水面蒸发对南水北调江苏段调水效率的影响

为了掌握南水北调东线江苏境内工程输水河道和调蓄湖库水面蒸发损失水量,及其所造成的泵站机组损失功率,了解水面蒸发对工程调水效率的影响,分析比较了适用于工程所在地区的水面蒸发量计算模型和计算公式,计算了工程沿线输水河道和调蓄湖库的水面蒸发量,分析了工程水面蒸发量的时间和空间分布特征.通过积分,计算了水面蒸发造成的各梯级泵站的流量损失和输入功率损失,求解并分析了水面蒸发对整个江苏段工程调水效率的影响.结果表明：工程沿线水面年蒸发量自南向北、西北方向逐渐递增;蒸发量夏季最高,冬季最低;全线平均水面年蒸发量为862.2 mm.洪泽湖、骆马湖、白马湖和输水河道蒸发损失水量分别占总蒸发损失水量的77.7%,13.3%,3.6%和5.4%,蒸发损失水量约占源头泵站抽水量的17.46%,使工程平均调水效率降低10.33%.调水工程可以考虑采用管道输水,从而避免蒸发损失.     

南水北调南四湖水位分析

南水北调东线工程利用南四湖下级湖调蓄、上级湖输水。南四湖是山东省最大的淡水湖泊，以二级坝为界分为上、下级湖。根据洪水计算，确定了工程的防洪水位；根据下级湖调蓄情况下、上级湖天然状态下的水位进行长系列调节计算，确定了泵站工程和湖内输水工程的设计条件。     

高扬程梯级泵站输水系统的运行效率评估方法与模型

针对高扬程梯级泵站运行效率评估困难的问题,通过综合考虑泵站效率、区间水量损失、水力损失、分流量、水位等多因素影响的基础上,提出了基于流量平衡的输水系统运行效率分析的方法,建立了针对配水区间的运行效率评估模型;另外,针对部分梯级泵站流量监测设备不完善的情况,提出了基于水量平衡的梯级泵站运行效率评估模型;将两个评估模型运用于甘肃景电一期工程的效率分析,计算结果表明,基于动态平衡的输水系统运行效率评估模型能够更客观地反映梯级泵站系统的运行效率状况,模型计算结果和工程实际的运行效率吻合良好。     

管渠结合的梯级泵站扬程优化分配研究

密云水库调蓄工程是保证北京市区供水安全的一项关键工程，极大程度地缓解了北京市水资源供需紧平衡状态。为实现工程的经济运行，以密云水库调蓄工程后三级泵站（郭家坞、雁栖、溪翁庄）为研究对象，基于水力学模型建立梯级泵站扬程优化分配模型，采用IAPSO优化算法对模型进行求解。结果表明：对于管渠结合的梯级泵站输水系统，在不同输水流量下，梯级泵站的扬程优化方案较实际运行方案相比效率可提高5.2%；梯级间水力损失和泵站转速会对优化结果有较大的影响。该研究可为梯级泵站经济运行提供行之有效的运行方案，保证梯级泵站输水系统的安全经济运行。     

泵站-水库原水调水系统经济运行方式优化

为提高泵站-水库原水调水系统中泵站的运行效益,最大限度降低输水系统的运行成本.通过分析该类输水系统特性以及供水方式,基于遗传算法构建泵站机组流量分配模型,优化分配泵站运行流量.在此基础上,考虑泵站时间维度上的运行方式,结合亳州加压泵站的工程状况和区域分时电价,以单位提水费用最小为优化目标,构建经济运行模型.将该方法应用于亳州供水工程,结果表明模型效果显著,并对历史运行区间内周期输水量进行离散计算,拟合得出周期内单位提水费用最低工况,进而对拟合结果进行分析.结果表明：所构建经济运行模型具有较好的适用性,可降低工程运行费用,为工程优化调度提供指导;受到泵站运行效率和分时电价的影响,泵站单位提水费用随调水量增加先降低后升高.     

关中地区灌溉农业发展对区域蒸发的影响研究

主要从分析参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的变化趋势来反映气候变化对蒸发的影响,从灌区实测水面蒸发量的变化趋势来分析灌溉农业发展对区域蒸发的影响。用改进后的Penman公式计算关中地区1961～2001年系列5个气象站的ET0,结果显示:80年代前后气候对关中地区年ET0值的影响有明显区别,80年代以后关中地区年ET0值增长趋势加大,受气候影响明显大于80年代以前。多年平均年内分布表明连续最大3月即6～8月占全年的比例为46%～48%,但80年代以后年内分布6～8月ET0所占比例有降低趋势;从泾惠渠灌区灌溉试验站实测水面蒸发资料分析,显示明显的逐年减少的趋势,年内分布表明6～8月水面蒸发量所占比例有降低趋势。说明灌溉农业发展引起农田小气候的变化,减少了夏季潜在的蒸发和实际蒸发量。     

计入水量损失和水头损失的渠系输水效率研究

在灌溉排水领域中,对于输水渠道,目前仅有考核输水过程中水量损失的渠系水利用系数指标,而无考核输水过程中的水头损失的指标.本研究首次提出了渠系水头效率指标;建立了既包括水量损失又包括水头损失的渠系输水效率指标;给出渠系水头效率和渠系输水效率的计算方法.成果对于研究并提高渠系输水效率、降低输水成本有重要意义.     

