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流域洪水资源可利用量和利用潜力的评估方法及实例研究

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水力发电学报 2010年第4期29卷 20-27页

作者：胡庆芳王银堂杨大文清华大学水利水电工程系北京100084 南京水利科学研究院水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

为有效协调流域洪水资源利用与防洪安全、河流生态环境保护的关系,综合考虑流域洪水资源调控利用能力和洪水期河道内必要需水量两方面的约束因素,提出了洪水资源可利用量和洪水资源利用潜力的定义,构建了两者的评估方法,并对相关概念进... 详细信息

为有效协调流域洪水资源利用与防洪安全、河流生态环境保护的关系,综合考虑流域洪水资源调控利用能力和洪水期河道内必要需水量两方面的约束因素,提出了洪水资源可利用量和洪水资源利用潜力的定义,构建了两者的评估方法,并对相关概念进行了阐述,为流域洪水资源利用状况的评价提供了两个基本指标。同时,根据所提出的评估方法,计算了海河水系北三河流域1980-2000年的洪水资源可利用量和利用潜力,分析了该流域洪水资源利用状况。根据评估结果,北三河流域1980-2000年平均洪水资源可利用量为10.29亿m3,利用潜力为1.32亿m3。该流域洪水资源利用潜力总体不大,流域洪水资源实际利用量频繁超过了洪水资源可利用量,流域洪水资源利用较不合理,特别是洪水期河道内必要需水量经常受到挤占。今后,北三河流域洪水资源利用合理性的提高,一方面需要增强流域洪水资源调控利用能力,另一方面更需要有效保障平水枯水年份河道内必要生态环境需水量。

关键词：水文水资源洪水资源洪水资源可利用量洪水资源利用潜力北三河

利用全局与局部相关函数分析流域降水空间变异性

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第6期52卷 778-784页

作者：胡庆芳杨大文王银堂杨汉波刘勇清华大学水利水电工程系北京100084 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

为合理诊断流域降水的空间变异性,阐明了6种常见的全局和局部空间相关指标的联系与区别,并用空间相关函数进行统一表述,然后提出了同时从全局和局部2个方面对连续性与间断性并存的降水空间变异性进行综合分析的方法。采用全局半方差函... 详细信息

为合理诊断流域降水的空间变异性,阐明了6种常见的全局和局部空间相关指标的联系与区别,并用空间相关函数进行统一表述,然后提出了同时从全局和局部2个方面对连续性与间断性并存的降水空间变异性进行综合分析的方法。采用全局半方差函数和局部Moran指数,对2003～2009年赣江流域降水空间变异规律进行了实例研究。结果表明:全局半方差函数便于描述流域降水的整体相关结构,而局部Moran指数可揭示降水的局部聚集形态和地带性规律,并能够诊断其中的奇异点。赣江流域年、月、日降水量在整体上呈显著的时变空间正相关性;在局部表现出较强的聚集性,并具有非平稳性和奇异性。同时,还初步指出了赣江流域降水空间变异性分析对于解释降水空间插值结果的作用。

关键词：降水空间变异性半方差函数局部Moran指数赣江流域

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滦河下游河道生态需水量

水科学进展 2009年第4期20卷 560-565页

作者：王伟杨晓华王银堂北京师范大学水环境模拟国家重点实验室北京100875 南京水利科学研究院江苏南京210029

为量化水库下游河道生态修复所需水量，以滦河下游潘家口水库一滦河口为研究样区，采用逐月频率法和生态水力学法估算河道生态需水量，既具有水文学方法的简便，又考虑生物学特性，强调了水文一生态的联系。通过对研究区河道1956～2000... 详细信息

为量化水库下游河道生态修复所需水量，以滦河下游潘家口水库一滦河口为研究样区，采用逐月频率法和生态水力学法估算河道生态需水量，既具有水文学方法的简便，又考虑生物学特性，强调了水文一生态的联系。通过对研究区河道1956～2000年生态、水文及水力资料的分析计算，结果表明：①逐月频率法和生态水力学法在计算滦河下游河道生态需水中均合理；②最小、适宜、理想等级年生态需水量分别为4.29亿，8.93亿和16.29亿m^3，分别占河道天然径流量的10.18％、21.21％和38.68％；③年内汛期8月份及生物繁殖期（4～6月）需水量分别达到年度总量的33.5％和11.5％。

