城市化、半城市化河流水量水质联合调度关键技术研究
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四五”期间国家发展的重要任务。
2014年,长江经济带建设成为新时期国家发展重大战略。
2016年、2018年、2020年、2023年,习近平总书记先后在重庆、武汉、南京、南昌主持召开推动长江经济带绿色发展座谈会,确定了“共抓大保护、不搞大开发”,“生态优先、绿色发展”的整体方针,突显了长江经济带高质量绿色发展在国家生态文明建设中的战略地位。
2019年以来,生态环境部、国家发展和改革委员会联合开展了长江保护修复攻坚行动计划,流域水环境质量得到明显改善,水生态退化得到初步遏制,但面源污染控制不力、湖泊湿地萎缩、生物多样性损失等问题依然突出。
受气候变化和人类活动的影响,未来长江流域生态保护形势依然严峻复杂,水环境治理和水生态修复任务依然面临巨大挑战。
2021年3月1日,《中华人民共和国长江保护法》正式实施。
贯彻落实《长江保护法》,在科学统筹的前提下进行流域系统治理,最终实现长江流域生态优先下的高质量绿色发展,有2项重要工作需要尽快开展:①国家层面的全流域协调机制要尽快建立,②加强科技创新的引领作用,支撑流域生态环境修复保护和综合管理的流域水系统模拟调控装置需要尽快建设。
针对全球变化带来的生态与环境问题,国内外学者提出和发展了一系列地球系统模型(ESMs)。
以全球大气动力学模式为基础,耦合海洋、陆地、冰冻圈等动力学模式,旨在预测、重构和深入理解全球气候变化过程,评估气候变化对生态和环境的影响。
2002年3月,日本建成地球模拟器(ES)[1],目前已发展至ES4版本。
2012年,美国国家大气海洋局地球物理流体动力学实验室开发了地球系统模型(ESMs)[2]。
2018年,美国能源部主导发布了E级能源地球系统模型(E3SM)[3],关注点除气候变化预测外,还将评估气候变化对能源基础设施带来的压力。
2020年,瑞士大气和气候科学研究所发展了一个模块化地球系统模拟器(MESMER)[4]。
2010年,曾庆存等[5]针对国际上地球系统动力模式研究的趋势,提出发展我国的地球系统动力学模式。
水量调度应用解决方案这水量调度啊,那可是个大事。
你想想,水是咱生活中离不开的东西,不管是喝的、用的,还是农业灌溉、工业生产,都得用水。
要是没有个好的水量调度方案,那可就乱套了。
咱得搞清楚为啥要进行水量调度。
一方面呢,不同的地方对水的需求不一样。
比如城市里人多,用水量大;农村呢,农业灌溉也需要不少水。
另一方面,水资源可不是无限的,有的地方水多,有的地方水少。
所以就得通过水量调度,把水合理地分配到各个需要的地方去。
那怎么进行水量调度呢?这就需要一套完整的解决方案啦。
第一步,得先了解水资源的情况。
要知道有多少水可用,水都在哪里,水质怎么样。
这就像你要安排一场聚会,得先知道有多少食物和饮料一样。
可以通过水文监测站、卫星遥感等技术手段,来收集水资源的信息。
第二步,要确定用水需求。
不同的行业、不同的地区用水需求都不一样。
城市居民用水、工业用水、农业灌溉用水,都得考虑进去。
可以通过调查、统计等方法,了解各个地方的用水需求。
第三步,就是制定调度计划了。
根据水资源的情况和用水需求,制定一个合理的调度计划。
比如说,哪个地方需要多少水,什么时候送水,用什么方式送水。
这就像一个交通指挥员,要安排好车辆的行驶路线和时间,确保交通顺畅。
在制定调度计划的时候,还得考虑一些因素。
比如,要优先保证居民生活用水,这是最基本的。
还要考虑到水资源的可持续利用,不能一下子把水都用光了。
还要考虑到生态环境的保护,不能因为调度水而破坏了河流、湖泊等生态系统。
第四步,就是实施调度计划了。
这就需要一些设备和技术了。
比如,修建水库、水闸、渠道等水利设施,用来调节水流。
还可以使用水泵、管道等设备,把水输送到需要的地方。
在实施调度计划的过程中,要密切关注水资源的变化和用水需求的变化,及时调整调度计划。
最后一步,就是评估和改进调度方案。
看看调度计划实施得怎么样,有没有达到预期的效果。
如果发现问题,就及时改进调度方案,让它更加完善。
除了这些常规的方法,还有一些新技术也可以应用到水量调度中。
