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Chinese Geographical Science 2015年第5期25卷 569-581页

作者： HUANG Shengzhi HUANG Qiang CHEN Yutong State Key Laboratory Base of Eco-Hydraulic Engineering in Arid Area Xi'an University of Technology

Human activities and climate changes are deemed to be two primary driving factors influencing the changes of hydrological processes, and quantitatively separating their influences on runoff changes will be of great significance to regional water resources planning and management. In this study, the impact of climate changes and human activities was initially qualitatively distinguished through a coupled water and energy budgets analysis, and then this effect was further separated by means of a quantitative estimation based on hydrological sensitivity analysis. The results show that: 1) precipitation, wind speed, potential evapotranspiration and runoff have a significantly decreasing trend, while temperature has a remarkably increasing tendency in the Weihe River Basin, China; 2) the major driving factor on runoff decrease in the 1970 s and 1990 s in the basin is climate changes compared with that in the baseline 1960 s, while that in the 1980 s and 2000 s is human activities. Compared with the results based on Variable Infiltration Capacity(VIC) model, the contributions calculated in this study have certain reliability. The results are of great significance to local water resources planning and management.

关键词： climate changes human activities runoff decrease quantitative analysis Weihe River Basin

基于改进NSGA-Ⅱ的黄河下游水库多目标调度研究

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水利学报 2017年第2期48卷 135-145,156页

作者：王学斌畅建霞孟雪姣王义民西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048

水库兴利、防洪和生态等目标之间既非完全协调也非完全对立,这是多目标间协调的物理基础。本文综合考虑水库不同目标间的矛盾性和统一性,构建考虑生态和兴利的水库多目标优化调度模型,为提高模型求解效率,本文提出了一种基于个体约束和... 详细信息

水库兴利、防洪和生态等目标之间既非完全协调也非完全对立,这是多目标间协调的物理基础。本文综合考虑水库不同目标间的矛盾性和统一性,构建考虑生态和兴利的水库多目标优化调度模型,为提高模型求解效率,本文提出了一种基于个体约束和群体约束技术的改进快速非劣排序遗传算法(ICGC-NSGA-Ⅱ)。以黄河下游小浪底-西霞院梯级水库为例进行多目标优化调度,综合考虑下游不同时期各生态功能用水和综合利用需求,建立黄河下游梯级水库多目标调度模型,并采用ICGC-NSGA-Ⅱ求解,探究水库的供水效益、发电效益和生态效益之间的关系。实例研究表明,改进算法能在较短时间内获取一组反映多目标间非劣关系的调度方案集。黄河下游生态、综合供水和发电效益之间存在不对称竞争关系,一方面随发电量增加,生态供水和综合供水保证率均呈下降趋势;另一方面发电和生态供水竞争强烈,而与综合供水竞争关系较弱。研究成果可为制定黄河下游多目标共赢的调度方式提供理论基础和决策依据。

关键词：水库调度多目标决策个体约束群体约束快速非劣排序遗传算法

基于SWAT模型的渭河流域分区径流模拟研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2017年第4期45卷 204-212页

作者：黎云云畅建霞金文婷郭爱军王东林西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培训基地陕西西安710048 重庆市三峡水利电力学校机械与车辆工程系重庆万州404100

【目的】研究SWAT模型在渭河流域水文循环过程模拟上的适用性,为渭河流域时空径流响应研究奠定基础。【方法】依据林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站,将渭河流域划分成5个子区间,基于SWAT分布式水文模型,对各子区间1978-1982年... 详细信息

【目的】研究SWAT模型在渭河流域水文循环过程模拟上的适用性,为渭河流域时空径流响应研究奠定基础。【方法】依据林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站,将渭河流域划分成5个子区间,基于SWAT分布式水文模型,对各子区间1978-1982年和1983-1986年的月径流过程分别进行校准和验证,并对各分区径流模拟结果的合理性进行分析。【结果】渭河流域各水文站月模拟流量过程与实测流量过程均拟合较好,校准期林家村、咸阳、华县、张家山和状头5个水文站的相关系数分别为0.73,0.81,0.86,0.79,0.79;纳什系数分别为0.58,0.75,0.77,0.65,0.51;相对误差分别为10.73,-2.73,-11.20,-19.95,-10.80。验证期5个水文站的相关系数分别为0.87,0.81,0.86,0.75,0.79;纳什系数分别为0.80,0.77,0.82,0.68,0.69;相对误差分别为16.81,17.95,19.91,19.72,19.87,均满足要求。SWAT模型模拟效果较好,但并未达到最佳,主要是研究区利用数据的限制以及模型自身不确定因素的综合影响所致。【结论】SWAT模型在渭河流域各个分区均有较好的适用性,为研究渭河流域气候和土地利用变化的时空径流响应提供了模型基础。

