水的文摘,第41卷,第4期

发布时间:2022-02-25 访问量:2100

新闻报道:

水利部启动珠江流域压咸补淡保供水保障元宵节期间珠江三角洲供水安全

来源:水利部网站

本站讯 213日,国家防总副总指挥、水利部部长李国英主持专题会商,视频连线广东省政府和水利部珠江水利委员会,分析研判珠江流域供水、来水、咸(潮)情形势,安排部署抗旱、压咸补淡保供水工作。李国英强调,旱情、咸情就是命令,要强化水情、工情、咸(潮)情监测分析研判,及时精准实施压咸补淡应急补水调度,落实各项供水保障措施,全力保障元宵节天文大潮期间珠江三角洲城乡居民生活用水安全。水利部副部长刘伟平、广东省副省长孙志洋分别在北京、广州参加会商。

李国英指出,去冬以来珠江流域西江、东江来水持续偏少,预测后期来水仍将偏少;元宵节期间珠江口将发生天文大潮,并遭遇67级东北风,咸潮上溯强劲;春节后农民工陆续返城返工,供水需求增多,一少一强一多三个因素耦合,珠江三角洲供水形势严峻。

李国英要求,要准确研判元宵节期间珠江口咸潮上溯影响的范围和程度,精准演算咸潮影响供水时间和应急补水水头到达取水口所需时长,确定压咸补淡应急补水的启动时间和流量,确保有效压制咸潮,保障珠三角重要城市引水安全。要及时向有关地方政府、部门通报补水调度情况,提醒航运、岸边及水上作业等相关部门、人员注意安全,加强沿途取水口门管理,保证压咸取得成效。各相关取水口管理单位要加强应急水质监测,确保取水含氯度等指标达到国家标准,抓住时机抢蓄优质淡水。作为第三道防线的西江、东江流域远端水库要做好统筹调度,及时为参与此次压咸补淡应急补水的骨干水利枢纽(第二道防线)补充水源,准备应对后续可能发生的咸潮。

根据会商意见,珠江防总办公室13日下达调度指令,启动珠江流域西江、东江压咸补淡应急补水,要求西江大藤峡水利枢纽1317时起出库流量按平均不低于3500立方米每秒控制,北江飞来峡水利枢纽14日起出库流量按日均不低于300立方米每秒控制配合西江水库群;东江水利枢纽14日起出库流量按日均280立方米每秒左右控制,全力压制珠江口咸潮,保障元宵节天文大潮期间珠江三角洲地区供水安全。

 

刘伟平调研指导广东福建抗旱保供水工作

来源:水利部网站

本站讯 202229日至12日,水利部副部长刘伟平赴广东、福建省调研指导抗旱保供水工作。他强调,要按照李国英部长在抗旱专题会商会上的部署要求,锚定确保香港、澳门、金门供水安全,确保珠江三角洲和海峡西岸经济区城乡居民生活用水安全的目标,坚持超前应对、实化措施、坚守底线的原则,落实抗旱四预措施,筑牢当地、近地、远地供水保障三道防线

刘伟平深入广东省珠海、广州、东莞、河源和福建省漳州、泉州、厦门等地供水保障一线,实地查看了城市取水口泵站取水、供水工程运行、抗旱应急工程建设、骨干水库蓄水及调度等情况,分别与广东、福建两省政府负责同志及水利厅、地方政府主要负责同志进行了座谈交流。

刘伟平充分肯定了广东、福建省和珠江水利委员会前期开展的抗旱保供水工作,并强调推进粤港澳大湾区和海峡西岸经济区建设都是国家战略,经济发达、人口稠密、用水需求大,对港对澳对台供水保障任务要求高,加上当前冬奥会正在举行、全国两会召开时间临近,要切实提高政治站位,充分认识到做好抗旱工作,对保障平稳健康的经济环境和国泰民安的社会环境的重要意义,抓紧抓细抓实各项抗旱保供水工作;要加强雨情、水情、旱情、咸情的预报预警,预演不同调度方案的目标节点流量、压制咸潮效果,动态调整调度方案,精细调度当地、近地、远地三道防线水库,确保城乡供水安全;要远近结合,从流域、省级层面谋划骨干水网,做好水资源配置工程前期论证工作,加快推进工程建设,从根本上解决水资源分布不均和配置能力不足的问题;要坚持防汛抗旱两手抓,严防旱涝急转,扎实做好备汛工作,加强汛前检查和风险隐患排查,精准补齐短板,加快水毁工程修复进度,坚守防汛保安全的底线。

水利部水旱灾害防御司、水资源管理司和信息中心、珠江水利委员会有关负责同志参加调研。

 

陆桂华调研指导部科技推广中心

来源:水利部网站

本站讯 211日,水利部副部长陆桂华赴部科技推广中心(以下简称推广中心)调研指导,看望慰问干部职工,听取工作汇报,并就下一步工作提出要求。

陆桂华指出,2021年,推广中心深入学习贯彻习近平总书记十六字治水思路和关于治水重要讲话指示批示精神,扎实开展党史学习教育和三对标、一规划专项行动,紧紧围绕推动新阶段水利高质量发展六条实施路径技术需求,不断推进科技成果转化推广和科普等工作取得新进展,内部管理进一步规范,业务领域不断拓展,为水利科技管理工作提供了有力支撑。