水资源优化调度模型及算法研究一、绪论随着人口的不断增加和经济的不断发展,水资源的供需矛盾日益凸显。
为有效保障水资源的合理利用和管理,研究水资源优化调度模型及算法迫在眉睫。
本文旨在探讨水资源优化调度模型及算法的研究进展。
二、水资源优化调度模型1. 基于线性规划的水资源优化调度模型线性规划是一种常见的数学方法,可以用于优化许多实际问题,包括水资源优化调度。
该方法的优点在于能够快速得到一个最优解。
线性规划模型的数学形式如下:$$ Max \quad cx $$$$ s.t. \quad Ax \leq b $$其中,x是优化变量,c和A是常数矩阵,b是常数向量。
这个模型的含义是在满足约束条件Ax≤b的情况下,使目标函数cx最大化。
2. 基于动态规划的水资源优化调度模型括水资源优化调度。
该方法的优点在于可以考虑到历史时刻的决策对未来的影响。
动态规划模型的数学形式如下:$$ Max \quad \sum_{t=1}^{T}f_t(x_t,u_t) $$$$ s.t. \quad x_{t+1}=g_t(x_t,u_t) $$其中,x是状态变量,u是决策变量,f是收益函数,g是状态转移函数。
这个模型的含义是在满足状态转移方程x_{t+1}=g_t(x_t,u_t)的情况下,使收益函数f最大化。
3. 基于遗传算法的水资源优化调度模型遗传算法是一种常见的优化方法,可以用于许多实际问题,包括水资源优化调度。
该方法的优点在于可以在多个解空间中搜索最优解。
遗传算法模型的数学形式如下:$$ f(x_i),\quad 1 \leq i \leq N $$其中,x是优化变量,f是目标函数,N是种群数量。
这个模型的含义是在种群中搜索最优解x。
三、水资源优化调度算法1. 基于模拟退火的水资源优化调度算法括水资源优化调度。
该方法的优点在于可以在温度下降的过程中逐渐减小搜索范围。
模拟退火算法的数学形式如下:$$ f(x_i),\quad 1 \leq i \leq N $$其中,x是优化变量,f是目标函数,N是样本数量。
大花水、格里桥水库调度策略探讨摘要:梯级水库调度策略是指导水库群优化和防洪调度的重要依据。
本文根据清水河流域大花水、格里桥水库历年运行资料,运用统计分析方法对两座水库在水库调度中的规律性进行分析总结,从两库补偿调度方式、分期水位控制目标、泄流曲线修正、闸门匹配关系等方面开展分析研究,得出了大花水、格里桥水库在优化调度、洪水调度等工作中的调度规律,为清水河流域大花水、格里桥水库联合优化和防洪调度提供了理论和技术支撑。
关键词: 梯级水库; 调度策略; 优化调度;防洪调度0 引言近年来,随着流域梯级水库的相继建成,如何科学调度和遵循何种调度规则,以发挥梯级水库的最大效益,已成为迫在眉睫需要解决的问题[1]。
目前,乌江流域干流7座梯级水库群优化调度理论和方法均已运用成熟,但针对支流清水河流域大花水、格里桥水库优化调度规则还未进行系统性的探讨,也没有形成相应的调度策略,因此亟需研究清水河流域梯级水库运行特点,挖掘水库调度过程中两库在水库优化调度、洪水调度及闸门调度中的规律性,得到清水河流域梯级水库调度策略。
本文以清水河流域大花水、格里桥水库为研究对象,以历年实际运行数据为基础,从两库补偿调度方式、分期水位控制目标、泄流曲线修正、闸门匹配关系等方面开展分析研究,为清水河流域大花水、格里桥水库联合优化调度提供了理论和技术支撑。
1 梯级水库概况清水河流域位于贵州省中部,是乌江中游右岸较大的一级支流。
流域属于亚热带季风气候区,夏季受太平洋副热带高压控制和西南海洋性暖湿气流影响,流域内暴雨多出现在4-10月,以5-7月为最多。
多年平均降水量1212.4mm,其中4-10月降水量约占全年的86.4%左右,支流独木河上游为多雨期,多年平均降雨量为1200mm以上【2】。
大花水、格里桥水库位于清水河流域干流的中游,分别是清水河干流水电规划的第三、第四个梯级,大花水电站坝址控制流域面积4328km2,暴雨中心位于支流独木河上游昌明一带,暴雨历时短,雨量集中。
城市化对水资源利用的影响分析引言:随着全球城市化进程的加速,城市对水资源的需求日益增加,对水资源的利用和管理也面临着巨大的挑战。
