流域水質水量聯(lián)合調控理論技術與應用

第一章 概述 1

第一節(jié) 研究背景和意義 1

第二節(jié) 研究進展 4

第三節(jié) 流域水質水量聯(lián)合調控理論基礎 23

第四節(jié) 研究思路 29

參考文獻 31

第二章 松花江流域水污染防治重大實踐需求 42

第一節(jié) 重大實踐需求 42

第二節(jié) 流域概況 44

第三節(jié) 社會經濟狀況 47

第四節(jié) 水資源及其開發(fā)利用狀況 48

第五節(jié) 水污染及治理情況 52

第六節(jié) 水污染治理面臨的問題 58

第三章 基于二元水循環(huán)的流域水質監(jiān)測技術 61

第一節(jié) 松花江流域二元水循環(huán)狀況 61

第二節(jié) 水循環(huán)水質監(jiān)測體系狀況分析 75

第三節(jié) 水循環(huán)水質監(jiān)測站網優(yōu)化設計 81

第四節(jié) 小結 94

第四章 流域水質水量耦合模擬技術 96

第一節(jié) 水污染遷移？轉化機理試驗研究 96

第二節(jié) 松花江流域分布式二元水循環(huán)模型 107

第三節(jié) 流域水質模型 131

第四節(jié) 松花江干流水質水量動力學模型 141

第五節(jié) 小結 152

參考文獻 153

第五章 基于水功能區(qū)的流域水質水量總量控制技術 154

第一節(jié) 流域水質水量總量調控模型 154

第二節(jié) 需水預測及污染預測 164

第三節(jié) 流域水質水量總量控制方案 169

第四節(jié) 水質水量總量控制方案效果評估 199

第五節(jié) 小結 204

第六章 農田面源污染水質水量聯(lián)合調控技術及工程示范 207

第一節(jié) 松花江流域農田面源污染分析 207

第二節(jié) 典型示范灌區(qū)概況 212

第三節(jié) 調控模式研究 216

第四節(jié) 示范工程建設 228

第五節(jié) 松花江流域農田面源污染調控效果預測 238

第六節(jié) 小結 242

第七章 松花江干流水庫群面向突發(fā)性水污染事件應急調度技術及決策支持系統(tǒng) 244

第一節(jié) 突發(fā)性水污染事件剖析 244

第二節(jié) 松花江水污染風險識別與調控措施 248

第三節(jié) 松花江突發(fā)性水污染事件應急分級與應急措施 251

第四節(jié) 松花江干流水庫群應對突發(fā)性水污染事件聯(lián)合調度模型 255

第五節(jié) 松花江水污染應急調度情景分析 282

第六節(jié) 松花江干流水庫群聯(lián)合調度預案 292

第七節(jié) 松花江干流水庫群聯(lián)合調度決策支持系統(tǒng) 304

第八節(jié) 小結 312

第八章 流域水質水量聯(lián)合管理機制 314

第一節(jié) 基于二元水循環(huán)的流域水質監(jiān)測共享機制 314

第二節(jié) 基于水功能區(qū)的水質水量總量管理機制 319

第三節(jié) 農田面源污染水質水量聯(lián)合管理機制 323

第四節(jié) 污染突發(fā)事件應急機制 326

第九章 總結與展望 332

第一節(jié) 主要成果 332

第二節(jié) 結論與建議 339

第三節(jié) 展望 341 2100433B

《流域水質水量聯(lián)合調控理論技術與應用》以松花江流域為對象，研究通過水質水量聯(lián)合調控的方式，改善松花江流域的水環(huán)境狀況，并提高應對突發(fā)污染事件的能力。核心研究內容包括松花江流域面向水質安全的水循環(huán)監(jiān)測體系研究、松花江水質水量耦合模擬模型開發(fā)、松花江流域基于水功能區(qū)的水質水量總量控制方案、松花江農田面源污染水質水量聯(lián)合調控示范、松花江干流水庫群面向突發(fā)性水污染事件的聯(lián)合調度系統(tǒng)開發(fā)。提出了流域水質水量聯(lián)合調控的水污染防控新思路，從流域著眼，從水循環(huán)過程和污染遷移轉化過程著手，采用水質水量聯(lián)合調控的方式，對水循環(huán)過程和污染遷移轉化過程進行雙重調控，形成一整套從流域整體到局部區(qū)域、從源頭到末端、從水量到水質全程調控的污染防控技術方法體系。