陆桂华强调,水利科技工作责任重大,水利高质量发展离不开水利科技基础支撑,全国水利工作会议对科技工作作出了明确部署。陆桂华要求,推广中心要进一步加强顶层设计,明确工作目标,制定中长期发展规划,抓好贯彻落实。一要坚持以需求为导向,紧密围绕以先进实用技术推广应用支撑水利高质量发展这一中心任务,切实抓好智能化科技成果信息平台建设。二要坚持以问题为导向,创新思路,不断提升技术示范项目的带动作用和显示度。三要在水利标准化工作上下功夫,积极推进先进科技成果转化为技术标准。四要抓好水利科技人才专家库建设,做好专家库更新维护,将行业一线的专家学者及时纳入,提高专家库覆盖率。五要持续加大青年干部培养力度,全面提升干部队伍整体素质。

国际合作与科技司主要负责同志及有关人员、人事司有关负责同志参加调研。

 

细数2022生态环境重点工作,水环境治理少不了三大任务!

来源:环保在线

导读:生态环境重点工作来了!水环境治理工作上有什么重要提示?

近来,2022全国生态环境保护工作会议成功召开、水利部2022水资源管理工作要点公开发布,各个地方也对环境保护工作做出了新的部署。

其中,水环境治理工作作为环境治理的主要内容之一,位置突出。

重点任务一:黑臭水体整治

生态环境部在上个月举行的新闻发布会上表示,目前我国90%以上的黑臭水体已经较好解决了黑臭问题。而今年全国生态环境保护工作会议中,可以明确感知到一个信号,黑臭水体治理依然会是2022年的重点工作。

黑臭问题基本消除,为何还要将其作为重点工作来抓?此前环保在线的文章【黑臭水体要脱胎换骨绣花功夫少不了】中已经提示,目前的黑臭水体问题仍未脱离根本原因,要彻底解决黑臭水体,还要下苦功夫。未来要在黑臭水体上打的仗,不是阻击战,而是歼灭战!

 

重点任务二:重点流域水生态环境保护、排污口排查

流域水环境治理的关注度不断高涨的同时,《十四五重点流域水环境综合治理规划》也已先行下发,流域治理迎来了新一剂猛药。流域治理将在国家政策的引领下,步入高速轨道。

文件表示,重点流域地区要在十四五期间形成较为完善的城镇水污染防治体系,深入推进雨污分流工作,加强入河排污口整治。严守生态保护红线、环境质量底线和资源利用上线。区域协同治理将成为未来流域水生态环境治理的重要内容,将继续完善流域治理体制机制,创新流域综合管理与协同治理机制。

 

重点任务三:海水养殖污染防治

加强海水养殖生态环境监管、实施养殖排污口排查整治,助力海水养殖业绿色健康发展。

今年相关部门将继续加强海水养殖生态环境监管,以推动解决地区海水养殖业带来的环境污染和生态破坏问题,为海洋生态环境稳定与提升打牢基础。海水养殖集中区辽宁、福建、广东等地将逐步形成更为绿色低碳化的海水养殖体系。

海水养殖业要绿色发展,向生态友好型转变升级,国家鼓励各地统一收集处理养殖尾水,设置统一的排污口,健全监督管理机制,并开展临近海域环境监测。

当然,除了上述三点,水资源管理、河湖修复、地下水超采等也都是今年准备唱响的重头戏。

《水利部2022水资源管理工作要点》中明确:将进一步提高水资源管理的精细化水平,深化多方面的水资源管理改革,提升水资源管理能力与水平;开展母亲河复苏行动,制定一河一策”“一湖一策分类开展河湖复苏行动;强化地下水超采治理,推动相关行动方案印发实施,落实水生态协调发展任务……

环保界持续聚焦的同时,水环境治理得到再次深化,并将继续被摆在生态环境保护的主要位置上。

 

水环境提升为何先向污水资源化利用开刀

来源:环保在线

导读:当前,污水处理占据水环境提升发展的根据地,水资源化热度也在逐步攀升。提到水环境提升就必然绕不开资源化利用?

当前,污水处理占据水环境提升发展的根据地,水资源化热度也在逐步攀升。

前不久发布的《关于加快推进城镇环境基础设施建设指导意见》中再次明确,污水处理及资源化利用是环境提升的一大关键。文件提出,2025年,新增污水处理能力2000万立方米/日。

据住建部此前公开发布的2020年城乡统计年鉴数据显示,截至2020年,全国范围内污水处理厂存有1万多个,处理能力达到2700多万立方米/日。但,在各省市的污水排放与处理间仍存有部分缺口。我国的污水处理水平已然得到了较大提升,但从整体来看,发展程度还不够,还有提升空间。污水处理的提升空间,就是水环境向好发展的抓手。

