《引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調配研究》以引漢濟渭工程為中心,開展了引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調度研究。全書主要內容包括:引漢濟渭工程概況;分析了漢江與渭河的徑流特征,揭示了引漢濟渭工程調水區(qū)漢江流域與受水區(qū)渭河流域徑流的豐枯遭遇規(guī)律;構建了工程調水區(qū)水庫群聯(lián)合調度模擬模型、單目標調度模型和多目標調度模型,制定了引漢濟渭工程聯(lián)合運行的調度圖和調度函數(shù),闡明了多年調節(jié)水庫三河口年末水位的消落規(guī)律;通過受水區(qū)經(jīng)濟發(fā)展指標預測與水資源供需平衡分析,構建了受水區(qū)水資源配置方案,建立了單水源、多水源不同方案下的水資源配置模型,獲得了引漢濟渭工程受水區(qū)水資源配置成果;建立了多種方案的評價模型,評價了水庫群調度方案、水資源配置方案和工程調度方案的風險。
《引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調配研究》供從事跨流域調水工程的規(guī)劃設計與運行管理、水庫群聯(lián)合調度、水資源優(yōu)化配置等相關專業(yè)的科研、設計和運行管理人員參考,也供大專院校水利類相關專業(yè)的師生參考。
陜西省是一個水資源短缺且分布不均衡的省份,全省71%的水資源分布在長江流域的陜南地區(qū),而土地面積、人口、經(jīng)濟總量分別占全省65%、77%和90%的關中、陜北地區(qū),水資源量只占全省的29%,缺水成為制約陜西省經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的重要因素。為了更好地解決關中、陜北地區(qū)的水資源短缺問題,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,促進陜南、關中、陜北三大區(qū)域協(xié)調發(fā)展,陜西省決定從長江的最大支流漢江流域調水到黃河最大支流渭河流域的關中地區(qū),興建統(tǒng)籌三大區(qū)域、聯(lián)通南北兩大水系的引漢濟渭水利樞紐工程(以下簡稱“引漢濟渭工程”)。陜西省引漢濟渭工程是國務院確定的172項節(jié)水供水重大水利工程之一。工程建設過程中不僅要首次穿越世界十大山脈之一的秦嶺,還要攻克世界第一深埋的超長隧洞施工等諸多技術難題,更要同步解決工程生態(tài)環(huán)保及移民等諸多問題。因此,引漢濟渭工程是陜西省歷史上規(guī)模最大、影響最為深遠的戰(zhàn)略性、基礎性和全局性水資源配置工程。引漢濟渭工程跨黃河、長江兩大流域,橫穿秦嶺,年均調水規(guī)模15億rr13?⒐ず,漢江水將通過秦嶺輸水隧洞調入關中各受水區(qū),用以滿足西安、咸陽等城市及沿線6個工業(yè)園區(qū)用水,惠及2700萬人.可補充500萬畝耕地的農業(yè)用水,是緩解關中渭河沿線城市和工業(yè)缺水問題的根本性措施。
引漢濟渭工程分為一期工程(調水工程)和二期工程(輸水工程)。調水工程包括黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和98.3km的秦嶺輸水隧洞。漢江水通過秦嶺輸水隧洞調入關中后進入輸配水工程,通過南干線和北干線輸配到關中各受水區(qū)。目前,引漢濟渭一期工程中三河口水利樞紐已下閘蓄水,正在進行表孔澆筑作業(yè);黃金峽水利樞紐電站工程進行首倉混凝土澆筑;秦嶺輸水隧洞已掘進93.5km,剩余4.8km;順利召開了引漢濟渭二期工程可研報告評估會,為二期工程奠定了堅實的前期基礎。隨著引漢濟渭工程實踐工作的不斷推進,為盡快發(fā)揮跨流域工程效益,亟須開展引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調度研究。
2012年,西安理工大學水資源調控團隊承擔了陜西省水利科技計劃項目《陜西省引漢濟渭工程水資源合理利用和調配的關鍵技術研究》(項目編號:2012slkj-02)。2015年,水利部將《引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調度研究》(2015-2017年)批準列為最后一批水利公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(項目編號:201501058),西安理工大學作為項目承擔單位,會同陜西省引漢濟渭工程建設有限公司、珠江水利委員會珠江水利科學研究院兩家協(xié)作單位,歷時3載共同開展了引漢濟渭工程的復雜水庫群聯(lián)合調度和水資源配置的攻關研究工作。2019年11月,水利部國際合作與科技司組織有關技術專家,對《引漢濟渭跨流域復雜水庫群聯(lián)合調度研究》進行了驗收。經(jīng)項目驗收專家評估,項目綜合評價7A,按期全面完成任務,項目取得突出進展,順利通過驗收。本書正是將近幾年針對陜西省引漢濟渭工程水資源利用與配置、水庫群聯(lián)合調度等研究所積累的科研成果,通過系統(tǒng)地總結和凝練撰寫完成的,取得的研究成果,可為引漢濟渭工程的調度和管理提供科學依據(jù)和技術支撐,將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