本文将就城市化对水资源利用的影响进行分析,探讨城市化背景下如何合理利用和管理水资源,以确保城市可持续发展。
一、城市化的加速和水资源的问题随着城市化进程的加速,人口密集的城市面临着严峻的水资源问题。
首先,城市居民的用水量大幅增加,日常生活、工业生产和城市建设等需求对水资源的需求量大大超过农村地区。
其次,城市化进程导致水源地的破坏和污染,如城市化对河流、湖泊和地下水的过度开采,以及对污水处理不力等问题。
二、城市化对水资源的挑战1. 温室气体排放和水资源消耗城市化带来了大量的工业和交通活动,加剧了温室气体的排放,导致气候变化和极端天气事件频发,从而对水资源的利用和分配产生了巨大的影响。
干旱、洪水、暴雨等极端天气现象的增加,使得水资源的管理和利用更加困难。
2. 水污染和生态破坏城市化进程中,工业废水、生活污水和农业面源污染等排放物的增加,使得水资源受到严重污染。
同时,城市的大规模建设和土地开发也导致了水资源源地的破坏,湿地的消失等生态问题不容忽视。
3. 水资源不均衡和供需矛盾城市化进程中,城市和农村之间、不同地区之间的水资源分配不均衡,城市对水资源的需求远远超过供给能力。
供需矛盾逐渐显现,不仅导致水资源紧缺,还可能引发社会和经济问题。
三、合理利用和管理水资源的措施1. 提高水资源利用效率加强节水意识,推行水资源的有效管理和利用。
如改善旧水管网、推广节水设备和技术,在市区建设公园绿地和人工湿地以增加水资源的自然补给等。
2. 发展水资源多元化利用探索水资源的多元化利用方式,例如开展海水淡化处理,推广利用雨水进行灌溉和冷却设施,以减轻城市对地下水的过度开采。
3. 加强水资源保护和污染治理加强水源地环境保护,保护湖泊、河流和地下水的水质。
同时,加大水污染治理力度,加强污水处理设施的建设和管理,确保城市污水得到有效处理。
城市化对水资源供需的影响随着城市化进程的加快,城市对水资源的需求也日益增长,而供水能力无法满足城市的需求。
这种供求矛盾严重影响着城市的可持续发展。
本文将从城市化对水资源的需求增加、供水设施的压力、水资源的管理和城市节水措施四个方面来探讨城市化对水资源供需的影响。
首先,城市化导致了对水资源需求的增加。
城市迅速扩张,人口剧增,居民用水、产业用水以及城市设施的用水等各方面都提高了对水资源的需求量。
而且,城市化也带来了水污染的问题,导致水资源的质量下降,进一步加剧了对新鲜水的需求。
城市化对水资源的需求增加,让供水变得更加困难。
其次,城市化给供水设施带来了巨大的压力。
随着城市人口的增加,供水设施和供应网络不仅需要扩展和建设,还需要进行维修和更新。
然而,由于城市化进程的加快,供水设施跟不上城市的需求增长,无法保证持续和稳定的供水。
供水设施的不足不仅限制了城市发展的空间,也给居民的日常生活带来了困扰。
第三,城市化对水资源的管理提出了新的要求。
城市化使得水资源的管理变得更加复杂和困难。
城市市区的雨水排放、水污染治理、水资源利用以及饮用水安全等都需要进行有效的管理和监控。
这需要加强水资源管理机构的建立,制定和实施相关政策,推动科技创新,提升管理水平。
城市化对水资源的管理要求高,需要政府和社会各界的共同努力。
最后,城市化也需要采取城市节水措施来缓解水资源供需矛盾。
城市节水措施可以通过智能化供水设备、加强水资源的回收利用、推进雨水收集和利用等方式来减少对水资源的需求。
同时,也需要加强公众的节水意识,提倡节约用水的生活方式和行为。
城市节水措施是缓解水资源供需矛盾的重要手段,需要全社会的参与和支持。
综上所述,城市化对水资源供需产生了深远的影响。
城市化导致了水资源需求的增加,给供水设施带来了压力,提出了对水资源管理的新要求,同时也需要采取城市节水措施来缓解供需矛盾。
通过加强水资源的管理和节约利用,可以更好地满足城市发展和居民生活的需求,实现可持续发展。
水量水质联合调控思路与研究进展
游进军;薛小妮;牛存稳
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】2010(041)011
【摘要】本文首先分析了水量水质联合调控在当前水管理中的需求,结合水量水质联合调控的研究现状和进展,归纳了水量水质联合调控所遵循的一般步骤,并对涉及到的关键技术进行介绍,最后对该领域今后的重点工作予以展望.
