水文與水資源工程的案例
天洑到訪南京信息工程大學(xué)水文與水資源工程學(xué)院
近日，天洑DTEmpower團(tuán)隊(duì)到訪南京信息工程大學(xué)水文與水資源工程學(xué)院，與學(xué)院師生展開深入交流。
天洑分享了國產(chǎn)工業(yè)軟件的研發(fā)成果以及在產(chǎn)教融合方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，包括學(xué)生實(shí)習(xí)、高校課程合作、“天洑杯”數(shù)據(jù)建模大賽以及有償案例征集活動(dòng)等，為在校師生提供大量使用以及研發(fā)工業(yè)軟件的機(jī)會。
天洑重點(diǎn)介紹了其自主研發(fā)的智能數(shù)據(jù)建模軟件DTEmpower。通過學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的應(yīng)用案例，展示了該軟件在水利領(lǐng)域的廣泛適用性，例如：水文數(shù)據(jù)分析、洪水預(yù)測預(yù)報(bào)以及水資源調(diào)度優(yōu)化等。
作為一款功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)建模軟件，DTEmpower能以零代碼的方式，幫助用戶進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)分析、建模和預(yù)測。
交流會上，雙方共同表達(dá)了對國產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的信心與期待。南京信息工程大學(xué)的老師們表示，產(chǎn)業(yè)界的參與對于培養(yǎng)符合市場需求的高素質(zhì)人才至關(guān)重要，期待雙方在學(xué)生培養(yǎng)及學(xué)術(shù)研究方面有更深合作。
未來，天洑軟件將繼續(xù)加大在教育市場的投入，讓國產(chǎn)工業(yè)軟件的最新開發(fā)成果惠及更多在校師生，共同為推動(dòng)中國工業(yè)軟件的自主創(chuàng)新與發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
展開 GIS 技術(shù)在水文水資源中的應(yīng)用
結(jié)合目前水文以及水資源地理信息處理效果加以分析，相應(yīng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中可以更好的貼合人們的實(shí)際需求，呈現(xiàn)出智能化發(fā)展?fàn)顟B(tài)，滿足后續(xù)多元化的需要。
GIS 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)和價(jià)值
應(yīng)用特點(diǎn)
1
基礎(chǔ)電子地圖
在水文水資源工作中應(yīng)用GIS 技術(shù)，對于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高，根據(jù)實(shí)際情況確定合適的比例尺，通常比例尺是 1∶250000。基礎(chǔ)電子圖系統(tǒng)涵蓋數(shù)據(jù)總量大，類型多樣，包括公路、鐵路和水庫等基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)還有河流湖泊位置等信息。
2
專題電子地圖
水文水資源領(lǐng)域中應(yīng)用 GIS技術(shù)，通過選擇 GIS 技術(shù)軟件建立專題電子地圖，主要是專題數(shù)字地理數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)疊加而來。在專題電子地圖中 GIS 技術(shù)的具體應(yīng)用可以更加詳細(xì)描述水文水資源信息，增強(qiáng)實(shí)用性和專業(yè)性。在實(shí)際工作中，在專題 GIS 地圖上可以直觀顯示水文測站以及水利工程的分布情況，為后續(xù)的水資源管理工作提供支持依據(jù)。
3
遙感信息庫
通過解譯后，將地理數(shù)據(jù)信息存儲到遙感信息庫中。基于先進(jìn)遙感影像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水體信息高效解譯，動(dòng)態(tài)監(jiān)測水文水資源各類信息，并對比各類時(shí)期影像數(shù)據(jù)，預(yù)測和判斷區(qū)域水資源特征和變化情況，為后續(xù)工作部署和落實(shí)提供參考。
展開 水文水資源名詞解釋匯總
由于地表水和地下水相互聯(lián)系又相互轉(zhuǎn)化，河川徑流量中的基流部分是由地下水補(bǔ)給的，而地下水補(bǔ)給量中又有一部分來源于地表水入滲，因此計(jì)算水資源總量時(shí)，應(yīng)扣除二者之間相互轉(zhuǎn)化的重要計(jì)算部分。
【典型年】
