区域洪水资源可利用量评价分析

水

２００９年７月利ＳＨＵＩＬＩ学ＸＵＥＢＡＯ报第４０卷第７期文章编号：０５５９—９３５０（２００９）０７．０７７６．０６

区域洪水资源可利用量评价分析

方红远１，王银堂２，胡庆芳２

（１．扬州大学水利科学与工程学院，江苏扬州２２５００９；２．南京水利科学研究院，江苏南京２１００２９）

摘要：从洪水形成特征及其在地表径流中的特殊表现形态，以及洪水对社会经济系统发展和生态环境系统演变的作用和使用条件等角度，阐述了区域洪水资源可利用量概念。根据区域洪水资源可利用量评价目标要求，提出了从区域洪水资源量中扣除不可利用量以估算洪水资源可利用量的扣除法和将区域洪水资源利用措施当作完整系统，以安全、有效利用为目标建立优化模型进行的系统分析法；最后以海河流域北三河水系中的潮白河北京山区为例，进行了洪水资源可利用量计算与洪水资源开发利用现状分析。计算结果表明，扣除法所得３种频率（２５％，５０％．５０％）的洪水资源可利用量比系统法分别高出８．１７％、５．５４％和ｌＯ．２０％，平均相对误差约７．９ｒ７％，但两种方法结合使用可使计算结果得到互相验证，对区域洪水资源评价仍具有实用价值。

关键词：水资源；洪水资源可利用量；扣除法；系统分析法；洪水资源开发利用率

中图分类号：ＴＶ２１３文献标识码：Ａ

１区域洪水资源可利用量概念

洪水资源是流域地表水资源的一种特殊形式，是汛期降水形成的河道天然洪水径流量ｎｑ］，洪水资源利用就是对汛期大流量、高水位河川径流进行调控、分配和使用，以供生产生活和生态环境之需；由此可见，洪水资源利用是地表水资源开发利用的一种特殊方式。

从洪水资源利用和地表水资源开发利用的关系来看，凡是地表水资源开发利用需要考虑的限制因素，同时也是洪水资源开发利用需要考虑的因素。同地表水资源开发利用一样，流域洪水资源开发利用也受到“不能够利用”与“不允许利用”两个方面的制约，即首先，洪水资源开发利用受到经济和技术条件的限制，洪水资源开发利用量要低于流域水利工程调控利用能力；其次，洪水资源开发利用必须满足洪水期河道生态环境需水的要求。除此以外，考虑到洪水具有的风险特性，洪水资源利用还必须充分考虑防洪风险这一重要因素，使流域防洪风险控制在合理范围内。因此，流域或区域洪水资源可利用量可定义为在可预见的时期内，在统筹考虑生产、生活和生态用水的需要，保障流域防洪安全的基础上，通过经济合理、技术可行的措施能够调控的河道最大洪水径流量。

同地表水资源可利用量概念相似，根据洪水资源可利用量定义，汛期洪水资源也可划分为“可利用量”和“不可利用量”两个部分。洪水资源可利用量界定了一定时期内流域汛期洪水资源开发利用的极限阈值，为流域洪水资源利用评价提供了宏观的合理性判据。洪水资源可利用量也是一个动态概念，它总是相对于一定的技术水平和工程、经济条件而言的；在不同的条件下，流域洪水资源调控能力是不同的，因而在不同的规划水平年阶段，区域洪水资源可利用量是变化的。

收稿日期：２００８．１２－０７

基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重点项目（２００６ＢＡＢｌ４８０２）

作者简介：方红远（１９６３一）．男，江苏溧水人，教授，博士。主要从事水资源规划与管理方面研究。Ｅ・ｍａｉｌ：ｈｙｆａｎ９４９３６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｒｌ＿＿——７７６—－——

２区域洪水资源可利用量评价

２．１洪水资源可利用量计算方法设流域洪水资源量为形：，洪水资源可利用量为形：’，不可利用量为屹。按照流域或区域洪水资源可利用量概念内涵，以及基本水文资料条件，某（代表）年的洪水资源可利用量可按下述两种方法计算。

２．１．１扣除法由于洪水资源不可利用量主要包括汛期河道内必须满足的最小生态环境和生产用水形：，以及汛期流域水利工程难于控制利用的洪水形：两部分，即形矗＝Ｗ。ｒ＋形：。所以如果事先根据相关水文资料能估算出洪水资源不可利用量中的畦和形：，则在流域洪水资源量中扣除肜幺，即可估算出洪水资源可利用量。

肜：属于维持河道生态环境功能及满足河道内用水要求而不被允许利用的水量；形：为超过工程最大调蓄能力和供水能力，受经济技术限制而不能够被利用的洪水资源量，或者在可预见期内超出最大用水需求的洪水资源量。实际上，在同一计算时段内，河道内的水量是可以满足多种功能需求的，因此上述两部分水量应当综合考虑加以计算，故某年（汛期）第ｉ时段的洪水资源不可利用量形毛（ｉ）可表示为

