内容简介
《滇池流域水量 水质时空优化调控技术研究》通过以滇池流域为例的水量水质时空优化调配进行研究,特别是针对时空分布的差异性,探讨了流量水量-水质联合调控的基本理论和方法,建立了相关的技术框架体系,耦合湖体水动力模型、区域水资源配置模型和水库调度模型,实现水资源调度多情景过程数值模拟,为滇池水体改善以及区域的水资源优化配置提供技术支撑。
目录
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目标及内容
1.2.1 研究目标
1.2.2 研究内容
1.2.3 总体思路与技术路线
2 滇池流域概况
2.1 滇池流域自然环境特征
2.1.1 滇池流域概况
2.1.2 湖泊水系概况
2.1.3 滇池入湖河道概况
2.2 滇池流域经济社会状况
2.3 滇池流域水环境质量状况
2.3.1 滇池水环境质量状况评价
2.3.2 主要河流入湖水质状况评价
2.4 滇池流域水体污染成因及防治对策研究
2.4.1 滇池流域水体污染成因分析
2.4.2 滇池流域水污染防治策略
2.4.3 滇池流域水污染治理总体对策
3 滇池流域自然、人工水循环过程调查
3.1 滇池-普渡河流域社会经济发展调查
3.1.1 滇池流域
3.1.2 海口-安宁-富民工业走廊
3.2 滇池-普渡河流域水资源系统调查与评价
3.2.1 水资源分区
3.2.2 水资源概况
3.2.3 水资源开发利用现状
3.2.4 用水量现状调查
3.2.5 滇池流域再生水利用情况调查
3.2.6 环湖湿地调查
3.3 滇池-普渡河流域工程水文分析及湖库径流还原
3.3.1 研究目标
3.3.2 研究内容及方法
3.3.3 主要研究成果
4 环境导向型滇池流域水资源优化配置技术
4.1 滇池流域水资源供需平衡模拟技术开发
4.1.1 模型原理
4.1.2 技术创新之处
4.1.3 模型验证和应用
4.2 滇池流域水资源优化配置技术开发
4.2.1 模型原理
4.2.2 技术创新之处
4.2.3 模型验证和应用
5 流域水资源调度全过程多情景数值模拟技术
5.1 水文和养分输移模块开发
5.1.1 模型原理
5.1.2 技术创新之处
5.1.3 数据与子流域划分
5.1.4 模型验证和应用
5.1.5 水质模拟
5.2 三维风场与水质水动力模块更新
5.2.1 模型原理
5.2.2 技术创新之处
5.2.3 滇池湖泊内源释放规律研究
5.2.4 模型验证和应用
6 基于滇池水质改善的区域水资源优化调度技术
6.1 模型原理
6.1.1 水量平衡约束条件
6.1.2 模拟方法
6.1.3 评价方法
6.2 技术创新之处
6.3 调度信息及依据
6.3.1 德泽水库
6.3.2 滇池信息
6.4 模型验证与应用
6.4.1 现状年调度方案优选
6.4.2 2020年调度方案优选
7 滇池区域水资源系统利用分配现状评价
7.1 水文与水资源概况
7.1.1 降水
7.1.2 当地水资源
7.1.3 再生水与外调水
7.2 水资源利用概况
7.2.1 农业用水
7.2.2 工业用水
7.2.3 生活用水
7.3 水资源短缺空间格局
7.3.1 水资源短缺评价
7.3.2 水资源短缺风险
7.4 水资源适宜性评价
7.4.1 研究方法
7.4.2 单项指标计算
7.4.3 评价结果与适宜性分级
7.4.4 乡镇单元水资源适宜性
7.4.5 流域单元水资源适宜性
8 补水条件下滇池区域水资源系统的分质供需预测与评估
8.1 常规水源可供水量
8.1.1 蓄水工程
8.1.2 引水工程
8.1.3 提水工程
8.1.4 外流域引调水
8.1.5 地下水
8.1.6 拟、在建工程
8.2 水资源需求预测
8.2.1 生活需水量
8.2.2 生产需水量
8.2.3 生态需水量
8.3 再生水可供水量及其适用性
8.3.1 可供水量分析
8.3.2 基于水土资源适宜性空间关系的灌溉用水适用性
8.3.3 工业与生态用水适用性分析
9 滇池流域社会经济水循环系统及区域配置优化方案
9.1 现状年水资源配置
9.1.1 总量配置
9.1.2 用水户间配置
9.2 近期规划年水资源配置
9.2.1 总量配置
9.2.2 用户间配置
9.3 滇中未通水远景规划年水资源配置
9.3.1 总量配置
9.3.2 用水户间配置
9.4 滇中通水远景规划年水资源配置
9.4.1 总量配置