关键词： SWAT模型径流分区水文循环渭河流域

Identification of impacts of climate change and direct human activities on streamflow in Weihe River Basin in Northwest China

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2017年第4期10卷 119-129页

作者： Fan Jingjing Huang Qiang Liu Dengfeng Hebei University of Engineering Handan 056038China State Key Laboratory Base of Eco-Hydraulic Engineering in Arid Area Xi’an University of TechnologyXi’an 710048China

Climate change and human activities make major influences on hydrology,which are known to have important impacts on streamflow ***,it is critically important to identify how climate change and human activities will impact streamflow ***,the goal of this study is to identify the impacts of climate change and direct human activities on annual streamflow at four hydrologic stations in the Weihe River basin of China,with the estimation of evaporation based on the Budyko *** Mann-Kendall test was employed to detect the break points of the four *** to the occurrence time of break points,the data series were divided into two periods:pre-change period(1960-1984)and post-change(1985-2010)*** parameter of one-parameter Budyko-type model was calibrated with observed data during the pre-change period,with the R^(2) values ranged from 0.95 to 0.97 and the NSE values ranged from 0.80 to 0.94,and the high R^(2) and Nash-Sutcliffe Efficiency coefficient shows the model has good *** contribution ratios of climate change impacts on decreasing streamflow were 37%,23%,57%and 43%,and those of the impacts of direct human activities were 63%,77%,43%and 57%for the Linjiacun,Xianyang,Lintong and Huaxian station,*** the climate change and direct human activities have positive impacts on streamflow decrease at all of the four stations,and the direct human activities are the main factor causing the decrease of annual streamflow.

关键词： streamflow,climate change human activities evaporation,hydrological cycle,watershed,Budyko hypothesis,Weihe River basin

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塔里木河干流水资源优化配置研究

水力发电学报 2015年第4期34卷 38-46,58页

作者：黄强赵冠南郭志辉周海鹰西安理工大学水利水电学院陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室西安710048 新疆塔里木河流域管理局新疆库尔勒841000

针对新疆塔里木河流域干旱缺水、生态环境脆弱等问题,本文在分析流域水资源开发利用现状的基础上,提出了水资源合理配置的思路、原则和供水优先次序;制定了塔河干流流域水资源分配的网络节点图;建立了以缺水量最小为目标的水资源优化配... 详细信息

针对新疆塔里木河流域干旱缺水、生态环境脆弱等问题,本文在分析流域水资源开发利用现状的基础上,提出了水资源合理配置的思路、原则和供水优先次序;制定了塔河干流流域水资源分配的网络节点图;建立了以缺水量最小为目标的水资源优化配置模型,采用仿真优化算法对模型求解。设置了七种不同配置情景,通过成果分析与比较,推荐了两个规划水平年水资源合理配置方案,推荐方案均达到了保证率的要求。本研究成果可为实现塔里木河流域水资源总量控制、合理配置提供科技支承,也可为内陆干旱地区水资源的合理配置提供参考。

关键词：水资源优化配置优化模型仿真优化算法塔里木河干流网络节点图:

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渭河流域径流对土地利用变化的时空响应

农业工程学报 2016年第15期32卷 232-238页

作者：黎云云畅建霞王义民金文婷白夏西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培训基地西安710048 蚌埠学院机械与车辆工程系蚌埠233030

为定量分析渭河流域土地利用变化对径流的时空影响,该文基于渭河流域1985年,1995年和2005年3期土地利用数据,分析了流域近20 a的土地利用变化特征,结合SWAT(soil and water assessment tool)水文模型,设置5种土地利用变化情景,研究了流... 详细信息

为定量分析渭河流域土地利用变化对径流的时空影响,该文基于渭河流域1985年,1995年和2005年3期土地利用数据,分析了流域近20 a的土地利用变化特征,结合SWAT(soil and water assessment tool)水文模型,设置5种土地利用变化情景,研究了流域土地利用变化与年、季径流的响应关系。结果表明,SWAT模型在渭河流域有较好的适用性;耕地、林地和草地为流域主要土地利用类型,面积变化小于10%,但它们在空间上的位置发生了较大转移;流域近20 a土地利用变化对径流影响小于15%;极端土地利用情景下,产流量总体趋势为耕地>草地>林地。退耕还林对年、季径流的影响程度均为干流大于支流,退耕还草对年径流(干流中游、下游、泾河)和季径流(冬季)的影响程度较大。该研究成果对于流域土地利用格局的合理规划及极端水文事件的控制具有重要意义。