形厶（ｉ）＝ｍａｘ｛彤：（ｉ），形：（ｉ）｝（１）

同理，由于畦通常包含维持河道生态基本功能需水量形刍、通河湖泊湿地生态环境需水量形乞、河口生态环境需水量形量以及河道内生产需水量（主要包括航运、景观等用水）形幺等，因此第ｉ时段的形：可按下式估算

肜：（ｉ）＝ｍａｘ｛形刍（ｉ），形２（ｉ），形磊（ｉ），驴乞（ｉ），…｝

则某年（汛期）第ｉ时段的流域洪水资源可利用量的计算公式为（２）

孵（ｉ）＝彤：（ｚ）一形矗（ｆ）＝形；（ｉ）一ｍａｘ｛Ｗ：（ｉ），形：（ｉ）｝

设年内汛期总时段数为砟，则年洪水资源可利用量为

０（３）

Ⅳ０＝＞：彤（ｉ）茸（４）

虽然流域洪水资源量形：可以根据汛期流域降雨量、降雨径流规律和洪水过程特征等因素，运用水文计算方法加以计算，汛期河道内必须满足的最小生态环境和生产用水形；也能按照一定的原则加以估算确定，但运用扣除法的关键在于必须获得不能够被调蓄控制的洪水资源量形：。当一个流域或区域在一定的社会经济和技术条件下，并且在实施一定的洪水资源化措施情况下，将其控制站的实测弃水量减去维持河道生态环境功能及满足河道内用水要求的水量畦，即可得到所需要的形：。

２．１．２系统分析法

（１）典型系统结构图。随着现代水资源开发利用过程的不断深化和完善，流域或区域内的各项水利工程设施无论在发挥的功能上还是在水力联系上，都愈来愈具有紧密联系。流域洪水资源开发利用不仅要以各项水利工程设施为基础，更需依赖各项工程在功能发挥方面的协调运作。从系统思想出发，欲使流域或区域的洪水资源开发利用获得良好效果，依然离不开水库、河渠槽蓄、蓄滞洪区等洪水资源利用方式的联合协调运行ｂ－７］。要客观合理地估算流域或区域洪水资源可利用量，就必须将区域内各项洪水资源利用措施有机地组合成一个完整的水资源系统加以分析¨］。

为了按照系统分析方法计算区域洪水资源可利用量，现依据一般流域主要洪水资源利用方式特征，建立如图１所示的典型系统结构示意图。

鉴于水库、河渠槽蓄段以及蓄滞洪区均能运用各自的蓄水容量蓄留洪水资源，故在建立系统分析模型时，均将其视为有一定容量的水库。设∥一。、Ｅ分别为水库ｉ汛期第ｔ时段初、末的蓄水量，旺。、砖分别为河渠槽蓄段汛期第ｔ时段初、末的蓄水量，而比。、∥分别为蓄滞洪区汛期第ｔ时段初、末的蓄水量。，：、，？、∥分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内来水量，ＷＳ：、孵？、ｗｓｙ分别为水库ｉ・－——７７７－・～

和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内供水量，ＷＲ：、区域或计算单元职？、珊－分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ

时段内弃水量，Ｑ：、ｏ？、Ｄ，分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、

蓄滞洪区在第ｔ时段内出水量，ＷＬ：、耽？、耽？分别为水

库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内供水的缺水

量，ＡＷＳＲ：、ＡＷＳ∥分别为水库ｉ第ｔ时段内向河渠槽蓄啪河渠槽蓄

段，

段和蓄滞洪区的弃水量，ＡＷＳＷ？为第ｔ时段内河渠槽蓄

段向蓄滞洪区的弃水量。ＥＳ：、嬲？、耶？分别为水库ｉ和

河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内渗漏水量，Ｅ矿、Ｅ僻、

Ｅ∥分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内图ｌ水量出口／蓄一滞、水一量一出一口一区域洪水资源可利用量计算典型系统结构蒸发水量。ＷＤ：、肋？、彻＿分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、

蓄滞洪区在第ｔ时段内的需供水量。吃．。、吃。¨屹。分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内最小蓄水量，吃小吃一ｙ：．，分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区在第ｔ时段内最小蓄水量；水库最小蓄水量取死库容，最大蓄水量对应汛限水位（包括调整后的汛限水位）时的库容；河渠槽蓄段最小蓄水量取河道最小生态环境需水量，最大蓄水量取其槽蓄容量；蓄滞洪区最小蓄水量取零，最大蓄水量取其允许的蓄洪水量。ＱＪ：Ⅱ。、Ｑ２、Ｑ２分别为水库ｉ和河渠槽蓄段、蓄滞洪区的出水河段最大过流量。任意时段内水库、河渠槽蓄段和蓄滞洪区内的需供水量包括生活供水量、工农业生产供水量和生态环境供水量，对位于最下游具有入海河口的子区域，应特别考虑恰当的人海水量需求。