全書共16章。西安理工大學李瑛、黃強撰寫了第1章;陜西省引漢濟渭工程建設有限公司杜小洲、陜西省水利電力勘測設計研究院馬永勝撰寫了第2章;珠江水利委員會珠江水利科學研究院劉晉撰寫了第3、4章;西安理工大學白濤、劉登峰撰寫了第5章;西安理工大學李瑛撰寫了第6、9章;西安理工大學李瑛、白濤撰寫了第7、8、11、12章;西安理工大學李瑛、黃河勘測規(guī)劃設計有限公司張永永撰寫了第10章;西安理工大學白濤,陜西省引漢濟渭工程建設有限公司張中東、宋曉峰、肖瑜、徐國鑫撰寫了第13章;西安理工大學白濤撰寫了第14、15章;西安理工大學黃強、李瑛,陜西省引漢濟渭工程建設有限公司杜小洲撰寫了第16章。本書由西安理工大學白濤統(tǒng)稿,黃強教授審稿。
本書的出版得到了水利部國科司、陜西省水利廳、陜西省引漢濟渭工程建設有限公司、珠江水利委員會珠江水利科學研究院等單位的大力支持,陜西省水利廳孫平安教高、陜西省引漢濟渭工程建設有限公司蘇巖教高、長安大學張洪波教授、西北大學蔣曉輝教授、西安理工大學王義民教授、暢建霞教授等專家、同行給予了長期指導和幫助,在此表示衷心的感謝。武連洲博士在全書修改、修訂中付出了辛勞,在此一并表示感謝。
本書受到國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFC0405900)、水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(201501058)、陜西省自然科學基礎研究計劃一聯(lián)合基金項目(2018JQ5145)、陜西省水利科技計劃項目(2017slkj-16、2017slkj-27)和中國博士后科學基金項目(2017M623332XB、2019T120933)的資助,在此表示感謝。
限于作者的能力和水平,書中難免存在錯誤和紕漏,懇請讀者斧正,可將有關意見和建議發(fā)送至電子郵箱:wasr973@gmail.com。
前言
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究進展
1.3 研究內容
1.4 技術路線
2 研究區(qū)域概況
2.1 流域概況
2.2 工程概況
2.3 本章小結
3 徑流特征分析
3.1 徑流特征分析方法
3.2 調水區(qū)徑流特征分析
3.3 受水區(qū)徑流量特征分析
3.4 本章小結
4 豐枯遭遇分析
4.1 豐枯遭遇分析方法
4.2 調水區(qū)水庫間來水豐枯遭遇
4.3 受水區(qū)代表性站點間豐枯遭遇
4.4 調水區(qū)與受水區(qū)豐枯遭遇
4.5 本章小結
5 典型年選擇
5.1 典型年選擇方法
5.2 典型年的選取
5.3 推薦典型年
5.4 本章小結
6 引漢濟渭水源區(qū)水庫群聯(lián)合調度模擬模型
6.1 水源區(qū)調度節(jié)點圖
6.2 方案集設定
6.3 模擬調度模型的建立
6.4 模型求解方法——自迭代模擬算法
6.5 結果分析
6.6 本章小結
7 引漢濟渭復雜水庫群跨流域調水單目標模型
7.1 方案集設置
7.2 梯級電站多年平均發(fā)電量最大模型
7.3 梯級泵站多年平均耗能最小模型
7.4 約束條件
7.5 模型求解方法
7.6 結果分析
7.7 本章小結
8 引漢濟渭跨流域復雜水庫群多目標調度模型
8.1 問題描述
8.2 模型建立
8.3 求解方法
8.4 結果分析
8.5 本章小結
9 調水工程聯(lián)合調度運行方式以及消落水位規(guī)律分析
9.1 調度圖編制
9.2 水庫聯(lián)合調度函數(shù)
9.3 三河口年末消落水位規(guī)律
9.4 本章小結
10 引漢濟渭工程受水區(qū)經(jīng)濟發(fā)展指標預測與水資源供需平衡分析
10.1 經(jīng)濟發(fā)展指標預測
10.2 供需水預測
10.3 供需平衡分析
10.4 受水單元水價制定
10.5 本章小結
11 引漢濟渭工程受水區(qū)水資源配置方案及關鍵技術研究
11.1 水資源配置思路
11.2 水資源配置原則及蓄供水方式
11.3 引漢濟渭工程受水區(qū)水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點圖制定
11.4 引漢濟渭受水區(qū)水資源合理配置方案設置
11.5 引漢濟渭受水區(qū)水資源合理配置模型建立及求解
11.6 本章小結
12 引漢濟渭受水區(qū)水資源合理配置成果分析
12.1 單水源方案下的水資源配置成果分析
12.2 多水源方案下的水資源配置成果分析
12.3 典型年調配成果分析
12.4 引漢濟渭受水區(qū)“虛擬庫容”的探討與分析
12.5 本章小結
13 方案評價方法選取及模型建立
13.1 模糊優(yōu)選法
13.2 基于非負矩陣分解原理的方案優(yōu)選方法
13.3 投影尋蹤法
13.4 多方法評價結果一致性分析
13.5 本章小結
14 引漢濟渭水庫群調度方案評價
14.1 評價準則及思路
14.2 評價指標體系構建
14.3 調度方案評價
14.4 本章小結
15 引漢濟渭受水區(qū)水資源配置方案評價
15.1 評價準則及思路
15.2 評價指標體系構建
15.3 受水區(qū)水資源配置方案的評價
15.4 本章小結
16 引漢濟渭工程調度方案風險評價
16.1 引漢濟渭工程風險因子識別
16.2 水庫調度方案風險評價
16.3 方案綜合評價
16.4 本章小結
參考文獻