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中国九大流域水-光-风发电要素时空变化未来预估

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 754-772页

作者：尹冬勤成东霞李想李璐郑诚黄跃飞魏加华中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 辽宁省农业科学院信息研究所辽宁沈阳110161 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016 清华大学水利水电工程系北京100084

为实现碳达峰、碳中和发展目标,我国正在大力推进新能源大规模高比例发展和构建以新能源为主体的新型电力系统,并在全国范围规划布局了多个水-光-风清洁能源基地.水电、光伏、风电生产与降水、径流、地表辐射、风速等4种气象水文要素直... 详细信息

为实现碳达峰、碳中和发展目标,我国正在大力推进新能源大规模高比例发展和构建以新能源为主体的新型电力系统,并在全国范围规划布局了多个水-光-风清洁能源基地.水电、光伏、风电生产与降水、径流、地表辐射、风速等4种气象水文要素直接相关,且对于气候变化极为敏感.为探究不确定环境下水电为主要调节电源的多能系统互补效能演变特征,搜集整理了第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中同时包含4种要素和4种发展情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)的14种气候模式数据,在流域尺度上评估了1971~2100年4种要素的时空变化及其对水-光-风互补发电的潜在影响.研究结果表明:远未来(2061~2100年)相比近未来(2021~2060年),降水、径流、辐射增加幅度和可能性更大,风速减少幅度和可能性更大;远未来海河、松辽河、内陆河、淮河、西南诸河等流域片降水、径流有较大幅度提升,可以推测在不考虑水电工程调节能力限制等约束下,这些流域通过水电匹配上网的光-风发电量将有明显提升.

关键词：降水径流地表辐射风速时间演变空间分布 CMIP6模式气候变化

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权衡供水与发电目标的水库调度建模及优化

南水北调与水利科技(中英文) 2015年第5期13卷 973-979页

作者：李想魏加华司源尹冬勤中国水利水电科学研究院清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室电力规划设计总院

以供水水库为研究对象,考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡,构建了供水计算、发电计算和多目标计算等三个模型,并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维性、非线性、多目标在内... 详细信息

以供水水库为研究对象,考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡,构建了供水计算、发电计算和多目标计算等三个模型,并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维性、非线性、多目标在内的水库优化调度问题求解难点。以某两水库调度问题为例,应用优化软件LINGO高质高效求解,为以供水与发电作为主要目标的水库调度问题求解分析提供了示范。

关键词：水库调度缺水指数多目标二次规划混合整数线性规划非线性规划

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黄土高原植被的时空变化及其驱动力分析研究

中国农业大学学报 2020年第8期25卷 120-131页

作者：董镱尹冬勤李渊严泰来王红说中国农业大学土地科学与技术学院北京100083 农业农村部农业灾害遥感重点实验室北京100083

为研究气候变化及人类活动对植被的影响,本研究通过趋势分析探究黄土高原地区植被的时空变化,结合Hurst指数法以研究黄土高原植被的可持续性,采用相关分析和多元回归分析、残差分析等方法,探讨气候变化和人类活动对区域植被变化的影响... 详细信息

为研究气候变化及人类活动对植被的影响,本研究通过趋势分析探究黄土高原地区植被的时空变化,结合Hurst指数法以研究黄土高原植被的可持续性,采用相关分析和多元回归分析、残差分析等方法,探讨气候变化和人类活动对区域植被变化的影响。结果表明:1)黄土高原的植被在空间上由东南向西北呈现递减趋势,1982—2015年NDVI变化总体上呈弱上升趋势,2000年是NDVI时间序列的转折点,NDVI上升速度加快;2)Hurst指数表明研究区NDVI的未来变化趋势呈现持续性和反持续性的区域分别占13.70%和86.30%;3)相关分析和偏相关分析表明平均温度和降水对黄土高原NDVI均有显著影响,并且平均温度和降水对NDVI的综合影响更加明显;4)根据残差分析发现人类活动对植被的变化也有影响,改善和破坏作用并存。因此,1982—2015年黄土高原植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,其中主要影响因素为人类活动,黄土高原地区气候因子对植被恢复的贡献率4.56%,非气象因子(人类活动)对植被恢复的贡献率为32.74%。

关键词：黄土高原 NDVI 趋势分析人类活动气候因子

基于EFDC的宽浅型湖泊水动力水质模拟——以乌梁素海为例

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基于EFDC的宽浅型湖泊水动力水质模拟——以乌梁素海为例