（２）数学模型。设水库ｉ及河渠槽蓄段、蓄滞洪区在汛期初始时刻蓄水量分别为晚、蝶、瞻，汛期计算时段数为Ｂ。则模型中的约束条件和目标函数描述如下。

①约束条件。将水库、河渠槽蓄段以及蓄滞洪区均视为具有水量调蓄作用的蓄水水库，因此可根据其在系统内部在地理位置及水力联系上的相互关系，分别建立它们的约束条件。以下是它们所受约束条件的一般形式。

水量平衡约束：

Ｅ＝Ｋ一。＋，Ｉ一０。一ＥＬ—ＥＳ。＋｛△ＷＳＲ。０△ｗｓｒ矿，｝血

０。＝ＷＳ，＋ＷＲ。＋｛ＡＷＳＲ，ｏＡｌｌｚＳ形｝。。（５）（６）

下泄流量约束：

０。≤Ｄ一（７）

库容约束：

ｙ。ｉｎ．。≤Ｋ≤‰．。

供水约束：

ＷＬ，＋ＷＳ。＝ＷＤ。（８）（９）

避免缺水与弃水同时发生约束：

ＷＬ。≤口。×ＷＤ。（１０）

（１１）

（１２）

（１３）ｂ。≤１Ｉ，／ｙ～．。ＷＲ。一ｂ。×Ｍ≤０口。＋ｂＩ≤１

决策变量非负性约束：

邪。、职。、△ＷＳＲ。、△ＷＳ暇、ＷＬ，≥０

式中：口。、ｂ。均为０一ｌ型整数变量，朋为～很大正数；ｔ＝１，２，…，矸。｛ＡＷＳＲ。０Ａ（１４）ＷＳ形｝。为水库、河渠槽蓄段以及蓄滞洪区之间的相互进入的弃水量组合值，如对于河渠槽蓄段，｛△ＷＳＲ。ｏ△ＷＳＷ，｝岫＝ＡＷＳＲ：＋△ＷＳＲ：；对于蓄滞洪区，则可表示为△ＷＳＷ：＋△ＷＳＷ：＋△ＷＳＷ？。｛ＡＷＳＲ；ｏ

・－——７７８－———Ａｗｓｗ，｝。。为流出

蓄水体的弃水量组合值，也应视具体情况确定。

②目标函数。一般情况下，区域洪水资源利用的根本目的是在各种洪水资源利用方式有效组合运用以及满足区域内各项供水需求的前提下，尽可能地减少汛期系统弃水量，达到最大化地蓄留洪水资源量。区域在洪水资源可利用量有限的情况下，由于各种洪水资源利用方式在资源用途、风险程度、规模效益等方面不尽相同，因此它们之间必然又会产生竞争性。区域不同洪水资源利用方式间的竞争性，主要体现在洪水资源有限的情况下，各种利用方式在实施恰当的技术措施之后，均能蓄留一定量的洪水资源；不同利用方式之间如何安排或调配洪水资源量，既要考虑各种利用方式调蓄洪水的技术特征、洪水资源使用方向的优先次序、洪水资源用于社会经济与生态环境方面的效益等因素，也要分析不同利用方式在滞蓄相应量的洪水资源过程中所具有的风险，以及各种利用方式的风险所导致的整个区域在洪水资源利用上的风险。

因此，为了满足建立系统分析模型的根本目的，同时也为了产生能反映各种洪水资源利用方式不同运行调度策略所具有的风险方案，可构建下列形式的目标函数（水库、河渠槽蓄段及蓄滞洪区平等协调地共同滞蓄洪水资源）。

ＴＦＴＦ

Ｍｉｎ二＝ｔ｜，ｌ∑（ＷＲ：＋ＷＲ：＋ＷＲ？＋船？）＋＇ｔＯ：∑（ＷＬ：＋阢：＋耽？＋耽－）互玎互１

埘ｌ、ｌｔ，２为权重系数，ｔ‘，ｌ＋ｔｔ，２＝１ｏ（１５）目标函数中第１项为各种洪水资源利用方式的总弃水量（即系统弃水量），第二项为系统总缺水量。

（３）区域洪水资源可利用量。从系统模型的内涵以及最优解看，区域洪水资源可利用量可以表示为系统在汛期的总供水量、各项洪水资源利用方式（即水库、河渠槽蓄段和蓄滞洪区）汛期末的增蓄水量、平原区河渠槽蓄段和蓄滞洪区的下渗水量（补充地下水）等项之和。即