关键词：生态需水量逐月频率法生态水力学法滦河下游河道

基于仿真规则与智能优化的水库多目标调控模型及其应用

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水利学报 2012年第5期43卷 564-570,579页

作者：王宗志王银堂陈艺伟刘克琳南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 水利部水利水电规划设计总院北京100011

为解决多个用户的用水竞争矛盾,改变经济社会用水长期挤占生态环境用水的不合理现状,把水库下游的河流生态系统作为一个独立用水户,进而按照水库用水户的优先级,制定水库分区供水调度仿真规则;为解决水库调度方案的最优性与可操作性的... 详细信息

为解决多个用户的用水竞争矛盾,改变经济社会用水长期挤占生态环境用水的不合理现状,把水库下游的河流生态系统作为一个独立用水户,进而按照水库用水户的优先级,制定水库分区供水调度仿真规则;为解决水库调度方案的最优性与可操作性的统一问题,构建多用户供水保证率最大化且尽可能均衡的水库优化调度模型目标函数;在此基础上建立了基于仿真规则与智能优化的水库多目标调控模型。以潘家口水库为例,计算了现状供水规模下的水库调度方案,绘制了水库多用户分区供水调度图。结果表明:本文模型有效,提出的水库分区调度方案较之现行调度,可在不降低兴利和防洪效益的前提下,显著提高水库下游河道生态系统的供水保证率。

关键词：水资源管理生态环境需水系统仿真智能调控水库多用户分区调度图

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赣江流域TRMM降水数据的误差特征与成因

水科学进展 2013年第6期24卷 794-800页

作者：胡庆芳杨大文王银堂杨汉波刘勇清华大学水利水电工程系北京100084 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

阐明TRMM 3B42V6(Tropical rainfall measuring mission 3B42 version 6)的误差特征及成因,对于合理使用该卫星降水数据,并完善其降水反演算法具有重要意义。在赣江流域0.25°×0.25°空间尺度上,对比了TRMM 3B42V6、TRMM 3B42RTV6和CMORPH的精度特征。结果表明,3B42V6的系统偏差远低于3B42RTV6、CMORPH,但平均绝对值偏差、效率系数和探测率均明显劣于CMORPH。TRMM 3B42V6的系统偏差较低的原因主要在于该数据采用地面月降水量进行了校准,而其绝对值偏差、效率系数和探测率明显劣于CMORPH的主要原因在于所采用的热红外/被动微波降水联合反演算法不及后者有效。今后有必要对TRMM 3B42的精度进行全面评估,并改进该数据的热红外/微波降水反演算法及与地面降水信息的融合算法。

关键词：卫星降水热带测雨探测计划 CMORPH 误差成因赣江流域

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基于水量与水质的流域初始二维水权分配模型

水利学报 2010年第5期40卷 524-530页

作者：王宗志胡四一王银堂南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

基于水资源量质统一的基本属性,论述了用水与排污双总量控制的必要性以及初始水量权与初始排污权统一分配的科学性,提出二维水权的概念。确定了流域初始二维水权分配遵循的具体原则,建立了各原则视角下的水资源系统和谐度函数;构建了以... 详细信息

基于水资源量质统一的基本属性,论述了用水与排污双总量控制的必要性以及初始水量权与初始排污权统一分配的科学性,提出二维水权的概念。确定了流域初始二维水权分配遵循的具体原则,建立了各原则视角下的水资源系统和谐度函数;构建了以水资源系统和谐度最大为目标的流域初始二维水权分配模型。以北江流域为背景进行实例分析,计算结果表明:本文模型有效,并且通过建立超标排污对水量分配的惩罚函数,把超标排污的外部性内化到水量分配上,实现了初始水量权与初始排污权分配的统一。

关键词：二维水权初始水量权初始排污权分配模型和谐度遗传算法

岳城水库控制流域暴雨洪水的时程分布规律及分期划分研究

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水科学进展 2006年第2期17卷 265-270页

作者：邹鹰郭方沈国昌王银堂河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 南京水利科学研究院江苏南京210029

