变化条件下的水资源研究综述
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基金硬目:圃家重点基础醋究发展栏剜疆且(G199043400)。
作者筒舟:王翱虎(1975一),男,扛苏连云港人t河缚大学博士研究生,主要从事承文永资源研究
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水与社会经济发展的相置彰响及诈用
影噼…。
±她覆被变化日|起的微气候变化是很清楚的,城市的热岛效应是居民地扩展对局地气
候影响的最好例证。研究表髓,一个地区LUCC还会对毗邻地区的气候产生影响,对区 域气候乃至全球变化影响的论断却存在很多争论“3。土地覆被变化对气候麴影响秘前只能
Change#LUCC)
研究也十分重要。首先,LUCC是引起其他全球变化问题的主要原因;其次,全球环境变
化以及可持续发展涉及到鑫然和人文多方面的问题,LUCC是自然与人文过程交叉最为密
切的问题。水资源方露的研究裘明“j:在较长时闽尺度上,气候变化的影响明显,但在短 期内,土地利用变化是水文变化的主要驱动要索之一。
地球环境各个系统之间发生着大尺度的相互作用,“全球变化”是概述地球环境中与 自然的和人类引起的变化有关的一系列全球问题和相互作用的一个术语。 全球变化突出地表现在气候变化上,随着几百年来最热天气的出现,这一问题开始成 为国际政治和外交议题。垒球气候系统非常复杂,影响气候变化因素非常多,驱动全珠变 他的最终能源跫太阳能,能量和水以各种方式贯穿于整个体系。 在众多的全球变化问题中,土地利用/覆被变化(Land Use/Cover
2.2研究方法 有学者直接把气候模式输出的径流结果来研究承资源情势,或通过于早指数、径流系
数分析等方法进行水资源评估,永文学者更多跳通过承文模型来计算出永资源情景。具拣 的研究方法大致分为以下四种。 2.2+l敏感性分柝 气候因子(主要是气温、降水)与水资源(主要是径瀛)之闻逐年或逐月的关系,很
容易扶实测资料中遵过回赔分析得裂。把拟定的增量情景带入分析结果就可以得到径流对
2气候变化与水资源
气候柏变化包括自然波动帮人为影晌两个方蕊。气候的自然波动至少包含三种不同的 周期:①数千年至万年以上时问尺度的古气候变化;②数十年至数百年时间尺度的气候变 化;③季节至年际的气候波动。
气候除了自然的周期性波动以外,越来越多地受到人为因素的影响,其中最鼗著的是
全球大气佬学组成的改变,主要是臭氧耗减和温室气体的增加。人类活动是导致过去100
暖的最直接背景事件是现代小冰期事件.所以这一方法很可能放大未来气候恶化的程度。 2.1.3增量情景 即假定到来来菜一特定时期气候要素(温度、降农等)的变化量,敬这些假定及其交 叉组合为依据来分析探讨流域水文、永资源对气候变化的响应,该方法被许多水文学者使 用,但它只是一种敏感性试验,不具有气候、水文预测功能口J。
1气候变化与LUCC
许多研究已表明,LUCC改变了区域大气化学性质及过程”J,人类以不同的土地利用 方式。通过对局地生态系统的强烈影响,改变了温室气体的全球收支平衡。关于全球变化 对瞌地生态系统的影响已经进行了大量的研究,大部分集中予湿度增高和二=氧亿碳倍增情 景下有关下列问题的变化模拟上:①植物生长状态及生物量;②种群的构成成分及动态; ③群落的结构、功能和空间构璎;④NPP及植被分布范围和界线。但是有关陆地生态对 于全球变化的反馈作用的研究甚少,目前的研究大多局限于虚拟的植被变化对气候的
产生反馈作用。植被对于气候的反馈可能加快或减缓全球气候的变化,对其深入细致的研 究将提高我们预测全球变化及其对植被影响的能力。 森林是植被中对气候影响最大的成分,关于森林与气候相互作用的研究很有代表性, 主要包括森林与区域蟾四承转化、硒部水量平衡磷究以及森椿对局部能量平衡影响研究三 个方爵。 LUCC与气候研究呈现出以下趋势:①各类定量模型正在逐步融合;②逐渐考虑了植 物或穗被响应滞时问题;③植物对予气候变化的匾馈效应逐步被纳入模型体系中;④在区