关键词：土地利用径流水文模型情景分析渭河流域

水轮机运行加权因子的改进方法研究——以李家峡水电站为例

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水力发电学报 2016年第6期35卷 102-110页

作者：高弘扬白涛武连洲王义民西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048

黄河上游的李家峡水电站运行15年以来,水轮机转轮上出现多条裂隙,严重影响机组运行效率,造成水资源利用效率低下,发电企业的经济效益大幅降低。鉴于此,本文开展了李家峡水电站水轮机加权因子的研究:(1)分别采用数理统计法、基于综合出... 详细信息

黄河上游的李家峡水电站运行15年以来,水轮机转轮上出现多条裂隙,严重影响机组运行效率,造成水资源利用效率低下,发电企业的经济效益大幅降低。鉴于此,本文开展了李家峡水电站水轮机加权因子的研究:(1)分别采用数理统计法、基于综合出力系数的改进数理统计法和旬电量平衡法,建立了李家峡水电站水轮机运行加权因子计算模型;(2)以2000—2014年水电站实测运行资料为准,设置了3种计算情景;(3)通过模型的对比分析,推荐基于效率系数的改进数理统计法计算的加权因子为最佳方案,确定了各水轮机运行效率的优劣次序;(4)计算了水轮机转轮改造后的预期加权因子、机组的特征水头和增发电量,优选了水轮机转轮改造预期的特性参数。研究成果对于水电站经济运行具有重要的指导意义和应用价值,为水轮机的转轮改造提供了技术支撑。

关键词：加权因子水轮机运行效率转轮改造综合出力系数

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考虑未来水资源配置的龙刘水库可调水量研究

自然资源学报 2016年第9期31卷 1577-1586页

作者：阚艳彬白涛武连洲金文婷畅建霞黄强西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048

论文针对黄河上游水沙关系恶化、水资源供需矛盾加剧等问题,围绕黄河全流域2012—2030年水资源规划的配置结果,以龙羊峡、刘家峡梯级水库联合调度为调控手段,考虑全流域综合供水、防洪、防凌、水资源供需平衡等要求,构建了黄河上游龙羊... 详细信息

论文针对黄河上游水沙关系恶化、水资源供需矛盾加剧等问题,围绕黄河全流域2012—2030年水资源规划的配置结果,以龙羊峡、刘家峡梯级水库联合调度为调控手段,考虑全流域综合供水、防洪、防凌、水资源供需平衡等要求,构建了黄河上游龙羊峡、刘家峡(龙刘)梯级水库联合调度模型,采用自迭代模拟优化算法,分别计算4种情景、4种模式下13个方案的可调水量,最终推荐以水定电模式下的计算结果为最佳模式。结果表明:随着未来需水量的增加,可调水量呈减小趋势,且调水工程的引水量未提高梯级水库的可调水量。研究成果可为黄河上游宽谷河段水沙调控、黄河上游梯级水库群科学规划和调度提供技术支撑。

关键词：可调水量水资源配置梯级水库联合调度模型以水定电

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小型径流式水电站前池发电水位的调控

人民黄河 2013年第5期35卷 113-114页

作者：张高黄波华北水利水电学院河南郑州450011 山东黄河勘测设计研究院山东济南250013

小型径流式水电站压力前池发电水位对机组出力有较大的影响。研究了压力前池水位调节的原理与方法,以确保水电站在较高水头情况下运行。通过分析压力前池发电水位对机组出力的影响,以及对压力前池水位变化时机组出力偏差的计算,提出了... 详细信息

小型径流式水电站压力前池发电水位对机组出力有较大的影响。研究了压力前池水位调节的原理与方法,以确保水电站在较高水头情况下运行。通过分析压力前池发电水位对机组出力的影响,以及对压力前池水位变化时机组出力偏差的计算,提出了在电站微机监控和常规控制中压力前池水位的调控方式。

关键词：出力偏差水位调节压力前池径流式水电站

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水-光电联合运行短期调度可行性分析

太阳能学报 2015年第11期36卷 2731-2737页

作者：明波黄强王义民方伟谢小平西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048 黄河上游水电开发有限责任公司西宁810000

针对黄河龙羊峡光伏电站与水电站联合运行短期调度的可行性问题,建立调峰能力最大数学模型,提出基于模拟优化思想的模型求解方法。通过反推机组的最大技术出力论证水光互补对系统调峰能力以及水电站群短期水量调度的影响。实例研究表明:... 详细信息

针对黄河龙羊峡光伏电站与水电站联合运行短期调度的可行性问题,建立调峰能力最大数学模型,提出基于模拟优化思想的模型求解方法。通过反推机组的最大技术出力论证水光互补对系统调峰能力以及水电站群短期水量调度的影响。实例研究表明:水-光电联合运行短期内可进一步提高系统的调峰能力,且对下游梯级水电站群的日水量调度基本无影响。

关键词：水-光电联合运行短期调峰能力水量调度