游梯级水库群的可调水量。【结果】通过对各运行模式下可调水量、发电效率等调控目标的对比分析,可知理想可调水量模式下的可调水量满足兰州断面供水要求,但未达到龙羊峡水电站发电要求;实际可调水量运行模式下的发电与供水均未达到设计值;以水定电运行模式下,兰州断面的供水保证率均达到了设计值,龙羊峡电站的保证出力虽有所提高但并未达到设计值;兼顾发电的以水定电运行模式可以同时实现供水、发电目标。但是,考虑到黄河流域水资源短缺,供需矛盾加剧,流域梯级水电站的实际运行模式由设计初期的"以电定水"转变为"以水定电",应在优先满足流域供水要求的基础上再适当考虑发电效益。所以推荐采用以水定电模式下的可调水量,其多年累计调水量为159.22亿m3。【结论】以水定电模式下的黄河上游可调水量合理可行;黄河上游梯级水库群具有较强的调水调沙潜力,来年补水量小于40亿m3时,平均3年可以进行1次调水调沙,在特丰年份可进行1~2次调水调沙。     

MODFLOW模型与地表水量调度系统联合运用研究

【目的】对区域地表水、地下水及再生水进行联合调度,以充分发挥多水源水量、库容、水力及时空补偿作用。【方法】以位于陕西西咸新区的泾河新城为研究对象,利用GMS软件系统构建MODFLOW模型,与地表水量调度系统联合运用,采用再生水进行补偿供给,模拟计算泾河新城2020年各水源工程的供水量及在用水户之间的分配结果,并预测地下水位的动态变化。【结果】通过联合模拟可知,2020年泾河新城地下水、地表水及再生水供水量分别为1 640.02万、3 973.28万、380.18万m3/年,各用水户的供水保证率均达到77%以上,基本能够满足2020年的需水要求;泾河新城生活供水水源为地下水,长期开采会使开采井附近水位出现一定程度的下降,从模拟结果可以看出,2020年泾河新城地下水水位平均降深为2m左右。【结论】联合调度充分发挥了各水源的供水能力,在基本保证区域内原有用水户用水不受影响的前提下,为泾河新城的发展提供了一定的水量保证。从长远发展考虑,应该在减少区域地下水开采的同时寻找替代水源,并注重开源与节水并用、水源涵养与生态保护兼顾,使区域经济、水资源及生态环境能够和谐发展。     

王圪堵水库初始水权研究

【目的】建立基于水资源系统的模拟模型,研究王圪堵水库的初始水权分配。【方法】以区域水资源条件为基础,在符合水量宏观转化关系的基础上,对流域水资源系统进行网络图概化,以系统的模拟技术和水量平衡为基础,采用计算机语言编制水资源系统模拟模型;以王圪堵水库为研究对象,利用水库坝址处的长系列来水量、可供水量以及各用户的需水量资料,利用建立的模拟模型对水库初始水权及动态调整进行分析。【结果】利用建立的水资源系统的模拟模型进行长系列的模拟计算,可知当来水量最大为39 963万m3时,王圪堵水库可调整水量为9 572.2万m3;当来水量最小为27 325万m3时,王圪堵水库可调整水量为-2 348.4万m3。在50%,75%和95%代表年,河道生态和工业的初始水权分别为11 980和8 797万m3;在50%,75%和95%代表年,农业灌溉的初始水权分别为5 195,4 919和3 111万m3。【结论】建立的水资源系统模拟模型可以按照来水量以及各用户的实际需水量对水权进行动态调整,能够快速方便地解决水权分配问题。     