按照一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如頻率為10％、50％、90％等，在當(dāng)?shù)氐?em>水文氣象資料中，分別選出豐水年、平水年或枯水年的典型，統(tǒng)稱為典型年。根據(jù)各典型年的降雨、蒸發(fā)、徑流的年內(nèi)分配情況，可以分析各項(xiàng)工程的工作條件或效益情況。
【豐水年】
又叫多水年、濕潤年。在實(shí)測資料系列中，年降水量或年徑流量比較大的一些年份。設(shè)計(jì)豐水年的頻率相當(dāng)于年降水量或年徑流量頻率曲線上的頻率，小于25%。設(shè)計(jì)豐水年的年內(nèi)分配情況，可按某一典型豐水年的年內(nèi)分配情況求得。
【枯水年】
又叫做少水年、干旱年。在實(shí)測資料系列中，年降水量或年徑流量比較小（即較干旱）的一些年份。設(shè)計(jì)枯水年的頻率相當(dāng)于年降水量或年徑流量頻率曲線上大于75％的頻率。設(shè)計(jì)枯水年的年內(nèi)分配情況，可按某一典型干旱年的年內(nèi)分配情況求得。
【平水年】
又叫中水年、一般年。在實(shí)測資料系列中，年降水量或年徑流量一般大的一些年份。設(shè)計(jì)平水年的頻率相當(dāng)于年降水量或年徑流量頻率曲線上的頻率，為50％左右。設(shè)計(jì)平水年的年內(nèi)分配情況，可按某一典型平水年的年內(nèi)分配情況求得。
【地下水】
埋藏在地面以下，存在于巖石和土壤空隙中可以流動(dòng)的水體。根據(jù)含水層的埋藏條件，可分包氣帶水、潛水和承壓水；根據(jù)含水空隙特征，分孔隙水、裂隙水和巖溶水。還可以根據(jù)水質(zhì)和水溫等來分類。地下水主要來源于大氣降水的入滲。它分布廣泛，比較穩(wěn)定，是農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)和生活用水的重要水源。但在有些情況下，地下水會給生產(chǎn)帶來不利的影響，例如地下水上升，會影響作物生長或招致土地沼澤化和鹽堿化，在工程或礦山建設(shè)中會淹沒基坑。
展開 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)勘察之工程地質(zhì)測繪
山前地段和山間盆地邊緣廣泛分布的洪積物
平原地區(qū)的沖積地貌
（四）水文地質(zhì)研究
目的：
為研究與地下水活動(dòng)有關(guān)的巖土工程問題和不良地質(zhì)現(xiàn)象提供資料
從地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌特征、地下水露頭分布、類型、水質(zhì)、水量入手結(jié)合必要勘察、測試工作。
內(nèi)容：
地下水類型、分布、埋藏條件
含水介質(zhì)分布、富水性、水力聯(lián)系
補(bǔ)、徑、排
地下水、地表水之間的聯(lián)系
物、化性質(zhì)
（五）動(dòng)力地質(zhì)作用與現(xiàn)象（不良地質(zhì)現(xiàn)象）
目的：
為了評價(jià)建筑場地的穩(wěn)定性，并預(yù)測其對各類巖土工程的不良影響。
研究不良地質(zhì)現(xiàn)象要以地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌和水文地質(zhì)條件的研究為基礎(chǔ)，并搜集氣象、水文等自然地理因素資料。
研究內(nèi)容：
各種不良地質(zhì)現(xiàn)象(巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、沖溝、河流沖刷、巖石風(fēng)化等)的分布、形態(tài)、規(guī)模、類型和發(fā)育程度，分析它們的形成機(jī)制和發(fā)展演化趨勢，并預(yù)測其對工程建設(shè)的影響。
（六）已有建筑物的調(diào)查研究
對已有建筑物的觀察實(shí)際上相當(dāng)于一次1:1的原型試驗(yàn)。
根據(jù)建筑物變形、開裂情況分析場地工程地質(zhì)條件及驗(yàn)證已有評價(jià)的可靠性。
（七）天然建筑材料的調(diào)查研究
結(jié)合工程建筑的要求，就地尋找適宜的天然建材，并作出質(zhì)量和儲量評價(jià)。當(dāng)前特別重視建材質(zhì)量的研究，是否具有美學(xué)價(jià)值。
（八）人類活動(dòng)對場地穩(wěn)定性的影響
測區(qū)內(nèi)或測區(qū)附近人類的某些工程——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，往往影響建筑場地的穩(wěn)定性。
展開 
水利水電施工 | 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的條件與分析
