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基于水质-水位二元响应关系推求过水型湖泊适宜生态水位研究

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湖泊科学 2022年第5期34卷 1670-1682页

作者：张天衍董增川罗赟石晴宜韩亚雷崔璨周强张游河海大学水文水资源学院南京210098 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 黄河水利科学研究院郑州450003 江苏省水利厅水土保持生态环境监测总站南京210029

适宜的生态水位能够反映湖区生态系统的多种需求,是湖泊长期稳定健康运转的基本保障.目前湖泊适宜生态水位的推求大多侧重恢复天然水位情势.然而过水型湖泊承担着防洪、供水、航运等多种功能,频繁的人类活动导致湖泊水位情势异常复杂.... 详细信息

适宜的生态水位能够反映湖区生态系统的多种需求,是湖泊长期稳定健康运转的基本保障.目前湖泊适宜生态水位的推求大多侧重恢复天然水位情势.然而过水型湖泊承担着防洪、供水、航运等多种功能,频繁的人类活动导致湖泊水位情势异常复杂.同时随着社会经济的快速发展,水质恶化对过水型湖泊生态系统造成了较大的负面影响,仅恢复天然水位情势难以反映过水型湖泊的生态需求.因此,在IHA-RVA法的基础上,本文针对过水型湖泊吞吐性强的特点,利用水质-水位二元响应关系系统地提出了一套逐月修正过水型湖泊适宜生态水位阈值,并确定适宜水位变动率的方法.以洪泽湖为应用实例,结果表明:1)根据湖泊水文情势和入湖污染物变化情况,湖泊调度周期可以划分为平水期(1-4月)、泄水期(5-6月)、蓄水前期(7-9月)和蓄水后期(10-12月);2)各时期内,洪泽湖水位和水质呈现较强的相关性,其中平水期、泄水期和蓄水后期水质均随着水位上升而下降,平均Pearson系数达-0.77,仅在蓄水前期水质随水位上升而改善;3)现阶段洪泽湖的自净能力和污染物滞留比例竞争关系激烈,逐月适宜生态水位阈值为:12.92~12.99、12.79~12.99、12.84~12.99、12.86~12.99、12.71~12.89、12.39~12.63、11.97~12.93、12.50~13.07、12.65~13.26、12.90~13.04、12.90~13.04、12.90~13.04 m,除蓄水前期外,基于水位水质关系修正的适宜生态水位范围较IHA-RVA法计算的天然水位范围缩小了73.4%.总体而言,基于本文方法设计的湖泊适宜生态水位不仅可以满足生态系统对于水体大小的需求,一定程度上也可以体现湖泊生态系统对于水质的要求,为洪泽湖等过水型湖泊的生态调度、水资源管理提供科学依据.

关键词：适宜生态水位水位-水质响应关系过水型湖泊 IHA-RVA法洪泽湖

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基于洪水资源化的洪泽湖后汛期蓄水策略

水资源保护 2023年第2期39卷 168-179页

作者：王蔚董增川崔璨罗赟杨婕童建张天衍张游南京水利科学研究院水工水力学研究所江苏南京210029 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 黄河水利科学研究院河南郑州450003 杭州市钱塘区水利发展服务中心浙江杭州311222 江苏省水利厅水土保持监测总站江苏南京210029

基于洪泽湖的地理地形特征,采用MIKE平台构建了湖泊及其蓄滞洪区联合运用的水文水动力模型,实现了对湖、陆水流运动和水量交换与控制的精细化模拟,并制定了后汛期不同蓄水时机和蓄水方案构成的蓄水策略样本库;通过丰、平、枯多种来水情... 详细信息

基于洪泽湖的地理地形特征,采用MIKE平台构建了湖泊及其蓄滞洪区联合运用的水文水动力模型,实现了对湖、陆水流运动和水量交换与控制的精细化模拟,并制定了后汛期不同蓄水时机和蓄水方案构成的蓄水策略样本库;通过丰、平、枯多种来水情景大规模的数值模拟,对不同典型年蓄水策略进行了评价和优选。结果表明:若洪泽湖后汛期来水属于丰水年系列,应于9月10—20日偏后期伺机蓄水,采用“先泄后蓄”、泄水效率较高的蓄水策略,尽量避开完整的洪水过程;若来水属于平水年系列,应于9月10—20日偏前期伺机蓄水,采用“先泄后蓄”、泄水效率较低的蓄水策略,在洪水的退水阶段起蓄;若来水属于枯水年系列,应于8月31日—9月10日起蓄,采用“先蓄后泄”的蓄水策略,泄水效率的选择应结合来水预报信息,在洪水的起涨段或中段即可拦蓄。

关键词：过水型湖泊洪水资源化蓄水调度水文水动力模型逼近理想解排序法洪泽湖

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基于水文-水动力模型的湖泊汛末蓄水策略智能优化设计：以洪泽湖为例

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水资源保护 2022年

作者：崔璨董增川罗赟张天衍韩亚雷杨婕石晴宜郭玉法河海大学水文水资源学院黄河水利科学研究院杭州市钱塘区水利发展服务中心江苏省水文水资源勘测局

洪泽湖作为淮河中下游防洪体系中“蓄泄兼筹”的调蓄湖泊，如何科学合理地挖掘其“洪水资源”是当前研究的热点。基于上篇水文水动力模型精细化的仿真能力及枚举蓄水方案与数值模拟相结合的实验思路，为了进一步验证湖泊洪水资源利用模...