０

嘛＝∑（ＷＳ：＋ＷＳ：＋ｖｒｓ８，＋孵－＋嬲？＋Ｅｓ－）＋△ｙ；。＋△昨。＋Ａ哇＋△ｙ乏酉’’’’（１６）

式中：Ａｙ；和△嵋、△睇，、△ｙ乏分别表示各项洪水资源利用方式汛期末的增蓄水量，为汛期末的蓄水量ｙ；。、略。、ｙＲＬ和ｙ乏减去汛期初蓄水量吃、圪、砖和蜡。

在我国目前水资源综合规划中，常规水资源供需平衡计算与合理配置分析，不论是在现状水平年还是规划水平年条件下，其所采用的可供水量均没有特别考虑洪水资源的利用，但可供水量显然包含汛期一部分地表径流量，只不过它们是由各项水利工程供水设施汛期在常规运行状态时调控计算所得。区域洪水资源可利用量估算必须针对相应的洪水资源利用方式的运行条件，因此，用于洪水资源合理配置分析中的洪水资源潜力应当是一定洪水资源利用措施水平时的洪水增蓄量。所以，这里将区域洪水资源利用潜力界定为在一定洪水资源利用措施水平下的洪水资源可利用量与现状洪水资源实际利用量之差。若设（年）现状洪水资源实际利用量或无洪水资源利用方式条件下区域汛期地表径流利用量为唬，则相应于一定洪水资源利用措施水平下的区域洪水资源利用潜力畔可按下式计算：

Ｗ；＝略一形名（１７）

２．２区域洪水资源开发利用评价全国水资源综合规划技术大纲①将常规地表水可利用量界定为在经济合理，技术可行，同时应满足生态环境需水和必要的河道内用水需求的前提下，通过调节控制措施可供河道外一次性利用的最大水量（不包括回归水重复利用量）；其影响因素包括自然条件、水资源特性、经济社会发展水平和生态环境状况等。

常规地表水可利用量估算时不仅需要满足保证地表水资源在自然界水文循环中能够继续得到再生和补充，不致影响到地表水资源的形成和赋存条件以保持地表水资源可持续利用的合理开发原则；而且必须保证所确定的地表水可利用量是最大可利用水量。所谓最大可利用水量是指根据水资源条件、工程和非工程措施以及生态环境条件，可被一次性合理开发利用的最大水量。从理论上讲，河川径流量

①全国水资源综合规划技术细则，水利部水利水电规划设计总院，２（１０２。・－——７７９－・——

（即地表水资源量）都是潜在的可利用量。然而，由于河川径流的年内和年际变化都很大，难以建设足够大的调蓄工程将河川径流全部调蓄起来，因此，实际上不可能把这些水量通过工程措施全部利用。此外，还需考虑河道内用水需求以及国际界河的国际分水协议等，所以，地表水可利用量应小于河川径流量。

从上述相关评价原则可见，区域常规地表水可利用量计算时，实际上已包含了一部分可以控制运用的汛期洪水，只是这部分洪水资源量是在现有水利工程设施现状防洪调度策略条件下算得的。因此，区域洪水资源开发利用现状评价可以结合常规水资源评价工作成果进行，也即在水资源评价相关成果基础上，首先评价分析区域水利工程设施现状防洪调度策略条件下的工程运行状态及其防洪效果和对水资源开发利用的影响；而后，专门针对汛期地表水可利用量计算成果，鉴别（或计算）出相应的洪水资源利用量，并称其为（年）现状洪水资源实际利用量或无洪水资源利用方式条件下区域汛期地表径流利用量，记为吮。

区域洪水资源开发利用现状水平可用洪水资源现状开发利用率（Ｒ：）表达，其涵义是现状洪水资源实际利用量与洪水资源量（形：）之比，即

Ｒ：＝哦／孵（１８）

洪水资源现状开发利用率（Ｒ：）在一定程度上可以反映区域洪水资源开发利用现状水平的高低，但洪水资源开发利用现状水平的真正评价需考虑区域现状条件下水利工程设施状况、防洪调度方案运用、区域水资源供需结构与状况、水资源开发利用技术综合水平、洪水资源利用策略以及防洪风险管理水平等诸多因素。

３实例

海河流域北三河水系的潮白河北京山区计算单元，涉及延庆、密云、怀柔以及顺义部分等县区，总面积约４７８３ｋｒｎ２，总人１２１达８０．６万人。潮白河北京山区水资源总量达１６５．３６亿０，其中地表水资源量为１６０亿ｍ３，地下水资源量为５．３６亿ｍ３。现状年相应于来水频率５０％和７５％的总需水量分别为３．１４亿ｍ３和３．３３亿１，ｉ１３；其中农业需水占６６％～６８％。