多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度的研究与应用

【目的】分析多泥沙河流供水水库中供水与排沙减淤之间的矛盾,为此类水库合理调度运行方式的确定提供技术支撑。【方法】运用水沙数学模型与优化理论的基本思想,构建多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度耦合模型,并将该模型应用于亭口水库这一典型多泥沙河流供水水库调度运行方式的优化比选研究中。【结果】成功构建了多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度耦合模型,该模型由水库优化调度动态规划子模型及泥沙冲淤计算子模型2部分构成,子模型之间通过参数及数据的相互传递,实现对模型定解条件的影响,从而组成一个耦合模型。该模型在亭口水库调度运行方式优化比选研究的应用表明,亭口水库适宜采用"蓄水运用,汛期低水位相机排沙"的调度运行方式。【结论】所构建模型具有较强的合理性及较广的适用性,为多泥沙河流水库水沙联合调度运行方式的制定提供了一条行之有效的解决途径。     

基于改进人工鱼群算法的灌区优化配水研究

【目的】建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,为灌区优化配水提供新思路。【方法】以西安市周户灌区为研究对象,立足于寻求作物种植面积-水量-产量-经济效益之间的最优关系,建立以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型,并利用混沌人工鱼群算法进行求解。【结果】利用所建立的以灌溉净效益最大为目标的优化配水模型进行优化后,灌区总供水量为12 711.44万m3,较常规配水量增加了1 402.67万m3,其中地表供水较常规配水量增加了1 510.67万m3,地下水供水量有所减少;通过作物不同时段分配水量及种植面积的协调,灌区净效益增加了16.37%,粮经比为1∶1.21。【结论】以灌溉净效益最大为目标对灌区配水进行优化后,灌区配水过程更加均匀,同时灌区作物种植结构也得以优化和调整。     

水源井供水潜力分析实例

大巴水源是阜新市城市供水水源之一,大巴水源设计供水能力为1万m3/d,现供水能力为1万m3/d,年可供水量365万m3/a,2007年实际供水量为347.40万m3/a,做为阜新市新邱区工业及城市生活的主要水源。通过该水源供水安全性评价,分析可开发利用潜力。     

河流生态流量的生态积分探讨

【目的】探讨更好地度量河流流量生态效益的单位、核算参照值和计算方法。【方法】针对河流径流量生态效益参照值选取困难,将河流流量生态效益理解为生态效用,借鉴Tennant描述的河流生态流量与栖息地质量关系的思想,给出河流径流生态积分概念、内涵和计算公式,用来衡量河流流量生态效用大小,用生态积分表示河流径流流量的生态效益。最后,以黄河龙羊峡和刘家峡水库2003年调度为例进行了方法检验。【结果】2003年黄河龙羊峡和刘家峡梯级水库对花园口站非汛期的生态基流补偿效益为289.4亿生态积分,其中龙羊峡对花园口站生态基流补偿效益为197.5亿生态积分,刘家峡对花园口站生态基流补偿效益为91.9亿生态积分。【结论】河流径流生态积分度量对径流生态效益进行定量衡量,用生态分弥补了衡量河流生态基流效益的参照值缺失,可以对水库生态调度等进行合理评价。     

春花生套种番木瓜栽培技术示范及效益分析

【目的】探索春花生套种番木瓜技术,提高土地利用率,降低成本,提高种植效益,为今后大面积作物的套种栽培技术提供科学参考。【方法】选择常规春花生品种"桂花17号"、常规番木瓜品种"广东红岭1号",进行套种栽培技术试验示范。【结果】春花生套种番木瓜每667m~2产花生110kg,番木瓜浆137. 35kg,番木瓜4624kg;每667m~2产值8886. 8元,成本4845. 6元,667m2利润4041. 2元。【结论】春花生套种番木瓜济效益明显,可提高土地复种指数,增加农民收入,产生明显的经济效益、社会效益和生态效益。     

农村饮水安全工程实践及效益研究——以自贡市团结镇供水工程为例

介绍了自贡市团结镇农村饮水安全的现状并分析了原因,对农村饮水安全工程进行了实践研究,并从社会效益和经济效益两方面进行了论证。结果表明,饮水安全工程实施后,社会效益和经济效益得到明显改善,有效地改善了团结镇居民生活用水条件,提高了饮用水的质量,缓解了项目区多年由于饮用水困难以及饮用不达标水对居民身心健康造成的危害,改善了生态环境和社会环境。     