洪泽湖作为淮河中下游防洪体系中“蓄泄兼筹”的调蓄湖泊，如何科学合理地挖掘其“洪水资源”是当前研究的热点。基于上篇水文水动力模型精细化的仿真能力及枚举蓄水方案与数值模拟相结合的实验思路，为了进一步验证湖泊洪水资源利用模式的合理性和普适性，本研究针对洪泽湖丰水年汛末蓄水中蓄水时机与蓄水方案之间，防洪目标与蓄水目标之间的双重博弈，构建了“时-量-标”三维映射关系，将水文水动力模型与NSGA-Ⅱ多目标优化调度模型相耦合，实现了对汛末多闸门组合下泄最优调控规则的提取。结果表明：(1)丰水年湖泊防洪风险与蓄水效益之间的Pareto竞争关系较为明显，两目标可以通过置换关系相互补偿；(2)确定了典型丰水年2003年洪泽湖汛末蓄水策略的全局最优解，即9月20日起蓄，将蓄水调度规则中13.0m水位所对应的下泄量由1600m3/s增加至2213m3/s，在降低防洪风险的同时减少弃水损失。智能优化蓄水策略的制定可以为该地区的洪水资源利用与避险转移进一步提供系统的理论支撑。

关键词：

基于水文水动力模型的洪泽湖汛末蓄水策略智能优化设计

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水资源保护 2023年第4期39卷 143-151页

作者：崔璨董增川罗赟张天衍韩亚雷杨婕石晴宜童建郭玉法河海大学水文水资源学院江苏南京210098 黄河水利科学研究院河南郑州450003 杭州市钱塘区水利发展服务中心浙江杭州311222 江苏省水文水资源勘测局江苏南京210029

针对洪泽湖丰水年汛末蓄水中蓄水时机与蓄水方案之间、防洪目标与蓄水目标之间的双重博弈,基于水文水动力模型精细化的仿真能力及枚举蓄水策略与数值模拟相结合的思路,构建了“时-量-标”三维映射关系,将水文水动力模型与NSGA-Ⅱ多目标... 详细信息

针对洪泽湖丰水年汛末蓄水中蓄水时机与蓄水方案之间、防洪目标与蓄水目标之间的双重博弈,基于水文水动力模型精细化的仿真能力及枚举蓄水策略与数值模拟相结合的思路,构建了“时-量-标”三维映射关系,将水文水动力模型与NSGA-Ⅱ多目标优化模型相耦合,提取了汛末多闸门组合下泄的最优调控规则。结果表明:丰水年湖泊防洪风险与蓄水效益之间的Pareto竞争关系较为明显,两目标可以通过置换关系相互补偿;典型丰水年2003年洪泽湖汛末蓄水策略的全局最优解为9月20日起蓄,将蓄水调度规则中13.00 m水位所对应的闸门下泄总量由1600 m^(3)/s提升至2213 m^(3)/s,在降低防洪风险的同时可减少弃水损失。

关键词：洪水资源化汛末蓄水调度多目标优化水文水动力学模型机器学习洪泽湖

基于改进飞蛾扑火算法的区域水资源优化配置模型研究

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中国农村水利水电 2019年第9期 8-13页

作者：吴云吴梦烟杨侃仲晓林张天衍山西水利职业技术学院山西太原044004 河海大学水文水资源学院南京210098 扬州市勘测设计研究院有限公司江苏扬州225000

为解决复杂的区域水资源优化配置问题,以区域缺水率最小和污染物排放量最小为目标函数建立了水资源优化配置模型,并以汾河下游谷地供水区为例,预测其在规划水平年20%、50%、75%和95%来水频率下的供需水量。针对飞蛾扑火算法(MFO)存在的... 详细信息

为解决复杂的区域水资源优化配置问题,以区域缺水率最小和污染物排放量最小为目标函数建立了水资源优化配置模型,并以汾河下游谷地供水区为例,预测其在规划水平年20%、50%、75%和95%来水频率下的供需水量。针对飞蛾扑火算法(MFO)存在的搜索耗时较长、易陷入局部最优的问题,改进其烛火更新公式及对数螺旋函数。通过对群智能算法中常用的测试函数做仿真实验,对比分析了改进前后MFO算法的寻优结果,并采用改进的MFO算法对模型进行求解。实例结果表明,所构建的区域水资源优化配置模型合理有效,改进的飞蛾扑火算法收敛速度快,寻优性能优越,可用于水资源优化配置领域。

关键词：改进MFO算法水资源优化配置多目标优化群智能优化算法自适应权重

基于SEOA算法的水库调度优化配置模型应用研究

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水资源与水工程学报 2019年第5期30卷 170-175页