第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议

作者：尹冬勤黄跃飞柏睿王寅清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

我国湖泊水污染问题日趋严重,科学的湖泊污染治理措施的确定需要湖泊水动力与水质模型的支持以了解湖区水动力水质特征与评估各种措施的效果。论文基于EFDC模型构建适用于大型宽浅型湖泊特性的水动力-水质耦合模型。在模型参数率定的基... 详细信息

我国湖泊水污染问题日趋严重,科学的湖泊污染治理措施的确定需要湖泊水动力与水质模型的支持以了解湖区水动力水质特征与评估各种措施的效果。论文基于EFDC模型构建适用于大型宽浅型湖泊特性的水动力-水质耦合模型。在模型参数率定的基础上,将建立的模型应用于我国西北干旱区大型湖泊乌梁素海,研究湖区不同进水条件、湖区水位、风速条件下湖区水动力水质特征;进一步探讨了湖区水流通道变化对水动力水质的影响。结果表明,在乌梁素海打通芦苇密集区形成水流通道而连通整个湖区水体,形成良好的湖区水流通道和通风条件,对改善湖区水动力以及水质具有很好的效果。

关键词： EFDC模型宽浅型湖泊水动力-水质模拟乌梁素海

基于PAT修复物理试验的BTEX迁移转化模拟及过程控制思路

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基于PAT修复物理试验的BTEX迁移转化模拟及过程控制思路

第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议

作者：秦俊杰尹冬勤黄跃飞清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

地下水石油类污染物中的BTEX由于其对人体和环境的潜在危害,受到广大学者和管理部门的关注。关于BTEX在地下水环境中的迁移规律及其修复技术研究是国内外的研究热点,针对地下水污染修复开展过程控制是提高效率和降低费用的有效途径。研... 详细信息

地下水石油类污染物中的BTEX由于其对人体和环境的潜在危害,受到广大学者和管理部门的关注。关于BTEX在地下水环境中的迁移规律及其修复技术研究是国内外的研究热点,针对地下水污染修复开展过程控制是提高效率和降低费用的有效途径。研究在三维中试物理模型开展了BTEX在地下水系统中的迁移转化及PAT修复试验,建立并率定了中试模型中BTEX迁移转化的数值模型。验证结果显示该模型能够有效地模拟BTEX在非均质饱和带孔隙介质中的迁移转化及PAT修复过程。并以物理—数值模拟系统为基础,并结合多元统计分析、非线性优化及神经网络技术,提出了地下水污染修复过程控制的思路。

关键词：石油污染物 BTEX 迁移转化多相流模拟非均质性

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考虑河流生态需水约束的调水规模研究

南水北调与水利科技（中英文） 2023年第5期21卷 917-929页

作者：张丹鲍军李想尹冬勤王芳许凤冉穆祥鹏青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室土木水利学院西宁810016 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部建设管理与质量安全中心北京100038 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

为减少以调水和蓄水工程为主体的区域水网建设对生态环境的影响,以大通河为研究对象,筛选9种水文学方法计算青石嘴、天堂、享堂3个关键控制断面12种不同的生态流量过程,基于过去60年径流时空分布以及水-能源-生态(water-energy-ecosyste... 详细信息

为减少以调水和蓄水工程为主体的区域水网建设对生态环境的影响,以大通河为研究对象,筛选9种水文学方法计算青石嘴、天堂、享堂3个关键控制断面12种不同的生态流量过程,基于过去60年径流时空分布以及水-能源-生态(water-energy-ecosystem,WEE)纽带模型,开展生态调度计算分析。结果显示:大通河干流河道内生态流量过程沿程增加,青石嘴、天堂、享堂3个断面年生态需水总量分别为1.62亿~14.54亿m^(3)、2.46亿~22.04亿m^(3)和2.88亿~25.46亿m^(3),且均以Q90_Q50方法为最大,Tennant(10%)方法为最小;在不同生态需水约束下,引大济湟工程调水规模介于2.25亿~8.81亿m^(3),占流域多年平均径流量的7.8%~30.5%;生态需水保障率整体表现为非汛期高于汛期,上游高于下游。兼顾生态环境保护与经济社会发展双重目标,为合理确定调水规模提供技术支撑。