工程設(shè)計(jì)原則上應(yīng)避免將建筑物跨放在斷層帶上，尤其要注意避開近期活動(dòng)的斷層帶。不同的構(gòu)造形態(tài)，對水工建筑物的影響是不同的，如巖層的斷裂，破壞了巖體的完整性，降低了巖體的穩(wěn)定性，增大了巖體的透水性， 故對水工建筑物產(chǎn)生了不良影響。而榴皺構(gòu)造，使巖層層面的傾斜方向和傾角發(fā)生變化，從而改變了巖體的穩(wěn)定條件和滲漏條件。
（二）地形地貌條件
(1）地形。一般指地表形態(tài)、高程、地勢高低、山脈水系、自然景物、森林植被以及人工建筑
(2）地貌。主要指地表形態(tài)的成因、類型以及發(fā)育程度等，常以地貌圖予以反映。
（三）水文地質(zhì)條件
水文地質(zhì)條件一般包括以下內(nèi)容：
（l）地下水類型，如上層滯水、潛水、承壓水等。
(2）含水層與隔水層的埋藏深度、厚度、組合關(guān)系、空間分布規(guī)律及特征。
(3） 巖（土） 層的水理性質(zhì)，包括容水’性、給水性、透水性等。
(4）地下水的運(yùn)動(dòng)特征，包括流向、流速、流量等。
(5）地下水的動(dòng)態(tài)特征，包括水位、水溫、水質(zhì)隨時(shí)間的變化規(guī)律。
(6）地下水的水質(zhì)，包括水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。
水文地質(zhì)條件的好壞直接關(guān)系到水庫是否漏水，壩基是否穩(wěn)定，地下水資源評價(jià)是否可靠等一系列工程建設(shè)問題。
水利水電工程地質(zhì)問題分析
1.壩基巖體的工程地質(zhì)問題分析
不同的壩型，其工作特點(diǎn)不同，所以對地質(zhì)條件的要求也就不同，因此，除了對各類壩型的工作特點(diǎn)應(yīng)有所了解外，特別要了解不同壩型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性和對工程地質(zhì)條件的要求。
展開 積鼎CFDPro水文水動(dòng)力模型，專為中小流域洪水“四預(yù)”研發(fā)的流體仿真技術(shù)
水動(dòng)力模型與水文模型是水利工程與水文學(xué)研究中不可或缺的兩大工具。水動(dòng)力模型著重于流體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，通過一系列方程組捕捉水流的時(shí)空變化，而概念性水文模型則側(cè)重于流域尺度的水文循環(huán)過程，利用物理概念與經(jīng)驗(yàn)關(guān)系進(jìn)行近似模擬。兩者相互補(bǔ)充，共同構(gòu)成了現(xiàn)代水文學(xué)與水資源管理領(lǐng)域的核心分析手段。積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機(jī)制和水動(dòng)力的對流動(dòng)的準(zhǔn)確計(jì)算，創(chuàng)新研發(fā)CFDpro—水文水動(dòng)力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細(xì)化產(chǎn)匯流模型。
CFDPro水文水動(dòng)力模型：適用于中小流域洪水四預(yù)的精細(xì)化產(chǎn)匯流模型
經(jīng)過多年研發(fā)和實(shí)踐打磨，積鼎科技結(jié)合了水文的產(chǎn)流機(jī)制和水動(dòng)力的對流動(dòng)的準(zhǔn)確計(jì)算，創(chuàng)新研發(fā)CFDpro—水文水動(dòng)力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預(yù)的基于二維不規(guī)則網(wǎng)格的精細(xì)化產(chǎn)匯流模型。針對中小流域的暴雨洪水具有洪水反應(yīng)快，洪水空間分布及推進(jìn)反應(yīng)真實(shí)等特點(diǎn)，能夠一次計(jì)算同時(shí)完成洪水預(yù)報(bào)和淹沒分析，可通過雨量站的實(shí)測數(shù)據(jù)和數(shù)值氣象預(yù)報(bào)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)和演進(jìn)計(jì)算。具體特征如下所述。
· 二維不規(guī)格網(wǎng)格空間劃分
在研究對象的集水范圍內(nèi)，通過二維網(wǎng)格的形式對空間進(jìn)行離散，網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)保存高程值。
圖1 研究區(qū)域影像圖
圖2 研究區(qū)域網(wǎng)格離散圖
· 針對不同土地特征的下墊面設(shè)置
下墊面根據(jù)降雨到產(chǎn)流的不同特征分為水體、水泥地、裸土、草地以及林地等多種土地特征。根據(jù)相關(guān)的土地利用性質(zhì)影像圖資料就可方便快捷的進(jìn)行自動(dòng)映射到網(wǎng)格上，如下圖所示。
圖3 土地屬性網(wǎng)格圖
整個(gè)垂直空間的降雨截流、產(chǎn)流及下滲架構(gòu)如下表
· 靈活精準(zhǔn)的面雨量計(jì)算