【总页数】4页(P7-9,18)
【作者】游进军;薛小妮;牛存稳
【作者单位】中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100038;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100038;中国水利水电科学研究院,水资源研究所,北京,100038
【正文语种】中文
【中图分类】TV213.9
【相关文献】
1.探讨水资源管理中水量水质联合调控的模式 [J], 张千武
2.沿海平原调水引流及水量水质联合调控研究 [J], 周芬;陈黎明;田传冲;陈炼钢;盛海峰
3.水资源管理中水量水质联合调控的模式探讨 [J], 刘海龙;
4.水资源管理中水量水质联合调控的模式 [J], 杨红艳
5.基于二元水循环的水量-水质-水效联合调控模型开发与应用 [J], 裴源生;许继军;肖伟华;杨明智;侯保灯
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2021.1山东水利-5-“十四五”水利发展重点领域和关键技术研究刘继永%,陈立峰2(1.山东省水利厅,山东济南250014;2.山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,山东济南250200)【摘要】“十四五”时期是山东省践行习近平总书记“走在前列、全面开创”要求的关键时期。
本调研课题基于山东省水资源短缺且时空分布不均的基本水情和经济社会发展规划,总结了山东省“十三五”时期的治水经验,梳理了当前水利发展存在的突出问题,调研分析了“十四五”水利发展的重点领域及关键技术研究方向,对保水全水、保全、保经济社会发展重大指导意义。
【关键词】“十四五”;山东省;水利科技;重点领域;关键技术【中图分类号】F426.91【文献标志码】A【文章编号"1009-6159(2021)-01-0005-031山东省“十三五”水利取得的成就“十三五”期间,特别是2017年以来,省委、省政府将水提升到山东省长远发展“命门”的战略高度来抓。
水利投入力度前所未有,2016—2019年,全省水利建设投资分别为314亿元、317亿元、411亿元、375亿元,2020年完成600亿元以上。
“十三五”期间全省预计完成水利投资超过2000亿元,是“十二五”时期的1.68倍。
截至2019年底,全省注册登水库5893,181亿m3水5197座,建3余公里;省级骨干水网程I459km,年水力20.4亿m3;村供水工程设管网2余公里、级管网II余公里中骨干渠道1977km,、69.8hm2,节水灌到346.67hm2。
山东省水资管理度是全国有的6年的省;2018年、2019年全水,山东省河、中水利投资计务水利水提高,十三五”期间,省级以上水利118,山东省3、水利11,、成成用,带动业力提升效显。
2山东省水利发展的突出问题山东省是中沿黄又沿海的唯一省,年来,特别是2017年以来,山东省水利治理取显著成效,为促经济社会发展作出了重要贡献。
城市化对水循环系统影响评估随着全球城市化进程的不断加速,城市对水资源的需求和利用也越来越大。
城市化对水循环系统的影响评估是确保水资源可持续利用和城市可持续发展的重要手段。
本篇文章将从城市化对水循环系统的影响、水资源利用效率以及评估方法等方面进行探讨。
城市化对水循环系统的影响主要体现在以下几个方面:第一,城市化导致土地利用和覆盖的改变。
城市化过程中,大量耕地、湿地等水源涵养地被建设用地代替,导致土壤持水能力下降,地表径流增加,水循环系统发生紊乱。
第二,城市化加剧水资源的需求。
随着人口的增加和城市经济的发展,城市对水资源的需求量不断增加。
工业、农业和家庭用水的增加,使得城市对水资源的利用更加复杂和庞大,进一步加大了对水循环系统的影响。
第三,城市化引发水体污染。
城市化会带来大量有机污染物、重金属污染物、废水等排放,进而导致水体污染。
水体污染不仅直接破坏生态系统的稳定性,还会对城市供水、农业用水和环境质量产生深远影响。
为了评估城市化对水循环系统的影响,需要进行水资源利用效率的评估。
水资源利用效率的评估是对城市化对水循环系统影响的量化表征,也是保障水资源可持续利用的关键。
评估水资源利用效率的指标主要包括总体指标和分项指标。
总体指标方面,可以利用城市用水指标、单位GDP用水量、单位能耗水量等来评估水资源利用效率。
城市用水指标可以通过统计城市每年供水量和人口数量的比值来计算,单位GDP用水量则是通过统计城市每年生产总值和水资源利用量的比值来计算。
单位能耗水量则是通过统计城市每年能耗总量和水资源利用量的比值来计算。
分项指标方面,可以利用工业、农业和家庭用水指标来评估水资源利用效率。
工业用水指标可以通过统计工业用水量和工业产值的比值来计算,农业用水指标则是通过统计农业用水量和农业产值的比值来计算。
家庭用水指标则是通过统计家庭用水量和家庭人口数量的比值来计算。
评估方法可以借鉴生态足迹分析、水足迹分析和生命周期分析等方法。