《河庫系統內供水-發電-環境互饋關係機理與演進規律》是依託武漢大學，由劉德地擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：河庫系統內供水-發電-環境互饋關係機理與演進規律
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：劉德地
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
河庫系統內供水-發電-環境互饋關係是水資源開發、調度和決策的理論基礎。針對現有以多目標最佳化模型為手段所求得的互饋關係僅是最佳化條件下的一種數學關係且未能反映出這種關係的機理，也尚未能反映出氣候變化和人類活動對該關係的影響及其動態性特點，本申請書將以西南河瀾滄江如美梯級電站以上河段為典型研究對象，根據河庫系統內供水、發電、環境之間相互作用是通過徑流的量、能、質屬性相互連線的特性，利用河庫系統內徑流連續方程、水動力方程、水質方程、泥沙方程和生源要素遷移轉化方程及其各自數值求解技術，在求得徑流屬性時空分布的基礎上，結合供水、發電、環境與徑流屬性的函式關係，確定出供水-發電-環境之間的互饋關係模型及其隨邊界條件動態變化的演化規律。該項目研究將為協調流域梯級開發中供水-發電-環境不同主體間的利益以及變化條件下的徑流適應性利用提供理論與方法，從而為保障我國水、能源安全和生態環境提供理論與技術支撐。
結題摘要
河庫系統內供水-發電-環境互饋關係是水資源開發、調度和決策的理論基礎，也是水資源安全、能源安全和環境保護的重大國家現實需求。但現有互饋關係的研究主要還集中在評估方面，採用的模型和方法也主要屬於統計方法範疇，未能反映出不同互饋關係連線體的內部結構，從而不能揭示互饋關係的機理及其演化規律。本項目以西南河流瀾滄江流域為例，將其河庫系統為主要研究對象，從研究供水、發電、環境各系統與徑流不同屬性之間的關係入手，重點研究了：河道徑流與污染物輸移擴散為連線體下推求的供水-發電-環境互饋函式關係；水資源與能源連線體下構建的供水-發電-環境互饋關係的格線描述與最佳化模型；以及套用量化的供水-發電-環境互饋關係，模擬與預測水資源系統中不同子系統面臨外來擾動事故的應對過程及動態回彈性能。主要結果如下：（1）以來水量和水質保護目標為邊界條件，推求了發電量、環境（污水允許排量）與供水量之間的函式關係，由於生態流量與發電流量未分離，供水和發電的關係不隨水質指標及其保護目標而改變；來水量的增加會相應提高發電量及污水允許排量；而在給定供水量的情況下，發電的效率和污水允許排量的敏感性對來水量這一邊界條件不敏感。（2）以供水量與能源產耗量構建二維關係圖定量分析需水與來水量對供水-發電-環境互饋關係的影響，並設定分別以最大電能產量和最大供水滿足為目標對供水-發電互饋關係進行最佳化。結果表明供水量主要取決於需水，而來水量主要影響發電量大小；最佳化目標的選擇對供水-能源之間互饋關係影響甚微，主要是由於供水與污水處理消耗的能源在發電量中所占比例較小。（3）假定突發水污染事故為外在擾動，利用脈衝回響函式量化外在擾動影響強度及影響過程，並通過供水-發電-環境互饋關係實現各子系統中擾動的傳遞與再分配過程，進而實現了各子系統動態回彈性能的參數化表征以及面臨外在擾動時各子系統的回響過程模擬預測。