9.4.2 用水户问配置
9.4.3 滇中调水前后对比
9.5 缺水空间格局
9.6 水资源配置优化方案
9.6.1 供需二次平衡
9.6.2 供需平衡措施
9.6.3 再生水利用削减入滇污染负荷
10 改善滇池流域水质的水量水质联合调度优化方案
10.1 未来情景预测及工况设计(2020年和2030年)
10.2 德泽水库-滇池联合优化调度(现状年)
10.2.1 德泽水库补水调度方案
10.2.2 调度评价及最优方案确定
10.3 德泽水库-滇池联合优化调度(2020年)
10.4 优化调度下入湖河道水量和负荷模拟
10.4.1 近期水平年入湖水量过程模拟预测
10.4.2 远期水平年入湖过程模拟及预测分析
10.4.3 近期水平年入湖水质过程模拟及预测分析
10.4.4 远期水平年入湖水质过程模拟及预测分析
10.4.5 规划水平年滇池入湖污染物时空分布特征
10.4.6 远期水平年滇池入湖污染物时空分布特征
10.5 基于水质改善的调水工程入湖通道优化及滇池水位调控方案
10.5.1 入湖通道水量与湖泊水
前言/序言
水资源短缺是制约经济社会可持续发展的主要因素之一,缺水很大程度上是由于资源得不到科学分配和合理利用造成的,因此加强水资源的管理调控是提高水资源利用效率的重要方向。水量调控管理是一个逐渐发展的过程,从最初的用水量控制为主到总量与用水效率并重。随着社会生活水平和工业化程度的提高,水质恶化成为缺水的重要原因,频繁发生的水污染事件使环境质量降低,生态系统退化。滇池湖泊水环境质量很差,蓝藻水华常年大面积暴发就是一个典型的例子。因此水量与水质联合调控是未来水量调配与水污染控制的主要决策技术。
滇池湖泊治理历经20多年的探索和研究,逐步形成对滇池治理的规律性认识,构建了“六大工程体系”的系统治理思路,六大工程体系中最关键的环节之一就是外流域调水。外流域调水在缓解滇池流域水资源短缺和改善滇池水环境质量方面发挥着支撑性作用。本研究是在国家“十二五”重大水专项“滇池流域水资源联合调度改善湖体水质关键技术与工程示范”中第4课题“流域水资源系统水质·水量时空优化调控技术”(2013ZX07102-006-04)的基础上逐步形成的。依托牛栏江一滇池补水工程、滇中引水工程等,本研究以改善滇池水质和控制蓝藻暴发为目标,开发一套流域水资源系统水质,水量时空优化调控关键技术,在宏观尺度上设计入湖河流的水量、水质及最佳实现途径。具体包括:①建立了滇池流域自然、人工水循环过程调查数据集;②自主开发或集成研发了流域水资源调度全过程多情景数值模拟技术、环境导向型滇池流域水资源优化配置技术、基于滇池水质改善的区域水资源优化调度技术;③形成区域水资源系统联合调度与滇池水质改善集成方案,主要包括滇池流域社会经济水循环系统及区域配置优化和改善滇池流域水质的水量-水质联合调度优化。
本研究通过以滇池流域为例的水量水质时空优化调配进行研究,特别是针对时空分布的差异性,探讨了流量水量-水质联合调控的基本理论和方法,建立了相关的技术框架体系,耦合湖体水动力模型、区域水资源配置模型和水库调度模型,实现水资源调度多情景过程数值模拟,为滇池水体改善以及区域的水资源优化配置提供技术支撑。
本书由周丰(北京大学)、董延军(珠江水利科学研究院)、李丽娟(中国科学院地理科学与资源研究所)、顾世祥(云南省水利水电勘测设计院)、马巍(中国水利水电科学研究院)和朱世洪(长江水利委员会长江勘测规划设计研究院)共同编写完成。具体分工如下:周丰负责第1、第3、第5章,董延军和朱世洪共同负责第6、第10章,李丽娟负责第4、第7、第8、第9章,朱世洪负责第2章,顾世祥参与编写第7章,马巍参与编写第5章。全书最后由周丰统稿定稿。
在本书出版过程中,还得到了郭怀成、刘永、陈刚、刘佳旭、安玉敏、王森、郑江丽等的大力支持和帮助。借此机会向他们一并致谢。
本书的出版得到了国家“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项“滇池流域水资源联合调度改善湖体水质关键技术与工程示范”( 2013ZX07102006)项目的资助支持。
这几年笔者一直从事流域水量水质相关工作的研究工作,本书是一些研究成果。我们期望通过这些研究成果,促进相关技术在我国流域水资源、水环境研究中大力推广和普及。由于笔者水平有限,成书仓促,书中的缺点和错误在所难免,竭诚欢迎读者批评指正和学术争鸣。