气温)输入到更详细的区域水文模型,用水文模型的产宁[流计算结果来评估气候变亿对水 文、水资源的影响。第二个闻题的解央依赣于空闯尺度的转欹,即褥GCMs的输出结果 进行一定的加工处理以获得次潮格气候要素的变化信息,具体方法包括:①各种内插方 法,简单但是很难获得客观、合理的次网格气候要素值““,因为小尺度的气候要素(比 如降雨)主要由地形、小尺度降雨过程等原因所决定;②将局部地区气象要素观测值与大 尺度网格点E相应豹气象要素值之闯建立躏归方程,然后由回归方程求取次网格尺疫的气 候要素信息,此方法需要假定区域和局部地区尺度气候之阔的关系保持不变;③将较高分 辨率的中/d,尺度模式嵌入到GCMs中,但是目前的区域气候模式对降水模拟、预测的准 确率还不高,局部地区的模拟还存在着系统误差[1“。上述方法也可以综台使用。 GCM与水文模型各自对水量平衡及热量平衡进行演算,出于对陆蟊参数的处理和取 菹不同,它们对水虽平衡及热量平衡描写得不一致。另外,因为不能共享对边界层物理过 程模拟的结果,水文模型既不能实时地利用大气强迫改进土壤水和蒸发的计算以提高其模 拟精度,GCM模型也不能借鉴水文模拟的结果并用实测径流资料实时地验证基对陆面过
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水与社会经济发展的相五影响及作用
气候各因子的敏感性。很多学者使用这一方法来研究径流与气候变化的关系。众多的研究 表明,冰川及融雪径流对气温增加最为敏感,其短期效果可能略有益处,但长期效果是弊 多乖j少‘“。 敏感性分析是气候变化与水资源关系研究方法中简洁而成熟的一个,包括利用水文模
型进行情景预测、气候模式等很多更进一步的研究,大多以敏感性分析作为定性的基础。
理论上说,GCM估计的水文变量的变化能直接用于估诗水资源的变化。但GCM模 拟的承文要素有两个主要的局隈性o…:一是水文参数让很筒单,常常不隧提供详细的对 水资源管理盛需的信息;二是空间分辨率太粗,不能提供水文学方面关心的典型尺度上的 水文信息。第一个问题催生了气一陆单向连接的思路,即把GCMs的计算结果(如降水、
第二部分奎球变化与人类活动影响分椅
发及地表水和地下水的变化。
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2.1气候情景 已经发生的气候变化可以通过观测和重建的资料获得,但人们更关注未来可能发生的
气候变化。荧于未来气候变化对水文、水资源影响的研究,气候情景的选择是先决条件,
各静不同的情景梅成了可供选撵的未来世募的发展蓝匿。气候情景大致可分为列类。 2.1。1类比情景
年中全球气候变化的最重要因索,人为引起的变化已经可班与自然变化区分开来,而且人
为影响的结果已夫子过去1000年的气候自然变化的结果。近10年来,虽然温室气体的增 温效应及幅度大小具有很大的不确定性,存在着诸多分歧“J,但在全球变暖的大背景下,
近100年来中国的气攘也在交暖,以西北、华北、东北变暖最明显,尤其华北地嚣出现了
其实质是分析数千年至万年以t时间足度的气候数据,但是蕊以反映近期人类活动对 自然变化越来越大的干扰,再加上难以获得长度足够而且可倍的资料,所以很少被水文学 者使用。 2.1.2惯性情景
这种方法着羹考察数十年至数百年时阔尺度的气候变化,将实测资料各要素之间豹关 系进行外延,该方法忽略了蜜测资料中气候的不同周期及其组台,考虑到当前垒球气候变
域景观尺度上的建模gl起广泛关注;⑤对空间分布格局的演化更加重视。
需要指出的是,尺度的转换同样是铡约l。UcC与气候关系研究问题之~。另一个困 难是将引起植物及其复合体变化的生物因子和气候因子分离开来,特别是剔除人类活动对 于系统的影响凡乎不可能。在这种情况下,对从环境因子与植物关系人手的建模形式需要 采取审慎的态度。
粗略地估算。一些学者利用区域水平的模型较谨慎地报道了森林开采可能会因改变反照率 而影响全球温度o-。目蓠研究的热点集中在大蕊积热带森林砍伐造成的影响。 LUCC通过改变地球上太阳能的分配方式面影响局地和区域气候,植被是士地覆被的
主要类型之一,在受到全球变化影噙的同时氇通过其反射率、气漱及降水等的变化对气候
第二部分全球变化与人类活动影响分析
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变化条件下的水资源研究综述”
王加虎郝振纯李丽
(河海大学术资源开发教育器重点实验室南京210098)