面雨量的計(jì)算是根據(jù)監(jiān)測雨量的點(diǎn)的位置關(guān)系進(jìn)行空間距離權(quán)重插值。
展開 中國水資源的特點(diǎn)
中國水資源年際變化大，七大江河普遍具有連續(xù)豐水或枯水年的周期性變化，豐水年與枯水年水資源量的比值南方水資源區(qū)為3.0～5.0，北方水資源區(qū)最大可達(dá)10.0。水資源時(shí)間分配上的不均，造成北方水資源區(qū)干旱災(zāi)害和南方水資源區(qū)洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，也使南方水資源區(qū)常出現(xiàn)季節(jié)性干旱缺水。
全國水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)啟動(dòng)
近日，全國水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)工作視頻會召開，標(biāo)志著水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)工作正式啟動(dòng)。會議提出，要按照“堅(jiān)持問題導(dǎo)向、堅(jiān)持繼承與創(chuàng)新相結(jié)合、堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)”的要求，利用5年時(shí)間基本建成組織協(xié)同、技術(shù)融合、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、成果有效的水資源統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測評價(jià)制度，形成水資源狀況周期調(diào)查評價(jià)與年度更新調(diào)查監(jiān)測制度，全面掌握全國水資源數(shù)量、質(zhì)量、空間分布、開發(fā)利用、生態(tài)狀況及動(dòng)態(tài)變化。
會議強(qiáng)調(diào)，要用系統(tǒng)的觀念重構(gòu)水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)體系。要適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)的新要求和自然資源管理與國土空間規(guī)劃的需要，在充分繼承已有水資源調(diào)查工作成果和方法基礎(chǔ)上，研究水與其他自然資源之間的內(nèi)在聯(lián)系和互饋機(jī)理，從生態(tài)系統(tǒng)整體性和流域系統(tǒng)性出發(fā)，按照科學(xué)、簡明、可操作要求，創(chuàng)新構(gòu)建新體系。
會議提出，要繼承融合已有工作基礎(chǔ)，聯(lián)合多部門協(xié)同合作持續(xù)開展水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)。要充分發(fā)揮水文地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測和衛(wèi)星遙感等技術(shù)優(yōu)勢、陸海統(tǒng)籌的職能優(yōu)勢以及國土和各類自然資源最新調(diào)查成果等優(yōu)勢，拓展調(diào)查指標(biāo)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，建立統(tǒng)一規(guī)劃部署、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系、統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺、統(tǒng)一成果發(fā)布的水資源調(diào)查監(jiān)測評價(jià)制度。
會議要求，要提升對水資源生態(tài)價(jià)值的認(rèn)識，建立符合生態(tài)文明建設(shè)新要求的水資源數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”調(diào)查監(jiān)測評價(jià)指標(biāo)體系。具體包括四個(gè)方面工作任務(wù)：
一是開展全國水資源調(diào)查評價(jià)監(jiān)測。將河湖庫塘水面、冰川及常年積雪面積及變化納入調(diào)查監(jiān)測范疇，掌握全國、流域及地方各級行政區(qū)域水資源數(shù)量、質(zhì)量、空間分布、開發(fā)利用、生態(tài)狀況及動(dòng)態(tài)變化。二是建成國家水資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫和信息共享服務(wù)平臺。在已有國家地下水監(jiān)測平臺基礎(chǔ)上，加強(qiáng)水資源及其開發(fā)利用信息共享，建成國家水資源調(diào)查全口徑數(shù)據(jù)庫。三是實(shí)施重點(diǎn)地區(qū)水資源調(diào)查評價(jià)重大專題。