保水耕作法的效益评比研究

用三种当地主要作物经过两年的试验表明，在定西半干旱地区，垄埂耕作、沟垄耕作、地膜垄埂耕作、秸杆覆盖耕作的小麦产量分别较对照提高了８．８０％、６．６３％、９．７４％和１９．３２％；胡麻产量分别提高４０．５４％、１８．９１％、４８．３８％和７５．６６％；洋芋产量分别提高２７．９４％、２５．００％、４４．１２％和７６．１４％。各种保水耕作措施均具有明显的积蓄径流、拦截泥沙的作用，秸秆覆盖耕作的水保效益最佳，其次为地膜垄埂耕作、沟垄耕作和垄埂耕作。各处理０～１００ｃｍ的土壤贮水量均显著地高于对照。     

如何提高淡水养鱼效益

淡水养鱼是指将鱼苗投放到水体里并加以饲养和管理,或对水体中的鱼类资源进行繁殖和保护,从而获得高产量鱼的生产方式。为了获得更好的养殖效益,要从养殖技术、产品结构和成本收益管理3方面综合考虑。     

探讨如何做好水土保持效益评价

在前人研究与工作基础上,加上笔者多年来在水保效益计算与评价工作中的体会,总结了水土保持效益评价的一般方法和步骤,并指出了应该注意的事项。这为开展水土保持效益评价工作提供了参考依据。     

不同水肥组合对玉米水分利用效率及经济效益的影响

对不同肥水组合的玉米水分利用效率及经济效益进行了研究。结果表明：高肥低水的水分利用效率最低,经济效益差;高肥中水、低肥高水组合的水分利用效率较高,其中低肥高水经济效益最高;中肥中水条件下可获得较低投入的最佳效益,但产量较低;高肥中水的水分利用效率最高,是高产节水的最佳组合,经济效益大,是实现玉米节水高产的重要环节。     

如何提高淡水养鱼效益

淡水养鱼是指将鱼苗投放到水体里并加以饲养和管理,或对水体中的鱼类资源进行繁殖和保护,从而获得高产量鱼的生产方式。为了获得更好的养殖效益,要从养殖技术、产品结构和成本收益管理3方面综合考虑。     

泥河沟流域塬(坡)面水土保持工程效益评估

本文通过对泥河沟塬(坡)面已建水保工程蓄水保土和农果产量的调查分析,结果表明,塬(坡)面梯田工程效益最显著;塬(坡)面应以平整土地修建梯田为主,配以其它拦蓄工程。     

不同水分亏缺对向日葵产量、水分利用效率及经济效益的影响

通过盆栽试验对向日葵进行不同水分亏缺处理,研究其产量、水分效应及经济效益的变化。结果表明,向日葵高水分处理的产量高于低水分处理,切不可在作物临界期进行水分亏缺,不可对作物3个生育期连续亏缺;适宜调亏灌溉可以提高向日葵水分利用效率;耗水量和产量有极大的相关性,随着耗水量的增多产量增大;在水资源充足的情况下,充分灌溉经济效益固然高,但在不能满足充分灌溉时,适宜水分亏缺可提高作物经济效益。     

棉花应用水肥一体化技术的试验研究

试验表明,应用水肥一体化膜下滴灌技术能够有效地节省开支,提高棉花产量和效益,并能改良棉田土壤。     

微咸水灌溉条件下棉花-黑麦草种植系统的效益分析

在淡水资源严重匮乏的河北低平原区,利用浅层微咸水灌溉,对棉花-黑麦草一体化种植制度的效益进行了初步研究。结果表明：利用广泛分布的浅层微咸水灌溉棉花和黑麦草进行一体化种植,可较淡水灌溉的一体化种植节约淡水2 250 m3/hm2,效益提高430元/hm2;较棉花单作节约淡水750 m3/hm2,效益提高4 406元/hm2;同时,具有提高植被覆盖度和改善生态环境的作用,是一项值得推广的节水高效技术模式。