作者：陈哲杨侃吴云汤梓杰张天衍赵友成河海大学水文水资源学院江苏南京210098 山西水利职业技术学院山西运城044004 句容水利农机局江苏句容212400

针对水库调度配置中求解最小缺水量的问题,采用社会情感优化算法(SEOA算法),并在生成初始种群和算法收敛速度两方面进行改进,最后将改进后的算法运用到东榆林水库。结果表明:改进后的SEOA算法在水库调度最小缺水量问题中具有效率高、计... 详细信息

针对水库调度配置中求解最小缺水量的问题,采用社会情感优化算法(SEOA算法),并在生成初始种群和算法收敛速度两方面进行改进,最后将改进后的算法运用到东榆林水库。结果表明:改进后的SEOA算法在水库调度最小缺水量问题中具有效率高、计算量少、寻优能力强的优点,有着一定的实用价值。

关键词：水库调度最小缺水量社会情感优化算法(SEOA) 直线优化动态情绪阈值

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城镇化背景下太湖流域极端降雨时空演变特征

水电能源科学 2022年第3期40卷 1-4,21页

作者：马嘉忆董增川蒋飞卿罗赟张天衍河海大学水文水资源学院江苏南京210098

研究城镇化发展程度对极端降雨的影响对于指导高度城镇化地区防洪排涝工作意义重大。在太湖流域城镇化区域划分基础上,基于1965~2014年70个雨量站的日降雨数据,采用空间分析法、Mann-Kendall趋势检验法、线性回归法、滑动平均法等提取... 详细信息

研究城镇化发展程度对极端降雨的影响对于指导高度城镇化地区防洪排涝工作意义重大。在太湖流域城镇化区域划分基础上,基于1965~2014年70个雨量站的日降雨数据,采用空间分析法、Mann-Kendall趋势检验法、线性回归法、滑动平均法等提取各站极端降雨特征,分析城镇化背景下太湖流域极端降雨时空演变规律。结果表明,太湖流域城镇化发展较快的区域主要集中在武澄锡虞区、阳澄淀泖区、浦东浦西区;浙西区年极端降雨量较大,武澄锡虞区、阳澄淀泖区、浦东浦西区极端降雨量则较其他地区呈显著增加趋势,分别上升34.5、38.2、31.7 mm/10a;全流域极端降雨事件增多、强度增大,其中城镇化发展高速地区由流域极端降雨频次低值区逐渐演变为高值区之一,极端降雨强度亦显著增加,表明其遭受洪涝灾害的风险增大。

关键词：极端降雨城镇化时空演变特征太湖流域

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洪泽湖主要入湖河道水质评价及变化规律

江苏水利 2021年第9期37卷 27-34,49页

作者：崔璨董增川童建石晴宜张天衍陈霞河海大学水文水资源学院江苏南京210098 江苏省水利厅水土保持生态环境监测总站江苏南京210029

研究根据2003—2020年洪泽湖6条主要入湖河道的监测资料,应用单因子标准指数法、综合污染指数法、污染物分担率、通量分析等方法,对COD_(Mn)、NH_(3)-N、TP和TN4项指标进行了水质评价与污染物变化趋势分析研究。

关键词：入湖河道水质评价时空特征趋势分析洪泽湖

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外部需求冲击对中国技能溢价的影响

世界经济研究 2025年第1期 102-117+136页

作者：张天顶胡锦辉武汉大学经济与管理学院

中国式现代化是全体人民共同富裕的现代化，深入探讨中国技能溢价的影响因素对于优化收入分配结构和推动共同富裕具有重要意义。文章研究了外部需求冲击对不同技能劳动力之间技能溢价的影响效应。在理论分析和假说构建的基础上，文章利... 详细信息

中国式现代化是全体人民共同富裕的现代化，深入探讨中国技能溢价的影响因素对于优化收入分配结构和推动共同富裕具有重要意义。文章研究了外部需求冲击对不同技能劳动力之间技能溢价的影响效应。在理论分析和假说构建的基础上，文章利用企业数据进行了实证研究。研究结果显示，外部需求增加会导致技能溢价现象的出现。影响机制分析表明，外部需求增加通过集聚效应、质量效应以及技能议价效应三种机制扩大了不同技能劳动力之间的收入差距。异质性分析显示，外部需求增加对一般贸易企业、民营企业以及东部和中部企业技能溢价的影响尤为突出。在考虑国内价值链和全球价值链分工模式后发现，参与国内价值链分工有助于在一定程度上缓解外部需求增加带来的技能溢价，而参与全球价值链分工则可能进一步加剧技能溢价带来的收入不平等问题。文章的政策含义为：随着中国面临的外部需求不确定性日益加剧，政府需要平衡外部需求变化与收入分配之间的关系；在外需减弱时，政府可以加大对企业的服务支持，鼓励企业进行转型升级并提升人力资本；在外需增加时，政府应加强对企业创新和技术发展的支持，通过技能培训提升整体劳动力的技术水平和竞争力，以缩小不同劳动力之间的收入差距。

关键词：外部需求冲击技能溢价影响机制