展開 地下水資源監(jiān)控中應(yīng)用的深水液位傳感器
地下水是水資源重要的組成部分,雖屬可再生資源,但地下水更新和自凈非常緩慢,一旦被污染,所造成的環(huán)境與生態(tài)破壞,往往長時(shí)間難以逆轉(zhuǎn)。目前中國90%的城市地下水遭受污染,已呈現(xiàn)由點(diǎn)向面擴(kuò)展的趨勢。因此,加強(qiáng)對地下水的監(jiān)控和相應(yīng)技術(shù)的開發(fā)成為一種迫切需要。
環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分，是環(huán)境管理的基礎(chǔ)和技術(shù)支持。隨著我國工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)也相應(yīng)大力發(fā)展起來。
運(yùn)用信息采集傳輸技術(shù)、水質(zhì)檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目地區(qū)的地下水的水位、水質(zhì)等信息的自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測為水環(huán)境的保護(hù)與決策提供科學(xué)的依據(jù)。
井下數(shù)據(jù)端具有多路傳感器接口，支持一體化pH、電導(dǎo)率、懸浮物、UV法COD、電極法氨氮、點(diǎn)流速儀傳感器。自動(dòng)采集、存儲傳感器的測量數(shù)據(jù)，并通過4G/5G接口傳輸至主站軟件，用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析預(yù)警。
井下數(shù)據(jù)端通過RS-485接口按設(shè)定的采集間隔讀取水文、水質(zhì)傳感器的實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)，按上報(bào)間隔通過物聯(lián)網(wǎng)接口主動(dòng)上傳至云平臺，測量數(shù)據(jù)和歷史曲線通過云平臺展示，以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測點(diǎn)位水質(zhì)、水文數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和預(yù)警。
在液位檢測中，盡管檢測方法所用技術(shù)各不相同，但可以把它們歸納為以下幾個(gè)檢測原理。
1、基于力學(xué)原理。敏感元件所受到的力（壓力）的大小與液位成正比，通過受力的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)液位高度。它包括靜壓式、浮力式和重錘式液位計(jì)。
2、基于相對變化原理。當(dāng)液位變化時(shí)，液位與容器底部或頂部的距離發(fā)生改變，通過測量距離的相對變化可獲得液位的信息。這種液位檢測儀表包括聲學(xué)式、微波式、光學(xué)式。
3、基于某強(qiáng)度性物理量隨液位的升高而增加的原理來獲得液位的信息。例如對射線的吸收強(qiáng)度、電容器的電容量等。
展開 水利研究 | 新時(shí)期水資源開發(fā)利用與管理存在問題及建議
地下水區(qū)域開采在地方缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，多為臨時(shí)開采、隨意開采，缺乏統(tǒng)一的開采規(guī)模計(jì)劃與監(jiān)督管理。同時(shí)，在遇到相對較大的能源和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，施工方會過度開采地下水，導(dǎo)致可能出現(xiàn)地面沉陷及水利工程防洪標(biāo)準(zhǔn)降低等現(xiàn)象，進(jìn)而對人們生命財(cái)產(chǎn)安全造成隱患和威脅。
（二）水資源市場配置無法實(shí)現(xiàn)
部分群眾思想觀念仍比較落后，認(rèn)為水是取之不盡、用之不竭的資源，缺乏水的經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀念，認(rèn)為水的使用是低價(jià)或無償?shù)模瑢?dǎo)致用水價(jià)格與價(jià)值出現(xiàn)偏離與不符，不僅在一定程度上造成水資源的浪費(fèi)，還對社會可持續(xù)發(fā)展帶來一定的不良影響。總體來講，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：一是水價(jià)相對偏低。在農(nóng)業(yè)用水中免征水資源費(fèi)用，水利工程供水價(jià)格相對較低，對水資源高效利用產(chǎn)生一定負(fù)面影響，甚至出現(xiàn)過渡浪費(fèi)水資源的不良現(xiàn)象。