面向河流生态完整性的黄河下游生态需水过程研究

提供适宜的生态流量对维护河流健康和支撑人类社会发展具有重要意义。尽管栖息地模拟法物理机制清晰、应用广泛,但对生物群落考虑不足、生命节律信号缺失等问题长期存在。以维护河流土著生物群落完整性为目标,本文将天然水文情势作为参照系统,结合栖息地模拟与水文参照系统特征值,建立了一种面向河流生态完整性的生态需水过程评估方法,兼顾指示物种生存繁衍和土著生物群落基本生存。黄河下游利津断面评估结果显示:利津断面年最小生态需水量119亿m~3,适宜生态需水量130～137亿m~3,涨水期需提供1～2次持续时间不低于7 d、流量不低于1220 m~3/s的高流量脉冲。对比历史实测流量过程与本文生态需水成果,发现利津断面水量充足,但流量过程不满足生态需求。黄河需加强水库群调度,协调径流年际和年内分布,塑造适宜的生态流量过程,并适时塑造高流量脉冲。     

国内外防洪标准及确定方法研究

通过国内外防洪标准及其确定方法的归纳和对比分析,认为等级划分方法制定防洪标准应用范围广、时间长、基础好,今后长时期内仍将是确定防洪标准的主要方法;经济分析方法、风险分析方法和综合评价模型法实现了防洪标准确定方法的统一,但基础数据获取难度大、定性指标定量化困难、人为决策因素对结果影响大、操作性较差,容易出现人为提高和降低防洪标准的问题,因此建议在有条件时作为制定防洪标准的辅助决策手段。     

应对干旱的黄河梯级水库群调度规律研究

梯级水库群联合调度是黄河流域应对干旱的有效手段。统筹防洪、防凌、生态、供水(灌溉)、发电等综合要求,建立黄河大型水库群联合调度模型;结合黄河流域旱情需水特点,考虑断面流量控制、省区用水控制等约束,开展长系列调度模拟,提出汛期和用水高峰期黄河上下游不同水库的调度规律,为决策部门有序应对流域干旱提供技术支撑。     

LL-Ⅲ模型在美国Baron Fork流域的应用

有物理基础的流域分布式水文模型对流域产汇流以及对洪水过程的模拟与预报一直是水文研究的重点.分析了美国Baron Fork流域的降雨产汇流特性,应用基于DEM的LL-Ⅲ水文模型对Baron Fork流域进行产汇流模拟及洪水预报,结果表明,从模型模拟精度来看,该水文模型在Baron Fork流域洪水预报、流量模拟应用中取得了较好的效果,可以在水文、地质、地貌、气候等方面与该地区类似的流域推广.     

基于增量动态均衡配置的黄河分水方案优化方法研究EI北大核心CSCD

针对“八七”分水方案颁布实施以来黄河流域经济社会发展、工程建设运用、用水特征、水沙情势等分水基础条件的改变,以及黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对流域水资源配置提出的新要求,结合黄河流域重大水源工程与调节工程建设运用,考虑新战略下维持河流健康生态要求,统筹用水的公平性与效率因素,提出了黄河流域水资源增量动态均衡配置方法。重点研究了南水北调西线工程生效之前的情景,维持“八七”分水方案总体格局,考虑新增水源和分水调整的制约因素,对新增水源工程和调节工程带来的水资源增量进行动态均衡配置,实现对“八七”分水方案的微调优化。对黄河流域多个场景下分水方案调整策略进行研究,结果表明:分水方案优化调整策略为增加上游水量配置占比,调整幅度为2.13%~2.78%;微增中游水量配置占比,调整幅度为0.25%~0.31%;减少下游和河北省、天津市水量配置占比,调整幅度为-3.81%~-2.38%。     

梯级水库三维环境流体动力学数值预测和水温分层与累积影响规律研究

该文应用美国三维水环境流体动力学模型(简称EFDC模型)对特大型水库进行了水流水温数值耦合预测计算,深入研究了水库的水热循环规律,并对分层型水库的水位、流速和水温分布规律进行剖析。在梯级水电站联合运行环境下,重点分析了高坝大库水温分层规律,探讨了建库前后的水温变化规律和梯级水库建设的累积影响,为调整梯级水电规划方案提供科学决策依据。     

规范推荐的水库水温经验预测方法比选研究

水库水温经验预测方法因简便易行在水电项目环境评价中被广泛采用。针对我国水电规范推荐的水库水温经验预测方法(东勘院法,朱伯芳法,统计法)进行比选研究,并通过多个水库实际监测资料进行3种方法的误差分析,所得出结论可供相关部门参考使用。     

黄河“八七”分水方案实施30 a回顾与展望

回顾了黄河"八七"分水方案出台的历史背景、研究历程以及在实践中不断细化和完善的过程,分析了1999年统一调度之前和之后两个时段的运用情况和效果,提出了变化环境下流域水资源面临的新形势并进行了展望。"八七"分水方案是我国大江大河第一个流域分水方案,对于国家推进水资源科学分配和高效利用具有重大突破和示范意义,在运用中先后开展了"八七"分水方案细化、新径流条件下分水方案完善、用水总量控制红线制定等一系列工作,分水方案得到持续细化、深化、发展和完善,有力支撑了黄河流域水资源管理,成为流域管理重要的技术文件。运用30 a来,"八七"分水方案以及黄河水资源管理实践有效控制了流域用水需求增长,协调了各省(区)用水关系,支撑了流域经济社会可持续发展与生态环境维持,实现了黄河干流20 a不断流。未来黄河流域面临的水资源需求仍将呈现一定的刚性增长,流域水资源管理的关键问题是如何缓解水资源对流域经济社会发展的制约,支撑生态环境良性维持。     

黄河流域水资源均衡调控理论与模型研究

变化环境下缺水流域正面临日益严峻的水资源供需矛盾,用水效率与公平协调难度极大。本文在梳理总结已有水资源调控理论的基础上,建立了适用于黄河等缺水流域的水资源均衡调控理论与方法。基于社会福利学原理构建了统筹用水效率与公平的水资源均衡调控函数,通过水资源均衡调控函数引导水资源配置。综合水资源经济价值、社会价值和生态价值,建立了用水效率表征指标;统筹地区公平和行业协调,建立了用水公平表征指标。以黄河流域为例,建立了黄河流域水资源均衡调控模型,进行黄河流域水资源均衡方案分析。实例研究结果证明,该模型通过兼顾用水效率与用水公平目标,为黄河"87"分水方案优化提供技术支撑,也可为其他缺水流域或区域的水资源均衡调控提供技术方法。     

黄河流域需水分层预测

为了提高需水预测精度,并为流域水资源分层配置提供基础,基于马斯洛需求层次理论提出了包括刚性、刚弹性和弹性需水的黄河流域需水分层预测方法。按照不同行业的用水特点进行层次划分,将农业需水按照口粮安全、消费需求进行划分,工业需水分为一般行业需水和高耗水行业需水,将流域外生态补水作为河道外生态刚弹性需水,河道内生态需水根据泥沙冲淤比划分。黄河流域需水分层预测结果表明,2030年黄河流域河道外需水量为534.62亿m~3,其中刚性、刚弹性和弹性需水占比分别为59.81%、33.62%和6.57%,比2017年增加139.01亿m~3,而人均用水量减少25 m~3,流域用水水平得到提高;农业节水量被用于工业等效益更高的行业,预测结果符合黄河流域1980—2017年用水规律和新时期"生态优先,水资源节约集约利用"的用水要求。