在国家地表水考核中,2021年贺州市的水环境质量得到提升,考核排名向前跃升15名。贺州市在污水处理中的总投资超26亿,持续对污水处理的重难点工程展开攻坚。如,未整治前被称为臭水塘的爱莲湖公园,污水处理能力滞后的农村生活污水治理,大幅改善水体环境,增强水体自我恢复与自净能力。

看到了污水处理的紧迫性与必要性,也看到了污水处理能力提升带来的环境改善,地方、企业等多方力量形成合力,污水厂改造、建设等相关项目层出不断。刚刚过去不到30天的 时间里,有关污水处理的超10亿项目就超5个。包括四川省营山县城东污水处理厂及县城雨污分流配套设施建设特许经营项目、贵州省遵义市仁怀市中心城区及北部乡镇水环境综合治理建设PPP项目等。

因此,水环境提升,必将催化污水处理行业的发展,污水处理市场或也将再次拔高成长估值。

水资源化,尤其是污水资源化是当前水环境提升的重要抓手。

资源化是一种迎合可持续发展、发展循环经济的有效战略举措,其对于缓解水资源供需矛盾、减少水污染、保障水生态安全等多方面均具有重要意义。

我国的水处理行业已经步入高速发展阶段,但,这并不代表我国不缺水。日常生产生活中的大量水资源若能被循环利用起来,也能成为城市的重要水资源供给来源,助力社会可持续发展。

进一步来说,当前水资源化的重心还是污水。

此前,十部门联合发文推动污水资源化利用,不论是城镇、工业还是农业农村领域,都要深入、系统地开展污水资源化利用,缺水地区和水环境敏感区域为重点,城镇生活污水资源化利用为突破口,以推动我国污水资源化利用高质量发展,从而促进解决水资源短缺、水环境污染、水生态损害等问题。

走入十四五的第二年,环境整治的队伍越来越壮大,最近,五项污水资源化领域的国家标准、《工业废水循环利用实施方案》等政策标准接连发布。它们都为未来的水环境提升工作提供了良好的前提条件。水处理行业的机会清单正越列越多,面向污水处理及资源化利用的水环境提升工作将步入新舞台!

 

学术会议:

第十八届中国铸造协会年会

中国上海市   20220515日-20220518

一、会议信息

世界交通运输大会(World Transport Convention,简称WTC)是经国务院批准,由中国科学技术协会、交通运输部、中国工程院主办,中国公路学会承办,国内外交通运输科技组织共同支持的国际性会议。2022世界交通运输大会拟于20226月在武汉举行。

 

二、重要日期

会议召开时间: 2022-6-13    2022-6-16

论文提交日期: 2021-10-11     2022-1-23

 

三、会议论文

征文范围

公路工程、桥梁工程、隧道工程、交通工程、运输规划、水上运输、轨道交通、航空运输、交叉学科等领域,涉及学术研究、科技创新、经验总结、工程实践及产业发展等内容的论文全文或长摘要,中英文均可。

征文要求

1.本次征文的目的是鼓励学术交流,未发表或已发表的论文均可投稿,通过评审后可参会并做报告。

2.未发表的论文可全文投稿或以长摘要形式投稿,全文投稿论文应具有真实性和原创性,不得与已发表论文或已提交其他期刊及会议、处于审核状态的论文有实质性的内容重复。

3.已发表的论文须以长摘要形式投稿。

4.投稿论文全文及长摘要请勿涉密,文责自负。

5.投稿论文全文字数宜控制在5000字以内,长摘要字数宜控制在1000字左右。

6.每篇论文及长摘要至少一位作者须到会进行报告交流。

论文收录与出版

1.大会将公开出版发行《2022世界交通运输大会论文集》,制作电子版《2022世界交通运输大会论文摘要集》。

2.全文投稿可选择收录至论文集并做报告交流”“收录至摘要集并做报告交流”“仅做报告交流三种形式之一;长摘要投稿可选择收录至摘要集并做报告交流”“仅做报告交流两种形式之一。

3.论文集论文作者可自行选择是否被中国知网CNKI检索。

4.大会将从录用的全文投稿论文中评选优秀论文。

投稿与参会流程

1.投稿前请在大会官网我要投稿下载中心下载全文或长摘要投稿模板。

2.投稿请通过大会官网我要投稿进行。投稿前请先注册账号;已注册的可直接登录投稿。

3.投稿时请根据论文研究领域选择相应的WTC学部或细分学科及技术委员会。

4.投稿作者在收到大会录用通知后,请及时缴纳参会费用以确保正常参会交流。

5.邮箱作为投稿作者注册参会和提交论文的唯一身份凭证,请务必使用同一邮箱以实现论文和参会作者的关联。

6.为鼓励更多作者到会交流,每个注册账号限投2篇。

 

四、联系方式

联系人:世界交通运输大会执委会

联系电话:010-64288863

电子邮件:wtcacademic@9811.com.cn

其他联系方式:WTC咨询QQ群:875698013 大会官网:www.wtc-conference.com

 

中国材料大会2022

中国广东深圳   202278日-2022712

一、会议介绍

中国材料大会是中国材料研究学会的最重要的系列会议,每年举办一次。大会宗旨是为我国从事新材料科学研究、开发和产业化的专家、学者、教授、科技工作者、政府有关的管理部门和领导、企业家及其它相关人员搭建一个交流平台,交流和共享材料研究的最新成果,达到互相促进共同提高的目的,并提高新材料在我国国民经济和社会发展中的地位和作用。