二是農(nóng)業(yè)用水在個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)的問題，部分群眾在農(nóng)田灌溉中依舊采用大水漫灌的方式澆灌農(nóng)作物，使得水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。三是缺乏節(jié)水意識。水污染防控具有明顯的滯后性，缺乏用水計(jì)量設(shè)施，農(nóng)業(yè)水費(fèi)的收取標(biāo)準(zhǔn)以畝為準(zhǔn)，出現(xiàn)用多用少費(fèi)用都一樣的現(xiàn)象，導(dǎo)致缺水和浪費(fèi)水的現(xiàn)象同時(shí)存在。
（三）體制缺乏健全性
水資源屬于自然資源，由國家統(tǒng)一管理。實(shí)踐中水資源管理難以將經(jīng)營權(quán)與管理權(quán)進(jìn)行區(qū)分，資源產(chǎn)權(quán)之間關(guān)系缺乏清晰性，水資源科學(xué)利用受到一定影響，使得水資源利用效率大幅度降低，甚至加劇水資源供需之間的矛盾。體制機(jī)制障礙急需破解，要打破利益劃分，建立明晰的水資源產(chǎn)權(quán)與使用管理，提高水行政主管部門的職能與管理效能。
（四）水資源浪費(fèi)及污染嚴(yán)重
水資源短缺現(xiàn)象十分嚴(yán)峻，但一些群眾將水當(dāng)作廉價(jià)資源，主要是生產(chǎn)生活中部分群眾使用水資源所花費(fèi)的費(fèi)用相對較少，導(dǎo)致其節(jié)水意識不強(qiáng)，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
展開 多目標(biāo)水資源系統(tǒng)運(yùn)行決策優(yōu)化的遺傳算法1
多目標(biāo)水資源系統(tǒng)運(yùn)行決策優(yōu)化的遺傳算法
方紅遠(yuǎn)1，鄧玉梅2，董增川3
(1.揚(yáng)州大學(xué)；2.國家防汛抗旱總指揮部辦公室；3.河海大學(xué))
摘 要：針對一多目標(biāo)水資源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題，本文闡述了多目標(biāo)決策遺傳算法(MODGA)的應(yīng)用。按遺傳算法原理，采用浮點(diǎn)向量表達(dá)解的結(jié)構(gòu)；并依據(jù)多目標(biāo)決策協(xié)調(diào)規(guī)劃法定義適應(yīng)度為任一目標(biāo)點(diǎn)與理想點(diǎn)的距離。對構(gòu)建的模型，文中使用的計(jì)算方法的收斂過程相當(dāng)有效，計(jì)算結(jié)果合理。
關(guān)鍵詞：多目標(biāo)決策；水資源系統(tǒng)；遺傳算法
在過去的20多年中，基于計(jì)算機(jī)的各種智能算法已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，其中遺傳算法(GA)是運(yùn)用較普遍的一種方法。這種搜索法借助于生物激勵(lì)機(jī)制，通過種群換代達(dá)到改善參與競爭的染色體的特征［1，2］。GA法是一種隨機(jī)優(yōu)化技術(shù)，它是通過產(chǎn)生準(zhǔn)隨機(jī)數(shù)代替候硯以完成解空間的搜索，隨著種群的不斷換代，前代候硯的概率分布相應(yīng)地被后代更新。雖然由于生成各代種群中染色體的隨機(jī)性能否確保達(dá)到全局最優(yōu)搜索尚無定論，但GA法的高度魯棒性以及在許多領(lǐng)域的成功應(yīng)用，仍使它成為一種具有吸引力的尋優(yōu)方法。水資源系統(tǒng)規(guī)劃與管理中的許多問題都屬于復(fù)雜的多狀態(tài)、多目標(biāo)離散化問題。多目標(biāo)決策遺傳算法(MODGA)在每一代種群的更新過程中，都能產(chǎn)生大量滿足決策指標(biāo)的權(quán)衡解，故它能給出一個(gè)較廣范圍的非劣解［5］。本文以解決這一實(shí)際的多目標(biāo)水資源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行問題為例，闡述GA法在水資源多目標(biāo)決策中的應(yīng)用。
1 系統(tǒng)概況
蘇北平原湖區(qū)水資源短缺現(xiàn)象普遍存在，供需矛盾十分突出，而已有的多級泵站提水調(diào)水成本較高，如何通過科學(xué)規(guī)劃和管理，使系統(tǒng)能有效利用天然徑流和已建工程調(diào)蓄能力，滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和航運(yùn)用水的需求，是該地區(qū)水資源合理利用的一個(gè)重要課題［7］。
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Nature Energy: 研究揭示我國電力行業(yè)水資源壓力變遷