山湖水库“一库两站”联合运行优化调度方法

针对特殊干旱年山湖水库水资源优化调度问题,提出了单座年调节水库与补库泵站、调水泵站联合运行的“一库两站”系统水资源优化调度模型.模型以年内各阶段受水区缺水量平方和最小为目标函数,各阶段水库的供水量与外调水量为决策变量,水库年可供水量、调水泵站年提水量、库站联合运行调度准则为约束条件,采用动态规划逐次逼近法求解,获得了水库最优的供水量过程和弃水量过程、补库泵站最优的补水量过程以及调水泵站最优的提水量过程.结果表明：山湖水库“一库两站”系统水资源优化调度可将系统缺水量从16万m3减小至8.6万m3,而水库弃水量从84.1万m3减小至0,泵站补水量从2 190万m3减小至2 140万m3,外调水量从380万m3增加至390万m3.该成果可为采用类似“一库两站”系统供水灌区的运行管理提供借鉴和参考.     

初析灌区水的利用系数

灌区水的利用系数,是衡量灌区工程技术状况和灌溉管理水平的重要指标。目前,我国灌区的渠系水利用系数普遍偏低。北方较好的灌区渠系水利用系数为0.55～0.65,差的仪为0.24～0.32。陕西各大型灌区的渠系水利用系数一般为0.60左右。灌区水的利用系数不高的原因,是由于水量损失过大。而水量损失的途径,主要为渠道输水渗漏损失、管理损失和水面蒸发损失等。其中渗漏损失占绝大部分,其次是管理损失,蒸发损失量极小。据河南人民胜利渠小冀支渠1957年实     

南水北调东线淮安段里运河输水水质风险控制机制研究与应用

南水北调东线工程实施后,自2013年正式通水,近4年的运行,目前已为山东调水近19亿m3,工程始终处于安全稳定状态,输水干线水质按规定稳定达到地表水Ⅲ类标准,13个设区市的规划供水范围目标全部实现.但淮安段里运河穿越城区,河道沿线情况复杂,存在水质污染的风险.本文旨在通过对里运河沿线风险源进行分析研究,并对各风险源提出相应的可能解决方案,以保证调水水质稳定达标.     

Modeling the water budget in a deep caldera lake and its hydrologic assessment: Lake Ikeda, Japan

The hydrologic assessment of a lake water budget can be helpful in achieving proper water management and sustainable water use. A model to analyze a lake water budget was developed and verified for Lake Ikeda, Japan. Lake evaporation was estimated by numerical analyses of lake water temperature and the lake energy budget. Inflow from the lake catchment area and leakage from the lake bottom were estimated based on the tank model and Darcy's law, and the model parameters were optimized by the shuffled complex evolution method. The estimated monthly lake evaporation rate is consistent with the evaporation rate estimated by the energy budget Bowen ratio method based on in situ data from 2004 to 2005. Moreover, the calculated time series of daily lake levels agrees well with those of measured lake levels during 1983 to 1999. Thus, the model is useful for evaluating the lake water budget. Numerical analysis reveals seasonal and annual variation characteristics in the water budget components. Precipitation, inflow from the catchment area, and river water supply are generally high during the rainy season from June to July with substantial annual variation. Lake evaporation is greatest in October and least in April, but the annual variation is relatively small. Agricultural water use is relatively high from April to September. There are no marked seasonal changes in leakage and drinking water use. The lake level is generally highest in September and lowest in March, which is characterized by seasonal changes in water budget components. The model was also applied to 17-year simulations under hypothetical hydrologic conditions to examine the effect of water use and agricultural water management on the lake level. Results indicate that river water supply, provided under the agricultural water management system, effectively compensates for the decrease in lake water resulting from agricultural water use.     