 “中国材料大会2022”定于202278-12日在广东省深圳市深圳国际会展中心召开,会议由中国材料研究学会发起并主办。征文内容涵盖能源材料、环境材料、先进结构材料、功能材料、材料基础研究等材料领域。同期举行:国际材料论坛、前沿热点青年论坛、大湾区特色材料论坛、材料教育论坛以及国际新材料科研仪器与设备展览会。

官网链接https://cmc2022.scimeeting.cn

 

二、重要日期

会议召开时间: 2022-7-8    2022-7-12

作者注册日期: 2021-12-24    2022-7-11

 

三、联系方式

联系人:贾老师

联系电话:010-68710443

电子邮件:cmc_public@126.com

联系人:王老师

联系电话:15611013638

电子邮件:cmc_public@126.com

 

招聘信息:

中山大学理学院诚邀全球英才加盟!

学校介绍

中山大学由孙中山先生创办,有着一百多年办学传统,是教育部直属双一流高校(首批985211重点高校)。现由广州校区、珠海校区、深圳校区三个校区、五个校园及十家附属医院组成,已形成三校区五校园办学格局。学校不断追求学术创新,以国际视野开放办学,现已形成了综合性、研究型、开放式的特色。

中山大学三个校区各有重点,广州校区挖潜力,着重发展文理医传统优势学科;珠海校区提增量,围绕一流滨海校区的目标和深海、深空、深地、深蓝学科发展需要,着力服务国家海洋强国战略、空间科学战略、一带一路建设;深圳校区管未来,着重打造医工科融合发展的学科发展体系,着力服务粤港澳发展战略,奠定未来学校迈进世界一流大学前列的战略基础。

中山大学理学院成立于20212月,根据中山大学建设世界一流大学的战略目标,学院形成了德才双修顶天立地,知行合一勇立潮头的学院文化,制定了平台引才、事业聚才、产研育才的人才引进方略和强根基、善求索、勇创新、攀高峰的人才培养方针。

理学院将发挥高等院校创新主体作用,瞄准世界科技前沿,以重大基础研究项目为抓手,以高水平科研平台为支撑,设置粒子物理与原子核物理”“加速器物理与设计”“核探测器与核电子学”“等离子体物理”“医学物理”“应用数学6个研究方向。

为聚天下英才,建一流队伍,现诚挚邀请全球优秀学者加入中山大学理学院。

 

招聘学科领域与方向

1.加速器物理与技术:加速器束流物理、磁铁、真空、机械、辐射防护等加速器相关专业;

2.等离子体物理:强场激光技术、等离子体加速、新型强辐射源、超导超强激光技术等激光等离子体相关专业;

3.粒子物理理论与实验:理论物理、粒子物理实验数据分析、成像和数据获取软件设计等粒子物理相关专业;

4.核探测器与核电子学:粒子物理探测器、新型探测器技术、核电子学等核探测器与核电子学相关专业;

5.医学物理:核医学诊断、治疗,辐射剂量计算和探测等相关专业;

6.基础数学、应用数学、计算数学、统计学等相关专业方向。

 

招聘岗位

01百人计划引进人才

1.领军人才:从事具有重大创新性、发展前景以及关键共性技术研究工作,并取得具有重要创新和重大影响的标志性成果。在国内外具有重要影响力、学术地位和学术水平与此相当,或者在人文社会科学领域具有卓越学术成就。年龄不超过50周岁。 

2.中青年杰出人才:中青年杰出人才:具有特别优秀的科学研究和技术创新潜能,研究方向具有重要创新前景,获得国内外认可的专业成就,取得国内外公认的科研成果。理工科类,年龄不超过40周岁。

3.青年学术骨干:具有活跃的创新思维、较强的创新能力和突出的发展潜力,取得高水平、创新性的专业成就。理工科类,年龄不超过35周岁。 

4.青年优秀人才:教育科研背景良好,具有活跃的创新思维和较好的发展潜力,需取得最高学历不满3年,年龄不超过35周岁。

02、专职研究人员

1.特聘研究员:在国内外高校、研究机构具有博士后、讲师或者助理教授工作经历的人员;原则上取得不少于3项的代表性成果,成果特别突出者数量可适当减少;有主持或参与省部级以上项目经历申请者优先考虑。年龄不超过38周岁。

2.特聘副研究员:在国内外高校、研究机构经历过严格的学术训练,具有较大学术潜力;原则上取得不少于2项代表性成果,成果特别突出者数量可减少到1项;年龄不超过38周岁。

3.博士后:年龄在35岁以下,获得博士学位不超过3年,具备较高的学术水平和较强的科研能力的国内外优秀博士。

 

聘用流程

1.申请人报名:申请人与学院人事秘书联系,按要求向理学院提交应聘材料;

2.院系审核面试:学院人才引进小组对申请者进行全面评价并审议,通过者报学校审批;

3.学校审批;

4.学校聘任;

5.办理报到手续,签订聘用合同。

 