从两个方面全面分析了岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律:一是根据实测水文资料,通过统计暴雨日数,典型历时年最大降水量、年最大洪峰流量和5日洪量在各旬出现的频率,对流域暴雨洪水时程分布特性进行了多方面的综合分析;二... 详细信息

从两个方面全面分析了岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布及分期规律:一是根据实测水文资料,通过统计暴雨日数,典型历时年最大降水量、年最大洪峰流量和5日洪量在各旬出现的频率,对流域暴雨洪水时程分布特性进行了多方面的综合分析;二是通过对流域所处地区暴雨形成的天气成因分析,为前述的统计分析结果提供必要的成因基础。还利用旬平均降雨量的相对系数来确定汛期的起止时间。分析结果表明,岳城水库控制流域的暴雨洪水时程分布具有比较明显的变化规律,其中有一个时期暴雨洪水出现的次数多、量级大,主汛期特征显著,汛期可以划分为3个分期,即前汛期、主汛期和后汛期。

关键词：暴雨洪水汛期分期岳城水库分布规律

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水平衡与国土空间协调发展战略研究

中国工程科学 2022年第5期24卷 63-74页

作者：胡庆芳陈秀敏高娟金君良王银堂张建云水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 长江保护与绿色发展研究院南京210098 中国工程院战略咨询中心北京100088 自然资源部自然资源调查监测司北京100034

构建健康水平衡是提升水土资源匹配性、促进国土空间高质量发展的基础,而科学系统保护与集约高效利用国土空间是实现健康水平衡、保障国家水安全的根本途径。鉴于我国水资源与生产力要素分布极不匹配、国土空间发展中未有效落实量水发... 详细信息

构建健康水平衡是提升水土资源匹配性、促进国土空间高质量发展的基础,而科学系统保护与集约高效利用国土空间是实现健康水平衡、保障国家水安全的根本途径。鉴于我国水资源与生产力要素分布极不匹配、国土空间发展中未有效落实量水发展的情况,本文面向生态文明建设和国土空间规划需求,以“实现健康水平衡、促进国土空间高质量发展”为目标,根据“山水林田湖草”系统治理、水陆统筹的原则,构建了以“理清约束条件、制定控制目标,完善基础设施、优化时空配置,科学严格保护、系统综合整治,集聚协调开发、高效集约利用”为主要内容的水平衡与国土空间协调发展战略。最后,提出了系统监测评价水平衡状态、提升国家尺度水土资源匹配性、优化“三生”空间划分和科学务实绿化国土等重点建议。

关键词：健康水平衡国土空间协调发展综合应对战略生态保护修复高效集约利用

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水库控制流域汛期分期的有效聚类分析

水科学进展 2007年第4期18卷 580-585页

作者：王宗志王银堂胡四一南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029

受诸多因素影响的水库汛期分期其实质是一个聚类数目未确知的高维时间序列聚类问题,它要求聚类方法具有能处理高维和时序性数据,且能同时回答聚为几类最为合理的能力。鉴于目前常规聚类方法不同时具备这些能力,在模糊C-均值聚类和紧密... 详细信息

受诸多因素影响的水库汛期分期其实质是一个聚类数目未确知的高维时间序列聚类问题,它要求聚类方法具有能处理高维和时序性数据,且能同时回答聚为几类最为合理的能力。鉴于目前常规聚类方法不同时具备这些能力,在模糊C-均值聚类和紧密与分离聚类有效函数的基础上,提出了能够处理高维时序聚类问题的动态模糊C-均值聚类分析方法和相应的时序聚类有效性函数,耦合二者建立了适用于汛期分期的有效模糊聚类分析方法,提出采用实码加速遗传算法优化求解,克服了模糊C-均值聚类方法常规迭代优化求解对初值敏感的困难,并给出了完备的建模步骤和模型的合理性检验。最后,将模型应用于滦河流域潘家口水库汛期分期中,得出了合理的结论。

关键词：洪水资源汛期分期模糊C-均值聚类聚类有效性遗传算法