区内拥有密云和怀柔两座大型水库，其中密云水库是海河流域最大的水库，其建成后到１９８０年期间的功能定位是防洪和为工农业供水的综合利用水库，共向京、津、冀地区供水达３３０多亿ｍ３，为地区经济发展做出了巨大贡献。目前密云水库是北京市地表水的主要供水水源，多年平均供水量占北京市地表水总供水量的６０％多，在北京市整个水资源系统中具有重要的地位。密云水库死水位为１２６ｍ，相应死库容４．１９亿ｍ３；正常蓄水位１５７．５ｍ，相应库容３９．６４亿ｎ１３；为了充分利用汛期洪水资源，汛期汛限水位采用主汛期和后汛期分期控制，主汛期现行汛限水位为１５０ｍ，而考虑下游错峰调度的洪水资源化汛限水位为１５１．８ｍ，后汛期汛限水位抬高到１５４ｍ。

在计算区域范围内，密云水库下游的潮白河上建有向阳闸和苏庄橡胶坝，经设计洪水条件下的河道水力计算，向阳闸以上的河渠槽蓄容量达４．６４９亿ｍ３；苏庄坝位于潮白河上密云水库下游约４０ｋｉｎ处，属北京顺义县境内；橡胶坝建于１９９５年，建成后可拦蓄河水，壅高水位以形成景观并回补地下水，蓄水量约４５９万ｍ３，设计年回补（地下水）能力２２５０万ｍ３。

表１洪水资源利用量计算成果（单位：亿ｍ３）

计算分析中的来水量按来水频率２５％、５０％及７５％选择典型年来水过程考虑。按扣除法计算洪水・———７８０・－——

资源可利用量时以苏庄站实测出流量为控制参数进行估算分析；采用系统分析法计算时，计算区需水量按现状（２００５）和远景（２０３０）＿．－－种水平年考虑，其中相应于前者的成果用于现状洪水资源开发利用情况分析，相应于后者的成果用于洪水资源开发利用潜力分析。表１列出了研究区域洪水资源利用相关计算成果，表中洪水资源开发利用率按可利用量平均值计算，括号中数值则为根据扣除法结果计算所得，列出的系统分析法成果相应于现状需水情况。数据显示，该区域相应于２５％、５０％及７５％时的洪水资源可利用量分别为６．１３６亿ｍ３、４．５１１亿ｍ３和３．３７８亿ｍ３；现状洪水资源开发利用率达７５．１％一９０％。在２０３０规划水平年需水目标条件下，并恰当选择水库、河渠槽蓄以及滞蓄洪区等洪水资源利用措施和运行调度策略，研究区域相应于三种来水频率的洪水资源开发利用潜力分别为１．２３亿ｍ３、０．６４亿矗和０．５２亿ｍ３。

４结语

本文根据区域洪水资源利用的目标及内容要求，针对洪水资源可利用量估算提出了较实用的扣除法和系统分析法。扣除法主要依据区域洪水资源评价量和汛期出流量实测资料，使用该法必须具备足量可靠的水文资料；系统分析法是将区域洪水资源利用系统及其相应措施视为一完整的系统，以洪水资源安全、有效利用为目标，建立优化分析模型。由于两种方法的计算原则和应用条件存在差异，扣除法所得３种频率（２５％，５０％，７５％）的洪水资源可利用量比系统法平均高出约７．９７％，其主要原因在于扣除法依赖实测资料，不能如系统分析法可有效地考虑生态用水等各项需水。因此，两种方法可根据实际情况应用或结合使用，以使计算结果得到互相验证，评价成果也会更为可信。

参考文献：

［１］张欧阳，等．洪水的灾害与资源效应及其转化模式［Ｊ］．自然灾害学报，２００３，１２（１）：２５—３．

［２］向立云，魏智敏．洪水资源化一概念、途径与策略［Ｊ］．水利发展研究，２００５（７）：２４—２９．

［３］刘建卫，许士国，张柏良．区域洪水资源开发利用研究［Ｊ］．水利学报，２００７，３８（４）：４９２—４９７．

［４］许士国，刘建卫，陈立羽．通河湖库在洪水资源化中的补偿作用分析［Ｊ］．水利学报，２００５，３６（１１）：１３５９—

１３６４．

［５］邵东国，李玮，等．抬高水库汛限水位的洪水资源化利用研究［Ｊ］．中国农村水利水电，２００４（９）：２６—２９．

［６］高学平，郭磊，等．蓄滞洪区蓄水优化研究［Ｊ］．干旱区资源与环境，２００６，２０（５）：４６—５０．

［７］冯平，韩松．提高水库汛限水位的防洪风险分析［Ｊ］．天津大学学报，２００７，４０（５）：５２５—５２９．

［８］赵飞，王忠静，等．洪水资源化与湿地恢复研究［Ｊ］．水利水电科技进展，２００６，２６（１）：６一１９．

Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｕｔｉｌｉｚａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ

ＦＡＮＧＨｏｎｇ—ｙｕａｎｌ，ＷＡＮＧＹｉｎ．ｔａｎ９２，ＨＵＱｉｎｇ．ｆａｎ９２

（１．ＹａｎｇｚｌｕｍＵｍｖｅｒｓ而，，ｒａ，噼ｈｏｕ２２５００９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｎｊｉｎｇａｒ＆ａｄ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｆｉｎｇ２１００２９，Ｃｈ／ｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｕｔｉｌｉｚａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｖｉｅｗｐｏｉｎｔｓｏｆｆｏｒｍｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｕｎｏｆｆ，ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｌｏｏｄｏｎｓｏｃｉａｌｅｃｏｎｏｍｉｃｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｃｏ—ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｅｖｏｌｖｅｍｅｎｔ．Ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ

ｆｉｒｓｔｏｎｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ

ｏｎｅｉＳｎａｍｅｄａｓｔｈｅｓｕｂｔｒａｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂｙｗｈｉｃｈｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｂｌｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｉＳｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｕｂｔｒａｃｔｉｎｇｔｈｅｕｎ．ｕｔｉｌｉｚａｂｌｅｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｔｏｔａｌｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄ

ｎａｍｅｄ船ｓｙｓｔｅｍａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｒｅｇａｒｄｓｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓａｓａｎ

ｉｎｔｅｇｒａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｅｔｓｕｐａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｕｔｉｌｉｚｅｄｆｌｏｏｄｗａｔｅｒａｓｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ．ＴｏｗｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｉｎＣｈａｏｂａｉＲｉｖｅｒｂａｓｉｎ。Ｂｅｉｊｉｎｇ．１ｈｅｒｅｓｕｌｔ

ｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｔｈｅｓａｍｅｂｕｔｔｈｅｆｉｒｓｔｍｅｔｈｏｄ

ｓｉｒｅｓａｂｏｕｔ５％ｔｏ１０％ｌａｒｇｅｒ．Ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇｕｓｅｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｉｓｔｈｅｂｅｓｔｗａｙｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｕｔｉｌｉｚａｂｌｅｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｑｕａｎｔｉｔｙ；ｓｕｂｔｒａｃｔｉｎｇ

ｍｅｔｈｏｄ；ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｍｅｔｈｏｄ；ｓｙｓｔｅｍａｎａｌｙｓｉｓ（责任编辑：王成丽）一７８１—

区域洪水资源可利用量评价分析

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

引用次数：方红远， 王银堂， 胡庆芳方红远(扬州大学,水利科学与工程学院,江苏,扬州,225009)， 王银堂,胡庆芳(南京水利科学研究院,江苏,南京,210029)水利学报JOURNAL OF HYDRAULIC ENGINEERING2009，40(7)0次

相似文献(6条)

1.会议论文 高军省 小河流洪水资源可利用量的研究 2005

针对水资源短缺现状,分析了洪水资源利用中存在的问题,介绍了一种新的洪水资源利用方式——汛期选择取水.在此基础上给出了小河流汛期选择取水可利用量的估算方法,并用该方法分析计算了集水面积为19.9km2的Haishi河不同的取水上、下限流量条件下的水资源可利用量.当选择取水的上、下限流量分别取为1m3/s和0.115m3/s时,水利计划基准年(1986年)、平水年(1988年)和特旱年(1994年)的水资源可利用量依次为720.38万m3、967.14万m3和324.37万m3.

2.学位论文 曲兴辉 基于平原水库的水资源调控模式研究 2005

平原区人口稠密、经济发达、大型基础设施众多，水资源供需矛盾突出，节流开源是平原区水资源开发利用和管理的主要途径。由于平原水库本身存在蒸发、渗漏和泥沙淤积等不利因素，因而是否应该修建平原水库的问题，一度成为学术界争论的焦点。 本论文在详细分析平原水库功能特性和水资源系统结构的基础上，论证了科学规划和因地制宜修建平原水库的必要性，构筑了平原区水资源开发利用的新模式。研究了平原水库的洪水资源化问题，论述了洪水资源可利用量的具体计算方法。对滞洪型平原水库建立了洪水回补地下水的计算模型，根据影响因子，说明了平原水库水面蒸发计算方法；对综合利用型平原水库以汛限水位的动态控制减少弃水，建立了上浮下调和模糊推理两种汛限水位动态控制模式，给出了汛限水位动态控制风险率计算模型。根据平原区地表水系统与地下水系统水力联系密切的特点，构建了平原水库地表水与地下水系统联合模拟的数学模型，以分布式空间单元水力耦合为基础，采用SOR和Gauss-Seidel法迭代求解数学模型，研究了水库库周浸没的计算方法和判别标准。基于费用准则和供水量准则，建立了河流与含水层、平原水库与含水层、平原水库上下水源联合调控模型，实现地表水库和地下含水层的联合调控作用。利用大系统优化原理，将优化与模拟有机结合，建立了地表水系统和地下水系统联合调控优化模型，通过水量交换的耦合，实现整体系统的最优。根据天然径流序列的相依性和不确定性，建立了模糊带权马尔柯夫链模型预测径流量未来的丰枯变化情况，评价运行期供水水源系统的可靠性。从供水水源持续运行的角度，建立了平原水库供水水源系统风险模拟数学模型，利用数理统计方法对供水水源系统的风险进行分析和评价。以正在建设的辽河石佛寺水库枢纽一期工程为例，进行了详细的实证研究，辨证地分析了平原水库存在的问题，以扩大水资源利用量为主要目的，较为系统地架构了基于平原水库的水资源开发利用模式，获得的成果对平原水库的科学规划、合理建设、水资源开发利用和管理等方面，具有参考价值。