联系方式

联系人:裴老师

联系电话:86-755-23260090

联系邮箱:peidan3@mail.sysu.edu.cn

联系地址:广东省深圳市光明区中山大学理学院

 

中科院软件所软件工程技术研究开发中心项目管理工程师招聘启事

中科院软件所成立于198531日,是一所致力于计算机科学理论和软件高新技术的研究与发展的综合性基地型研究所(详情请查阅软件所网页http://www.iscas.ac.cn)。因工作需要,中科院软件所软件工程技术研究开发中心,现公开招聘项目管理工程师1名: 

一、岗位名称:项目管理工程师(1)

 

二、岗位职责:

1、负责日常项目管理工作,包括项目申报、项目执行、结题验收等项目全周期管理工作。

2、可以对项目的需求、计划、质量、成本和人员进行有效的控制,并且定期汇报项目管理的工作状况。

3、能够独立带领项目团队实施计划,组织和协调相关的开发以及进度管理等工作,保证计划的成功执行。

4、能够与项目相关方及相关合作部门进行积极有效的沟通。

5、主导项目需求开发、需求分析、需求变更控制;项目风险控制,及时发现问题,采取有效预防措施,跟踪监控问题的解决。

 

三、招聘条件:

1、硕士以上学历。

2、较强的独立工作能力,认真负责,积极主动,办事利落细致,工作效率高,条理性强。

3、有国家级科研项目的申报和执行经验,具备扎实的文字功底和材料分析能力。

4、对项目管理有深刻理解,熟悉项目管理流程和方法,擅长需求管理和控制,具备良好的沟通能力和解决问题的能力。

 

四、应聘材料投递:

应聘者请将本人简历发送至:luwen@otcaix.iscas.ac.cn,邮件名称为姓名+应聘项目管理

 

五、面试:

研究所按招聘条件对申请者进行资格审查,并在收到材料的一个月内通知初审合格者前来面试。资格审查未通过者,恕不另行通知。本招聘有效期至招到合适人员为止。

 

六、待遇:

本岗位属项目聘用,工资待遇按工作业绩以及中科院软件所相关管理规定执行,优秀应聘者待遇从优。

 

学术期刊:

Ocean EngineeringVolume248

Ice accretion for ships and offshore structures. Part 2 – Compilation of data

The vortex-induced vibration of an elliptic cylinder with different aspect ratios

A comprehensive framework for assessing navigation risk and deploying maritime emergency resources in the South China Sea

Vessel relocation strategy for multiple steel catenary riser fatigue damage mitigation

Multi-strategy fusion based on sea state codes for AUV motion control

Ship weather routing optimization based on improved fractional order particle swarm optimization

Conceptual design of a long-range autonomous underwater vehicle based on multidisciplinary optimization framework

Anti-disturbance leader–follower synchronization control of marine vessels for underway replenishment based on robust exact differentiators

Multi-step forecasting of ocean wave height using gate recurrent unit networks with multivariate time series

A sequential random forest for short-term vessel speed prediction

Observability analysis for a cooperative range-based navigation system that uses a rotating single beacon

Numerical study on the force distribution on cylindrical structure by internal solitary wave and its prediction with Morison equation

Random wave forces on the submerged box-girder superstructure of coastal bridges based on potential flow theory

Load utilisation (LU) ratio of monopiles supporting offshore wind turbines: Formulation and examples from European Wind Farms

Study on hydrodynamic performance of a horizontal axis tidal turbine with a lobed ejector

Development of a coupled genetic algorithm and empirical typhoon wind model and its applicationReliability-based fixed-time nonsingular terminal sliding mode control for dynamic positioning of turret-moored vessels with uncertainties and unknown disturbances

Boussinesq modelling of near-trapping in a four-cylinder array

 

部分期刊最新目录

Advances in Water Resources: http://www.sciencedirect.com/science/journal/03091708
Applied Ocean Research:
http://www.sciencedirect.com/science/journal/01411187
Hydrology and Earth System Sciences: 
http://www.hydrol-earth-syst-sci.net/recent_papers.html
Journal of Sea Research: 
http://www.sciencedirect.com/science/journal/13851101
Journal of Shipping and Ocean Engineering: 
http://www.cqvip.com/qk/71223X/
Marine Environmental Research: 
http://www.sciencedirect.com/science/journal/01411136
Ocean Engineering: 
http://www.sciencedirect.com/science/journal/00298018
Water, Air, & Soil Pollution: 
http://www.springerlink.com/content/0049-6979/
Water Research
http://www.sciencedirect.com/science/journal/00431354
Water Science and Engineering: 
http://www.waterjournal.cn:8080/water/EN/volumn/home.shtml

 

网络精华:

南水北调工程中Copula熵的应用

(摘自:https://wap.sciencenet.cn/blog-3018268-1323492.html)