《水質水量聯(lián)合調控與應急處置關鍵技術研究》由7章構成，第1章介紹了該書的研究背景、國內外研究綜述；第2章介紹了該書研究區(qū)概況，并分析了工程的現(xiàn)在工況及特征；第3章介紹了河庫渠水量水質耦合模擬技術；第4章介紹了水污染事件水質水量快速預測及追蹤溯源技術；第5章介紹了水質水量多目標調度研究及應急調控技術；第6章介紹了水污染事件預警及應急處置技術；第7章對該書的研究內容和創(chuàng)新成果進行了總結，并提出了研究展望。

《水質水量聯(lián)合調控與應急處置關鍵技術研究》主要面向應急管理、突發(fā)水污染處置、水資源調度等相關專業(yè)的教師和研究生以及長距離調水工程運行調度與管理領域的技術人員。

前言

第1章 綜述

1．1 研究背景

1．2 國內外研究進展

1．3 本書結構

第2章 研究區(qū)概況

2．1 南水北調中線工程

2．2 南水北調東線工程

2．3 水質安全風險

第3章 河庫渠水量水質耦合模擬技術

3．1 河渠一維水流水質數值模擬技術

3．2 湖泊二維水動力水質模擬技術

3．3 水庫三維水動力水質模擬技術

3．4 南水北調河湖渠水質水量耦合模擬

3．5 本章小結

第4章 突發(fā)水污染事件快速預警預測技術

4．1 突發(fā)水污染事件動態(tài)預警技術

4．2 水污染事件水質水量快速預測技術

4．3 水污染事件追蹤溯源技術

4．4 本章小結

第5章 突發(fā)水污染事件應急調控技術

5．1 南水北調中線水源區(qū)突發(fā)水污染事件應急調度

5．2 南水北調中線總干渠突發(fā)水污染事件應急調控

5．3 南水北調東線一期工程江蘇段突發(fā)水污染事件應急調控

5．4 本章小節(jié)

第6章 突發(fā)水污染事件應急處置技術

6．1 南水北調工程不同類型突發(fā)水污染應急處置技術

6．2 本章小結

第7章 結語

7．1 主要成果

7．2 展望

參考文獻2100433B

內容簡介

本書圍繞跨流域水庫群聯(lián)合調度問題，以遼寧省“東水西調”三線聯(lián)調項目為實例開展理論研究。首先，對水資源調度理論研究背景、意義進行概述，對跨流域調水系統(tǒng)特征、國內外跨流域調水工程建設情況、跨流域調水及水庫群聯(lián)合調度現(xiàn)狀進行綜述，在總結現(xiàn)有研究成果的基礎上，介紹本文主要研究內容。其次，在明確跨流域水庫群聯(lián)合調度決策制定過程特點的基礎上，采用0-1規(guī)劃方法確定水庫群*調、供水過程，不僅可為采用隱隨機優(yōu)化方法確定跨流域水庫群調水規(guī)則和供水規(guī)則提供*化樣本過程，而且對于跨流域調水工程調度運行評價具有重要意義；然后，對水庫群聯(lián)合調度規(guī)則形式與提取方法進行總結分析，為跨流域水庫群聯(lián)合調度規(guī)則研究奠定基礎；再者，基于跨流域水庫群*調、供水過程，提出了提取跨流域水庫群聯(lián)合調度規(guī)則的集對分析新方法，通過提高水庫*調度決策與待定調度決策間的聯(lián)系度，優(yōu)化確定跨流域水庫群調水規(guī)則和供水規(guī)則。接下來，以供水調度圖和調水控制線為聯(lián)合調度規(guī)則形式，采用模擬-優(yōu)化模式，構建同時考慮跨流域調水和供水的復雜水庫群聯(lián)合優(yōu)化調度模型，添加考慮供水調度圖先驗形狀特征的形狀約束，提出一種借鑒逐步優(yōu)化算法思想的逐庫優(yōu)化粒子群算法，逐步優(yōu)化單個或兩個水庫的調度規(guī)則，以降低單次優(yōu)化變量的維數，從而提高其搜索全局*解的能力。針對跨流域供水水庫群聯(lián)合調度問題存在的主從遞階結構，本文提出了調水規(guī)則和供水規(guī)則相結合的跨流域供水水庫群聯(lián)合調度規(guī)則，建立了確定水庫群調水、供水規(guī)則的二層規(guī)劃模型，采用并行種群混合進化的粒子群算法對調水控制線和供水調度圖進行分層優(yōu)化，*終得到滿足上、下層決策要求的跨流域供水水庫群聯(lián)合調度規(guī)則。*后，對研究內容進行總結，對跨流域水庫群聯(lián)合調度問題下一步研究方向進行展望。