3.会议论文 胡庆芳. 王银堂. 杨大文 流域洪水资源利用评价的概念与方法 2008

阐述了流域洪水资源利用评价的背景和意义，指出了洪水资源利用评价应解决洪水资源量评价、洪水资源利用状况评价、洪水资源可利用量评价和洪水资源利用潜力评价四个基本问题，对洪水资源量、洪水资源利用量、洪水资源可利用量、洪水资源利用潜力等基本概念进行了阐述，建立了相应的计算方法。最后，对海河流域和四个二级区的洪水资源利用进行了评价，全面分析了流域洪水资源利用的特征，指出了今后流域洪水资源合理利用的关键问题和策略。

4.学位论文 张静 水库防洪分类预报调度方式研究及风险分析 2008

我国的地理位置及水资源的特点，决定了我国洪涝灾害频发，干旱缺水严重，水资源矛盾突出。随着人口的不断增加及社会经济的不断发展，水资源供需矛盾将更加尖锐，水资源问题将成为 21 世纪制约我国经济、社会发展的主要核心问题。为缓解区域水资源矛盾，减少洪涝灾害损失，将洪水转化为可供利用的水资源将是一个重要的治水举措。水库防洪调度作为水库控制运用的重要非工程措施之一，在保证防洪安全，增加洪水资源可利用量，充分发挥水库防洪兴利综合效益等方面发挥了重要的作用。因此，研究合理的水库防洪调度理论，在径流过程调节中充分利用洪水资源，将具有重要的现实意义。 水库防洪调度理论依据研究阶段和目的不同，可分为水库防洪调度设计和水库防洪实时调度两部分。水库防洪实时调度是运用水库的调蓄能力，利用一切有用的信息和先进的计算机技术、卫星、遥感、遥测通信设备，依据设计的调度方式及其规则和防洪参数，科学合理的调节洪水，在保障水库及其下游防洪安全的前提下充分发挥蓄洪兴利作用。可见，防洪调度设计为水库防洪实时调度提供基础、约束与依据，而防洪实时调度是防洪调度设计的实施、修正与完善。因此，防洪实时调度所依据的调度方式是否科学合理与可操作，调度规则与可利用的信息是否协调、匹配是水库防洪实时调度的关键问题。 目前，水库实时调度中所依据的常规调度方式及预报调度方式，没有考虑天气系统信息，只给出适应一种典型洪水的一套调度规则调节洪水，与可利用的信息不协调且调度规则的适应性与可操作性差。因此，充分利用气象信息，一制定多套调度规则是水库防洪调度理论发展的必然趋势。 水库防洪分类预报调度方式及其规则设计属于水库防洪调度规划设计范畴。通过分析流域历史天气系统类型与暴雨洪水过程特点，将洪水过程分类，制定应对各类型天气系统暴雨洪水的调度规则，从而达到既满足防洪要求，又能充分利用洪水资源的目的。为此，本文在原有水库防洪调度方式研究理论及方法基础上，研究了基于天气系统信息分类的水库防洪分类预报调度方式。主要研究内容和成果如下： (1) 洪水分类原理及方法研究。洪水分类是水库防洪分类预报调度方式设计的基础。本文在介绍分类理论的发展及分类方法研究基础上，将分类理论引用到洪水分类研究中，给出洪水分类的原理及分类方法，总结洪水分类研究体系。依据洪水分类体系确定本文研究内容，为水库防洪分类预报调度方式设计提供理论基础。 (2) 设计与实施分类预报调度方式可行性分析。天气系统识别及洪水预报信息的精度是设计与实施水库防洪分类预报调度方式的关键。为此，本文对天气系统识别的有效性及可利用性进行了分析，并结合实例分析了洪水预报误差对调度规则制定的影响。通过结果分析，总结出洪水预报信息可利用性准则。在设计与实施水库防洪预报调度方式基本条件基础上，总结出水库设计与实施防洪分类预报调度方式的基本条件。 (3) 不同资料输入状态下洪水预报方法研究。实施水库防洪分类预报调度方式，要求洪水预报模型或方法能够在不同资料输入状态下提供洪水预报信息。而以往利用洪水预报信息时，是在假设遥测系统能够获得全部雨量信息的前提下进行的，忽略了输入信息收集的不完备程度。因此，本文从洪水预报输入信息获得的不完备程度出发，给出了不同资料输入状态下的洪水预报方法。针对最恶劣状况，即遥测系统全部出错，流域内只有坝前水位、流量信息可得时，本文提出了改进的相应涨差模型流量预报方法及流量预报修正公式。文中以大伙房水库为例说明洪水预报方法的预报精度及在水库实施防洪分类预报调度方式中应用的可行性。 (4) 基于影响暴雨天气系统信息的洪水分类方法研究。根据特定流域内产生暴雨的天气系统具有相对稳定的规律及其形成的暴雨洪水具有确定性关系的特点，研究基于影响暴雨天气系统信息的洪水分类方法。结合大伙房水库、碧流河水库实例，分析洪水分类的过程及方法，并验证洪水分类结果的合理性。 (5) 水库防洪分类预报调度方式及其规则设计。在分析水库设计与实施防洪分类预报调度方式必要性的基础上，基于水库防洪分类预报调度方式设计的基本理念及假定，给出设计水库防洪分类预报调度方式的步骤和方法。以大伙房水库、碧流河水库为例，制定其分类预报调度规则，计算在满足水库防洪要求前提下，水库可能抬高的最高汛限水位。 (6) 水库防洪分类预报调度方式设计的风险分析。风险分析是水库防洪分类预报调度方式设计与实施的关键。在传统水库调度风险分析方法基础上，本文首先提出基于三角模糊数的洪水预报及水库调度模糊综合风险分析方法，然后基于不同类型典型洪水过程选择是分类预报调度方式相对预报调度方式增加的风险因素，在水库防洪预报调度方式风险分析研究基础上，分析不同类型典型洪水过程选择的代表性问题，结合实例分析设计与实施水库防洪分类预报调度方式的风险。 最后对全文作出总结，对有待进一步研究的问题进行展望。