引言

今年是南水北调工程全面通水7周年。七年来,这项当今世界最大的水利工程已使包括北京超1300万人在内的人口受益,极大地改善了受益地的社会和生态 [1]。工程从汉江流域的丹江口水库调水,就需要对该流域的水文特征有深入的研究和掌握,才能最大限度地利用水资源。径流量预测模型作为一种基本的水文模型,在调水过程中发挥着基础性、源头性的作用,回答着下个月有多少入库来水?这样的基本问题。如何准确预测径流量呢?就需要构建符合自然规律的径流量预报模型。而Copula熵这一数学工具,在发现水文规律进而构建科学合理的预报模型中发挥了关键作用。

南水北调工程和丹江口水库

汉江是长江中游最大的支流,自西向东流经陕西和湖北两省,在武汉市注入长江。丹江口水库位于汉江干流上游,是南水北调中线工程的水源地,初期兼具防洪和发电等功能,现供水已成为其第一位的兴利功能。汉江流域大多为高山丘陵,属北亚热带季风气候区,降水量大,径流深。径流水源大部分来自夏秋季汛期(5-10月)降水,大约要占到全年径流量的78成左右,这其中,79月比重最大 [2]。考虑到其良好的水文特征,南水北调设计者经过大量勘查后,最终选择了丹江口水库作为中线战略水源地,向京津冀地区的城市供水。

丹江口水库调度

基本情况

丹江口水库的最主要设计功能就是防洪和供水,也有发电和航运等其他功能。最初,作为汉江流域控制性水利枢纽,防洪是其首要避害任务;而作为南水北调的战略水源地,供水是其首要兴利任务。避害和兴利是互补的关系:水库拦截下来的汉江汛期洪水,绝大部分都成为供水水源,仅少部分下泄到汉江中下游作为补偿性供水。根据南水北调中线工程设计成果,丹江口水利枢纽多年平均补偿汉江中下游下泄水量及清泉沟供水量合计为168.50亿m3,其中,清泉沟多年平均供水6.28亿m3,陶岔多年平均供水量94.93亿m3 [3]

水库调度模型

经过多年研究和实践,南水北调中线形成了科学专业的供水调度方式 [3],以满足不同的用水需求: 每年的调水周期在10月底汛期结束时开始,根据丹江口水库不同预见期的预报来水,考虑不同供水需求,按照库水位的高低,以供水调度线的控制水位为调度工具,进行分区调度,在保证水库安全的前提下,尽可能的蓄水和供水。安全第一,量入为出。供水调度因此会制定形成年度计划和月度方案,并随时进行调整。

入库径流量预报

预报的作用

来水预报位于供水调度逻辑链条的起始端,是其他调度动作的先决条件。因此,水库入库径流量的准确预报是水库科学管理和优化调度的基本依据。若调度不当,将非常不利于水库安全、中下游防洪安全以及南水北调中线工程的正常运行。因此,准确的径流量预报模型是南水北调工程运转的前提,通俗的讲,只有知道了每个月会有多少水量入库,才知道有多少水可以供应调度,只有预报的准确了,才会最大限度地利用水资源,而预报的不准确就会造成浪费,甚至危及工程安全。而由于汉江汛期水量比重大的特点,汛期的径流量预报又是评价预报模型准确性和实用性的主要考量。

预报模型的构建

水库来水量的预报,受气象、水文地质等多种因素的影响,模型的构建也无一定之规。预报模型各不相同,预报结果也不一致,给调度决策带来了不确定性。实际中,往往需要结合多个模型的各自优势,构建综合预报模型,以期获得最优的预报结果 [4]

选择合适的预测因子作为预报模型的输入是预测模型成功的关键。一般考虑的因子就包括前期大气环流、海洋温度和径流等与未来径流量密切相关的特征。但是,这样的反映前期大气和海洋系统的气象因子和水文观测因子非常多,而其中只有少量因子与本流域的径流量有关,这就需要对它们进行评估和筛选。

多数研究的选择方法是计算径流量和预报因子之间的相关性,一般采用皮尔逊线性相关系数等工具。但相关系数等工具仅仅能衡量线性的相关关系,不能衡量非线性的相关关系;仅仅能处理高斯性的正态分布变量,不能适用于非高斯的变量。而不幸的是,自然界中变量大多都是不符合高斯分布,变量之间的关系也基本都不是线性的关系,这在地球系统的大气和海洋等子系统中更是如此。因此,利用相关系数等工具分析得到的预测因子不一定与径流量具有很强的相关性,得到的预报模型也就不尽合理,导致预报准确度往往不高。

Copula熵的应用

Copula熵(Copula EntropyCE)是马健和孙增圻在2008年提出的一种相关性度量的数学概念 [5]。与相关系数等传统的度量工具相比,CE能够衡量包括非线性在内的所有相关关系。它具有多个理想的数学性质,是一种完美的相关性度量工具。我在文献[6]中已经介绍了CE的理论和应用,这里不再过多介绍。

黄朝君等人[7]在构建丹江口水口入库径流量预报模型时就引入了CE方法,以选择预报因子。该研究使用的是丹江口水库19562016年间天然径流逐月观测数据。考虑到大气环流因子和逐月径流过程之间的密切联系,他们利用CE对国家气象局气候中心的130项环流指数进行了筛选,选出了其中与径流量相关度高的10项作为预测因子,并与相关系数选择的10项因子进行了对比

作者再基于所选因子构建了预测模型,利用19562006年的数据训练模型,并利用训练模型对20072016年的径流量进行预测。预测结果显示,CE构建的模型预测准确度要明显优于对比方法的模型。从图1中可以很容易看出,CE的模型对径流量大的数据预测要大大好于对比模型,而这些大径流量正是对应着关键的汛期大水量的情况。

为什么CE的模型能成功?