现代化大型泵站与南水北调东线工程的设计与研究

我国正在进行大规模的水利现代化建设，南水北调东线工程的建设对大型泵站提出了更高的要求，为了规范大型泵站现代化建设和管理方向，为南水北调东线工程大型泵站规划、设计、建设、选型、管理和已建大型泵站的技术改造提供依据，文章初步探讨了现代化大型泵站的界定、内涵、指导思想、总体要求和建设与管理标准。     

行洪除涝的合理水面率研究

根据水域承载的功能界定了水面率的概念,分析了水面率的影响因素,从水域管理的角度明确了合理水面率的内涵。提出了从行洪除涝功能考虑合理水面率确定的基本思路,即根据行洪除涝标准,协调区域内部水域的滞洪涝能力和水利工程的排洪涝能力,达到系统总体优化,提出合理内部滞蓄能力和合理外排能力,再根据合理内部滞蓄能力确定合理水面率。建立了确定合理水面率的结构模型和数学模型、河网水域水动力学模型、方案优选的经济模型,明确了其求解方法。实例验证表明该方法科学可行。     

自动补水蒸发皿装置的原理及应用

为了更好地利用蒸发皿的蒸发量指导农田灌溉,根据马氏瓶工作原理设计了一种简单、实用,价格低廉而且操控性强的恒水位蒸发皿装置,此装置在20 cm标准蒸发皿的基础上附加了一个自动补水装置.以20 cm标准蒸发皿的蒸发量为标准,对可进行自动补水的恒水位蒸发皿的水面蒸发过程进行了验证.通过大田冬小麦试验建立了水面蒸发过程与冬小麦同阶段耗水过程的关系.结果表明,设计开发的蒸发皿装置,具有较好的稳定性,组间测量值相对平均误差小于5%,超过5 d相对平均误差小于2%;其水面蒸发过程与20 cm标准蒸发皿的蒸发量具有显著的相关关系,相关系数高达0.99;华北地区优质高产冬小麦在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的田间耗水量,与自动补水蒸发皿同阶段累计水面蒸发量的比值分别为1.09,1.31和1.16.因此,可以用该装置的水面蒸发量来指导农田灌溉,达到农作物优质、高效、高产的目的.     

串联渠系多渠池蓄量平衡控制模式研究

【目的】解决渠道控制中以单个渠段蓄量为控制对象时,存在调蓄容量有限、相邻渠池间的蓄量变化无法相互调节的问题。【方法】提出一种等下游水深的多渠池蓄量平衡运行方式,并建立了基于蓄量变化的闸门目标流量计算方法,采用南水北调东线济平干渠为工程背景进行建模仿真验证。【结果】多渠池蓄量平衡模式下,对蓄量差乘以一定权重系数能有效降低闸门流量超调、缩短稳定时间;在正常运行工况下,该算法较常规下游常水位控制模式对渠首水库造成的调蓄压力更小,各无量纲性能指标整体较优,系统稳定时间最长缩短10 h;考虑流量变化较大的工况时,针对济平干渠渠池长度差异将近10倍的现状,发现增设节制闸减小单渠池长度后,该算法整体稳定时间进一步减小,各无量纲性能指标均不同程度提高。【结论】多渠池蓄量控制优于单个渠池蓄量控制,此算法为多渠池蓄量控制的进一步研究奠定基础。     

调水工程水价计算研究

根据跨流域调水工程的特点,分析了容量水价和计量水价的构成和影响因素,明确了容量水价主要由国家投资政策决定,是国家调控调水水价的基本手段,计量水价由供水的资源成本、工程成本和环境成本组成,是调水工程市场化运作的核心问题,全面清晰地表述了调水水价的概念。在此基础上,提出了容量水价和计量水价的计算方法,讨论了有调蓄湖泊情况下的供水成本计算和调水风险问题,为确定调水工程水价奠定了基础。     

湖库水质监测评价思考与建议

湖库水质评价是根据水体的用途,按照一定的评价参数、质量标准和评价方法,对水体进行定性和定量的评定.通过对数据的深加工处理,结合当地污染源排放状况、社会经济发展状况、区域内自然状况及其环境管理措施实施等信息的综合分析,客观合理地评价水环境质量状况,为环境管理及决策提供技术支撑.本文根据合肥市湖库水质环境监测评价的实际情况,提出几点关于湖库水质监测与评价的思考和建议.     

多级提水泵站优化调度研究

泵站可用于田间配水、城市用水,多级泵站大多建在西北黄土高原地区,由于各区域用水分布不均,输水系统复杂以及运行管理等问题,多级提水泵站需要进行系统的优化调度。以某多级提水泵站为研究对象,当泵站在正常情况下运行时,即流量为6.1 m^3/s,对于泵站级间采用粒子群算法,优化结果与实际运行情况相比,各级泵站水位发生微调,在该流量下水位实现一个相对较好的组合,单位时间内可节约1.66%的能量,一年大约可节约98万kWh。优化后多级泵站从整体降低了能耗,在尽可能提高其运行效率、降低能耗的基础上,使其在安全、经济的情况下运行。