5.期刊论文 曹永强. 殷峻暹. 胡和平. Cao Yong-qiang. YIN Jun-xian. HU He-ping 水库防洪预报调度关键问题研究

及其应用 -水利学报2005,36(1)

为使水库防洪功能与兴利功能尽可能结合起来,更好地提高洪水资源利用率,本文探讨了利用水文和气象等预报信息来指导水库实时调度.研究了实施防洪预报调度方法的内涵、机理、需要满足的基本条件等几个关键问题,结合碧流河水库的应用实例来说明该方法的实用性和可行性.实例证明,碧流河水库采用以累积净雨总量控制的防洪预报调度运用方式,可提高洪水资源可利用量约4000万m3.

6.学位论文 李维忠 邹平城区雨水资源开发利用研究 2008

随着社会经济迅速发展和城市化进程的加快，城市雨水资源利用将在21世纪具有不可替代的作用，雨水资源利用势在必行。我国正处在城市化、工业化的高度发展时期，对城市雨水利用理论和技术的研究，并将其在城市水环境规划中推广应用，将具有深远的历史及现实意义。城市雨水资源化的基本原则是：在综合评价城市可利用雨水资源量的基础上，考虑在技术上可行、经济社会生态环境综合效益最大的前提下，制定相应的政策和规定，尽可能采取工程措施，高效地利用雨水资源，增加城市可利用水源，缓解城市水资源供需矛盾：有效地进行雨洪控制，尽可能减小城市防洪排涝负担，最大程度地减轻城市雨洪灾害的损失。 本文根据城市所在流域实测降雨径流资料推求流域降雨径流系数，并通过城市雨洪水资源可利用量分析计算及城市雨水资源可实现潜力分析计算对邹平城区进行雨水资源化潜力评价，提出水资源陆空协同系统及雨洪水资源开发利用模式。本文在对雨水资源化等概念阐述基础上，构建城市雨水资源化综合效益评价模型和评价指标体系，同时对雨水资源利用的环境风险进行评价，并以邹平县为例进行实证研究，研究结果表明，充分利用雨洪水，不仅具有环境生态效益和社会效益，还有巨大的直接和间接的经济效益。通过对城市径流雨水中各种污染物的监测和分析认为，利用雨水回灌地下水不会对土壤和地下含水层造成污染和不利影响，从而为实现雨水资源持续高效利用和保证生态环境健康发展奠定基础。

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_slxb200907002.aspx

下载时间：2009年10月18日