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雨洪资源与地下水资源联合调控理论及应用研究

郑德凤  
【摘要】:为缓解区域水资源供需矛盾,减少洪涝干旱灾害,开展雨洪资源与地下水资源联合调控研究,在充分挖掘现有水利工程(水库、湖泊)的潜力,再配套以必要的工程设施广开水源,增加水资源的可利用量,将是十分紧迫而又非常重要的任务。其中利用地表蓄水工程临时滞蓄多余洪水,然后在有条件地区通过一定设施将其回补地下存入地下水库,通过地表、地下水库的联合调度,对径流过程予以再分配,以丰补枯、以余补缺,具有十分重要的意义。 雨洪资源与地下水资源联合调控是以提高雨洪资源利用,促进雨洪资源与地下水资源的转化效率为出发点,将防洪与补源相结合,寓资源利用于灾害防范之中。其根本目的是要充分利用汛期雨量进行区域水资源的年调节和多年调节,实现水资源的可持续开发利用。主要调控手段包括提高地表洪水资源利用率和促进地表洪水转化为地下水资源两方面。为此本文从资源水利和可持续发展水利的角度出发,研究水库汛限水位实时动态控制和引洪回灌补源的水库优化调度这两种提高雨洪资源利用率,增加地下水补给量的非工程措施的理论与方法。同时系统研究了利用地下水库调蓄水资源时空分配的理论与方法,其中地下水库调蓄能力综合评价的指标体系与方法研究对优选适宜开发利用的地下水库区和规划地下调蓄远景区具有重要理论指导意义。主要研究内容和成果如下: (1) 在分析我国水资源短缺问题及其对策,归纳总结目前提高雨洪资源利用的工程技术措施和非工程措施的基础上,对水库实施洪水资源化调度的必要性与可行性进行分析,重点研究洪水预报和降雨预报信息应用于水库洪水资源化调度中的可行性。在综合考虑入库洪水、水库安全运行、下泄洪水超下游地区防洪标准、下泄洪水减少导致下游生态环境用水破坏等不确定性因素后,对水库洪水资源化调度的风险因素进行分析,提出水库洪水预报调度方式的风险分析及降雨预报信息应用于水库实时调度中的风险分析方法。并给出考虑洪水预报和降雨预报误差的水库洪水资源化调度风险率的定义与计算方法。 (2) 基于汛限水位实时动态控制的新理念,提出汛限水位实时动态控制方案的决策方法及其实施步骤。引入洪水与兴利连续长系列调节方法并开发相应的系统软件计算水库的兴利效益,给出汛限水位动态控制风险率和风险损失的定义与计算方法。在此基础上,选取部分兴利效益指标和风险控制指标构建汛限水位实时动态控制决策方案优选的多指标评价体系。最后以大连市碧流河水库为例,采用多目标模糊模式识别理论模型对汛限水位动态控制方案进行优选计算,进而确定水库实时调度过程中汛限水位动态控制的满意决策方案。


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