关键词：生态流量水文学方法水-能源-生态纽带调水规模大通河

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基于高斯统计方法的地下水空间参数场参数率定

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基于高斯统计方法的地下水空间参数场参数率定

第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议

作者：柏睿黄跃飞尹冬勤王光谦清华大学水沙科学与水利工程国家重点实验室

地下水模拟模型是地下水运动规律研究的重要手段,而模型参数率定决定了地下水模型的有效性和可靠性。传统的参数率定研究,采用半分布式的启发式搜索来反演地下水的规律,难以做到完全分布式的参数率定,同时难以表现参数的不确定性。为解... 详细信息

地下水模拟模型是地下水运动规律研究的重要手段,而模型参数率定决定了地下水模型的有效性和可靠性。传统的参数率定研究,采用半分布式的启发式搜索来反演地下水的规律,难以做到完全分布式的参数率定,同时难以表现参数的不确定性。为解决分布式的地下水空间参数带来的维数灾问题和不确定性问题,本研究提出了基于高斯统计方法的地下水空间参数场率定方法,通过高斯统计方法将需要率定的分布式空间参数场转换为空间特征参数,利用随机抽样、并行计算与联合概率逼近的方式率定空间特征参数,最后逆向转换获得分布式空间参数场的分布。数值模拟测试案例结果表明,该方法在解决地下水参数维数灾问题上,具有传统方法难以比拟的优势,参数场的概率统计表达能够充分反映地下水系统的不确定性,能够提高地下水模拟的准确性和效率。

关键词：高斯统计分布式参数场参数率定地下水模拟概率逼近

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京津冀协同发展背景下的县域水资源安全诊断

水利水电技术（中英文） 2021年第10期52卷 59-71页

作者：李想郭丹红刘家宏尹冬勤李志威许凤冉邵薇薇中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部泥沙科学与北方河流治理重点实验室北京100038 青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016 福建省建研工程顾问有限公司福建省绿色建筑技术重点实验室福建福州350100 中国农业大学土地科学与技术学院北京100083 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

本文构建了以县域为基本单元的水资源安全诊断方法体系,开展了京津冀一体化格局初步形成的社会经济发展和需水量预测,测算了多年平均径流量和近、远期调水量,诊断了多情景组合的水资源安全情势。研究表明:一体化情景下,京津冀地区在维... 详细信息

本文构建了以县域为基本单元的水资源安全诊断方法体系,开展了京津冀一体化格局初步形成的社会经济发展和需水量预测,测算了多年平均径流量和近、远期调水量,诊断了多情景组合的水资源安全情势。研究表明:一体化情景下,京津冀地区在维持经济社会快速发展的前提下,区域需水总量将得到有效控制,需水结构不断优化;无调水时,大部分县域水资源压力较大,中南部县域尤为突出;随着调水工程增补,水资源压力明显缓解,但缺水性质未发生根本变化;考虑远期规划调水,京津冀地区仍有近半数县(区)受到不同程度的缺水影响,缺水量约为41亿m^(3)/a。深入推进区域协同、高质量发展,开源和节流并举是不断提升水资源安全保障能力的有效途径。

关键词：京津冀水资源需水预测水短缺指数节水空间分布

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流域发电-调水-生态互馈关系研究

流域发电-调水-生态互馈关系研究

中国水利学会2020学术年会

作者：李想王芳刘丰尹冬勤刘扬穆祥鹏郭丹红中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室中国农业大学土地科学与技术学院

梯级水电站和跨流域调水是开发水和水能资源的主要工程措施。然而这些工程措施改变了河流天然水文情势,造成了不利的生态环境影响。在国家"生态文明建设"以及"流域生态保护和高质量发展"等战略背景下,本文选取大通河流域作为研究对象,... 详细信息

梯级水电站和跨流域调水是开发水和水能资源的主要工程措施。然而这些工程措施改变了河流天然水文情势,造成了不利的生态环境影响。在国家"生态文明建设"以及"流域生态保护和高质量发展"等战略背景下,本文选取大通河流域作为研究对象,通过建立考虑发电、调水、生态等多目标的水资源优化配置模型,调用优化软件LINGO的非线性规划（NLP）求解器Multi-start开展多情景计算分析,包括丰平枯等不同典型年、有无生态基流、有无跨流域调水等,定量识别了发电-调水-生态三目标的互馈关系,为流域科学管理和实施生态修复提供了参考。

关键词：发电调水生态互馈关系大通河