关于模型的成功,作者从预测因子的角度进行了水文气象学意义上的分析解释,认为CE挑选的两个因子(南海副高脊线位置指数和印度洋偶极子指数)与长江流域夏季洪涝灾害之间有内在的联系,与已有的大量研究结论相符合。大量学者研究都曾指出,印度洋偶极子事件和南海副高活动都会导致本流域的夏季强降水和洪水的发生。这就说明了为什么CE的模型预测更准确的物理学原因,也表明了CE构建的模型更具合理性,符合大自然系统的运行规律。

总结

丹江口水库作为南水北调工程的水源地,其供水调度是工程成功的关键。准确的入库径流量预报,可以使科学的供水调度成为可能,从而最大限度地利用流域水资源。黄朝君等人利用CE构建的预报模型,由于更具有物理学意义上的合理性,从而预报的准确性更高,对南水北调工程来说无疑是非常有价值的。CE是模型构建中的主要数学工具,这也告诉我们数学在自然物理系统中存在的普遍性。水是生命之源,CE的引入使南水北调工程能够更科学合理地利用自然界中的水资源,无疑是一项造福社会苍生的功业。

参考文献

[1]叶晓彦,王一涵. 7年超73亿方南水北上润京, 全市直接受益人口超1300. 北京日报, 20211227, 3.

[2]王元超,王旭,雷晓辉,. 丹江口水库入库径流特征及其演变规律. 南水北调与水利科技, 2015, 13(1): 15-19.

[3]张睿,张利升,饶光辉. 丹江口水利枢纽综合调度研究. 人民长江, 2019, 50(9): 214-220.

[4]冉笃奎,李敏,武晟,. 丹江口水库中长期径流量的多模型预报结果分析及综合研究. 水利学报, 2010, 41(9): 1069-1073.

[5]Jian Ma and Zengqi Sun. Mutual information is copula entropy. Tsinghua Science & Technology, 2011, 16(1):51–54.

[6]马健. Copula熵:理论和应用. (2021).

[7]黄朝君, 贾建伟, 秦赫, 王栋. 基于Copula熵-随机森林的中长期径流预报研究. 人民长江, 2021, 52(11): 81-85.

 

建议尽快实施从三峡水库向丹江口水库的调水工程

(摘自:https://wap.sciencenet.cn/blog-117615-1323083.html

20211212日是南水北调中线工程通水7周年,7年来累计向北方调水超441亿立方米,其中2021年就超过95亿立方米。7年来的实践证明,南水北调中线工程取得了巨大的成功,这种成功来自于合理的、科学的、巧妙的设想。丹江口水库的坝址选择合理,可以揽储290亿立方水,而且该坝址恰恰是衔接山区和平原的交汇点,而南阳市以西,襄阳市以北地区恰恰是秦岭的洪积扇地区,坡度缓慢下降到达平原。这种地形的巧妙使得丹江口水库到平原地区有140米左右的落差,可以让水平稳缓慢自流,节省大量资金。

我们应该感谢这种奇妙的构思。但是也应该看到,随着引水渠的成功,有大量的需求被激发出来,在主干渠上继续在修建分支水渠,未来的趋势是调水量越来越大。但是汉水的多年平均径流量是245亿立方米,调到北方的水超过年径流量的38%。这种调水量有可能引起水质变差,也有可能水位下降到自流线以下,总之由于径流量的限制导致调水量有一个上限,但是这个引水渠由于良好的效益,低廉的成本要求有更多的水源。

水源在哪里?在长江主干道,在三峡水库。由于三峡水库承接了大约130万平方公里的径流,水量特别丰富,不同地区的降雨季节也不相同,所以长江的水量特别丰富,而且一年四季的径流量的变率比较小,三峡水库一年的来水量超过4000亿立方,但是三峡水库的库容只有390亿立方米,只能储存来水量的十分之一。由于三峡水库夏季来水量巨大,导致三峡水库每年春季需要腾库放水,降低水位到145米左右,排掉水大约150亿立方米到200亿立方米之间,为夏季来临时候防洪做准备。汉江则不同,汉江流域处于中国大陆地理中心,属于内陆地区,虽然有秦岭形成的地形雨,但是旱季和雨季非常明显,深深地受到季风影响,夏季、秋季干流的径流相近,各占37%40%,春季径流占16.6%17.5%,冬季只占5%6.7%510月径流量占全年75%左右,年际变化是长江各大支流中变化最大的河流。所以,实际上,每年春季春耕季节需要大量的水的时候,丹江口水库的水位实际上是最低的,无法保证整个引水渠线上各个地区的需求。尽管丹江口水库的库容高达290亿立方,但是年平均径流量只有245亿立方米,所以丹江口水库基本上是可以容纳全部径流量的,而且它的水位常年低于设计水位。而丹江口水库由于调水,每年春季的水位最低,几乎难以满足调水需求。三峡水库春季需要腾库降水位,丹江口水库春季缺水,这种情况恰恰需要把两个水库联通。