近日，自然子刊《Nature Energy》以封面文章的形式發(fā)表了同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院張超副教授與世界資源研究所中國水項(xiàng)目小組的合作論文“Decoupling between water use and thermoelectric power generation growth in China”。研究顯示，在電力工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和多重節(jié)水政策的共同作用下，我國火力發(fā)電取水總量在2011年達(dá)到峰值后持續(xù)下降，基本實(shí)現(xiàn)了與發(fā)電量增長“脫鉤”。但由于大量新增火電產(chǎn)能西北缺水地區(qū)轉(zhuǎn)移，西部大型煤電基地所處匯水區(qū)的水資源壓力顯著上升。
無論是全球范圍還是在中國，火力發(fā)電都是繼農(nóng)業(yè)灌溉之后的第二大用水部門。不斷增長的電力需求持續(xù)刺激和推動(dòng)火電工業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張，也造成了水資源競爭日益加劇。目前，水資源風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為影響全球可持續(xù)發(fā)展的重大風(fēng)險(xiǎn)之一，而水資源稀缺也成為繼大氣污染排放、溫室氣體排放之后，電力工業(yè)面臨的又一重要環(huán)境挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的循環(huán)冷卻燃煤電廠每發(fā)一度電大約消耗兩升水，其中80%左右在凝汽器冷卻過程中蒸發(fā)。直流冷卻電廠依賴持續(xù)不斷的貫流式冷卻水源，熱效率較低的中小型機(jī)組度電取水量可達(dá)100升以上，同時(shí)排放升溫后的溫排水，是主要的水體熱污染源。我國擁有世界上規(guī)模最大的火力發(fā)電裝機(jī)，2017年總量達(dá)11.4億千瓦（含核電）,比美國高約35%。近年來，隨著“西電東輸”工程的推進(jìn)，西北地區(qū)大型煤電基地快速發(fā)展，大量新增火電產(chǎn)能向西北缺水地區(qū)轉(zhuǎn)移。火電工業(yè)空間格局的變化對水資源、水環(huán)境的影響，引起了越來越多的關(guān)注。
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河南省資源環(huán)境調(diào)查二院
單位簡介
河南省資源環(huán)境調(diào)查二院是河南省煤田地質(zhì)局所屬正處級二級事業(yè)單位，是一支集資源勘查、自然資源調(diào)查、水工環(huán)調(diào)查、環(huán)境恢復(fù)治理、生態(tài)修復(fù)、全域土地綜合整治、地質(zhì)災(zāi)害防治、地理信息、土地整治、國土空間規(guī)劃等綜合性的自然資源環(huán)境調(diào)查隊(duì)伍。
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某地塊土壤及地下水修復(fù)工程社會風(fēng)險(xiǎn)評估
（寧波市甬安社會評價(jià)研究院有限公司供稿）
—— 典型案例（四）——
某地塊土壤及地下水修復(fù)工程
社會風(fēng)險(xiǎn)評估
摘要：某地塊原為化工廠廠址，2004年8月停產(chǎn)，后該地塊被收儲并規(guī)劃為居住用地（二類）和教育用地。根據(jù)國家相關(guān)要求，需要對該場地的污染土壤和地下水進(jìn)行修復(fù)后再開發(fā)利用。土壤及地下水環(huán)境修復(fù)工程相對敏感，同類項(xiàng)目引發(fā)的社會穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)事件較多，工程實(shí)施期間有可能較長時(shí)間內(nèi)對周邊區(qū)域人民群眾生產(chǎn)生活造成影響。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估政策規(guī)定，有關(guān)單位決定實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評估，并委托我院組織開展了具體評估工作。
一、決策概況
該修復(fù)地塊面積500畝，修復(fù)對象為土壤和地下水，修復(fù)污染物為半揮發(fā)性有機(jī)污染物、揮發(fā)性有機(jī)污染物、農(nóng)藥、總石油烴（TPH）、重金屬Ni，主要采用固化穩(wěn)定化、原地異位間接熱脫附、原位熱脫附、原位化學(xué)氧化四種修復(fù)方式，由北京某環(huán)境修復(fù)有限公司負(fù)責(zé)實(shí)施。
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