河湖连通系统洪水资源多目标调度与系统风险研究

The interconnected rivers system is an important target for river health and enhancing water resource utilization. But it is difficult for the recovery type interconnected system to get enough water resources supply in the semi-arid plain region. In this project, the floodwater utilization in this type area will be studied. Take the connected area of Taoer River and Nenjiang River in Jilin province as the study area, how the flood resources can be used safely and efficiently will be studied. Firstly, within the scope of the interconnected system, analysis the space-time distribution and relationship of industrial agricultural and ecological water demand, study the water allocation model; Secondly, study the relationship of different water storage, water supply unit and water demand unit to determine the principle and regulation of flood resources utilization in the interconnected system; Thirdly, based on the principle and regulation, study flood joint scheduling of interconnected rivers system, in order to improve the efficiency of flood resources utilization；Finally, based on the research results of error distribution, identify the main risk factors of the flood resources utilization system，study the integrated risk of flood resources utilization of different stages.

江河湖库水系连通是我国优化水资源配置的重要措施，但半干旱区恢复型河湖连通系统水源保障较为困难，利用汛期过境洪水资源将有助于缓解这一难题。本项目在此类区域内开展洪水资源的分蓄调度与系统风险问题研究，以期发挥河湖连通系统的水资源存蓄优势，实现水资源配置功能。项目以嫩江与洮儿河交汇区的河湖连通系统为背景，首先分析需求系统特性；分析河湖连通系统影响区内的工业、农业和生态用水单元的用水时空特性与用水目标之间的耦合关系，建立用水量-时间-权重分配网络；其次确定调度原则：研究连通区域内不同蓄水和供水单元与需水单元的时空关联关系，确定连通系统洪水资源调控的原则与目标；然后建立调度模式与模型：基于连通系统洪水资源调控的原则与目标，研究流域洪水联合调度方式，建立调度模型，并通过水力学模型验证可行性；最后进行系统风险分析：划分洪水资源利用控制阶段，识别各阶段主要风险因子，研究各阶段洪水资源利用的系统风险。

江河湖库水系连通是我国优化水资源配置的重要措施，但半干旱区恢复型河湖连通系统水.源保障较为困难，利用汛期过境洪水资源将有助于缓解这一难题。本项目在此类区域内开展洪水资源的分蓄调度与系统风险问题研究，以期发挥河湖连通系统的水资源存蓄优势，实现水资源配置功能。项目以嫩江与洮儿河交汇区的河湖连通系统为背景，首先分析了需求系统特性，基于流域内的供水与需水的时空特征分析，确定了流域供需水耦合关系；分析河湖连通系统影响区内的工业、农业和生态用水单元的用水时空特性与用水目标之间的关系，建立了用水量-时间-权重分配网络；其次确定了调度原则：研究了连通区域内不同蓄水和供水单元与需水单元的时空关联关系，确定了连通系统洪水资源调控的原则与目标，基于用水与储水单元的风险分析与效益分析，确定各单元的阈值系统，为建立模型做好准备；然后建立了调度模式与模型：基于连通系统洪水资源调控的原则与目标，研究流域洪水联合调度方式，建立调度模型，并通过Mike11水力学模型验证了洪水资源利用系统水量分配方案的可行性；最后进行系统运行风险分析：划分洪水资源利用控制阶段，识别各阶段主要风险因子，研究各阶段洪水资源利用的系统风险，利用fault-tree与层次分析法对系统风险进行了分析预评价，并提出基于规划-预案-实施管理分阶段进行风险控制的风险控制策略。以研究区域为例：发生20年一遇洪水时，河道内可安全行洪，镇西断面入流的安全流量值为2140m3/s；实施洪水资源利用后，小洪水年份河湖连通系统总引洪量5.04亿m3，一般洪水年份河湖连通系统总引洪量8.42亿m3；较大洪水年份河湖连通系统总引洪量8.54亿m3。洪水引蓄效益可观，对区域生态恢复，农业发展十分有利。本课题研究共发表科研论文16篇，培养研究生11名，本研究成果，将对改变干旱区河湖连通系统水源保障率低，水资源综合效益难以发挥的现状起到积极的作用。