因此,迫切需要从三峡水库向丹江口水库调水。从三峡水库向丹江口水库调水至少有以下好处:

第一,形成三峡水库和丹江口水库联合抗击洪水的局面,抗洪能力提高一倍。三峡水库的库容是393亿立方米,丹江口水库的库容是290亿立方米,联合库容高达680亿立方米。可以容纳100多天内高达每秒钟8万立方的来水量。

第二,可以从长江向丹江口水库补水,从而满足南水北调调水的需求。比较理想的调水量是每年向丹江口水库补水150亿立方米。

第三,平衡汉水每年出现的径流量的季节性变化,让调水水渠平稳运行,每时每刻每个季节大调水量一样,发挥调水最大潜能。

第四,防止丹江口水的水质发生变化,防止出现藻类植物,或者低于二类标准的水。一旦水量减少,那么库底的有机物会增加,微生物会聚集,产生藻类的概率就会增加,水质会变差。

第五,增加调水量。为华北地区提供更多的优质水。

第六,实施三峡水库和丹江口水库联通工程,不仅能够从三峡水库向丹江口水库调水,而且在以下情况下可以从丹江口水库向三峡水库反向调水:或者是汉江发生了大洪水,或者是南方出现干旱情况。

正如引江补汉办公室所说的,实施引江补汉工程,连通三峡水库和丹江口水库,实质上是连通了长江、汉江流域与京津华北地区三地,形成新的水网格局,扩展了中线工程水源。实际上实施三峡水库和丹江口水库联通工程,就是实施江河联通,国家水网工程。其意义是重大的,而且由于北方对水的巨大需求,这个工程非常迫切。

实际上,全国各个地方,各个机关都对三峡水库和丹江口水库联通工程非常重视,国家南水北调中线干线工程管理局已经成立了引江补汉办公室,他们已经提出了联通设想。但是,我们还是要谈谈我们的设想,这个设想不是我一个人的设想,而是有多人想法相同。

设想的引水点在湖北省宜昌市兴山县的昭君镇以北的香溪河上(110°44′21.18470″,31°18′41.18127″),从这里直接打隧洞,大约10米到12米直径,一直向丹江口方向,出水口可以是丹江口市的浪河镇(111°15′53.78887″,32°26′18.59590″),也可以是武当山镇(111°8′33.78643″,32°30′9.10279″)。选择武当山镇更好一些,这里水面开阔,可以接纳大量调水。不会引起水质变差,不会冲刷河滩,隧洞总长度145公里。比引江补汉办公室设计的隧洞路线短49.8公里。

这条隧洞线路是比较理想的,原因在于,它的出水口距离平原地区还有40多公里,它的进水口距离平原还有120公里,隧洞从群山中穿过,地质上比较稳定。搬迁人口少,以后增加隧洞的地域广阔。虽然隧洞比较长,但是隧洞输水水质好,水流平稳,冲刷少。隧洞有独特的温度光照环境,自身可以净化水质。所以,从三峡水库向丹江口水库引水,隧洞是最好的选择。如果绕着山区边缘修建水渠,水渠容易受到外界狂风暴雨和环境污染影响,水质不能保障,而且占用大量土地,阻断交通,地质上也不稳定。那么,这条输水隧洞每年可以输水多少呢?10米直径的截面积是78.5平方米,假如水流速度是每秒1米,每秒输水量78立方米,那么一年的输水量是24.7亿立方米。水流增压,速度达到3米每秒的时候输水量是74.3亿立方米。如果隧洞直径是12米,则截面积是113平方米,假如水流速度是每秒1米,每秒输水量113立方米,那么一年的输水量是35.7亿立方米。水流增压,速度达到3米每秒的时候输水量是107亿立方米。12米直径的隧洞比10米直径的隧洞多调水32.7亿立方米,多出了44%

每年长江的水有荣枯季节,枯水季节的水位常常低于丹江口水库,但是两者相差不大,丹江口水库的坝面高程是175米,三峡水库的坝面高程是185米。因此有必要采取措施防止丹江口水库的水倒流进三峡水库,为了抬升水头,我建议在湖北省宜昌市兴山县的昭君镇的香溪河上修建一座高度为40——50米的抽水储能水库。当丹江口的水位高于三峡水库的时候,使用抽水方式让三峡水库的水进入香溪河水库香溪河水库的水位始终保持高于三峡水库,也高于丹江口水库,确保水向北方的自流。实际上,隧洞内的水流速度取决于香溪河水库的水位。

我们建议尽快实施这项隧洞工程,一方面现在需求特别旺盛,急需这样一个调水工程。最主要的是这个水都是收取费用的,已经有成熟的收费机制,调水有经济效益,可以在几年之内回收全部成本,而且调水的收益是远大于发电的收益的。

 

轻松读懂海洋(19)气候的周期性变化长尺度

摘自:https://blog.sciencenet.cn/blog-1057014-1326012.html