摘要套球变化给水资源研究提出了新的挑战,气候变化和土地利用/覆被变 化是其中的两项重要内容。本文概述了土地覆被与气候之间的相互作用和研究进 展;比较了研究气候变化下永资源的疆种币同粪型的气候情景;详细舟绍了气候 变化与永资源研究的四种币碗的方法和默厦径流、水量、水质、极端事件等方面 的相关成果;详细舟绍了LUCC与水循环机理、洪水、水量、水质的相关研究; 总结了研究变化条件的水文模型和存在的问题;讨论了来来的研究趋势。 关键词水资源 气候变亿土地利用/覆被变化
程的模拟精度,从而影响对GcM模型的进一步改进科和交叉学科,也是气象和承文科学发展的前 沿研究课题。其主簧思路是在气候模型的基础上,通过陆地表面过程参数化给气候模型提
供更恰当的大气底层边界条件。陆面过程很可能是今后提高模式模拟能力最重要的方面之 一。”。国际国内均有研究成功的报道,但是许多重要的与水分循环有关的物理过程(水 分锤环与输送、土壤永扩散、大怒度降水的非均匀性等>的简化和概化,影响了癌面气候
2。1。4
GCMs情景
Circulation
指通用环流模型(General
Models:GCMs)模拟的全球来来豹气候变化
情况,褒有的GCMs对一些重要的物理遵程弱处理还相当粗糙,由于遗球气候系统的复 杂性和缺乏可靠的资料,目前所有GCM模型的可信度还有待提高。对于水文水资源学科 来讲:①GCM只能提供大尺度范围的结果,无法满足水文分析汁算和水资源规划设计的 要求;②GCM模攫中的水文和陆地表面过程参数的定量过分简单,也没有考虑这些因子 对大气系统的反馈{#用,苇圃GCM模型得出的结果差异甚犬,可信度低o。。 目前,对未来气候变化的预测具有相当的困难和不确定性。在这种情况下,关于哪一 个情景是最好的,问题仍然得不到答案。既不能因GCMs目前的结果甚至还不能准确地 模拟当前的平均气镁状况就否定应用GCMs的输出结果,也不能因为假定方法的局限性 薅削弱用各种假定的气候情景进行水文敏感性分梃的价筐。在目前的气候变化与永资源研 究当中,以增量情景和GCMs情最应用得最多。
生态需水的研究综述
水 文学 法 又 称 历 史 流 量 法 , 主要 有 :Q 0法 、 71
Tnat ( ot a , enn法 M n n 法)流量历史 曲线法 、 a 流量历时 曲线法 、 枯年天然径 流估算法、 最枯月平均流量法 、 产水常数法等。①7 1 法是采用 9 %保证率最枯 Q0 0
种混合方法 , 认为 : 河流流量过程的某些特征对保 留河 流 系统有特 别重要 的意义 。
季节变化的河流 。③流量历时曲线法是利用历时流 量资料 构建各 月 流量 历 时 曲线 , 用 某 个 频 率来 确 利 定生态流量 。④枯年天然径流估算法是以最枯年天 然径 流来估算 生态 需水 。⑤最 枯 月平 均 流量法 是将 河流年最小月均流量的多年平均值作为河流的基本 生态 需水 量 。 水力学法 主要 包括湿周法、 2 R S 法、 道 RCOS 河 内简化水尺度法 、 S W P水力模拟法 等。①湿周 法。 该方法利用湿周作为栖息地的质量指标来估算期望 的河道内流量值 。通过多个河道断面 的‘ 几何尺寸 流量 ’ 系 的实测 数 据 中计算 得 到 湿 周 与流 量 之 关
所必须消耗的水量。崔树彬_。 1认为 , 。 生态需水量应
该是 指一 个特 定 区域 内 的生 态 需 水量 , 而并 不 是 单
Gr[建 议在 河 流 规 定 最 小 流 量 , 指 出生 物 群 落 o 3 e] 并
的最小 流 量需求 仅 是管 理决 策 的一部 分 。管理 决策
必 须 能 适 当 地 维 持 生 态 系 统 的 完 整 性 。 19 93年
D I1 .99jin 1o —3 5 .020 .2 o :036 /. s.0 6 9 12 l.20 s
0 引 言
随着社会经济 的迅猛发展 , 人类对于水资源 的 开 发利 用量 不 断增 加 , 使 人 类 对 流 域 以及 生 态 系 致 统 的干扰 程 度不 断 加 大 , 至 超 出 了 环境 的承 载 能 甚
水生态环境修复研究综述
类享 受物质文 明的 同时 , 给人类 带来 了 “ 也 城市病 ” 困 的
1 2 城 市对水 生态 环境 的影 响 .
城 市 水 生 态 环 境 主 要 指 : 市 自然 生 物 赖 以 生 存 的 城
水体环境 ,抵御 洪涝灾害能力 , 资源供 给程度 , 水 水体质 量状况 , 水利工 程景 观与 周 围的和谐 程 度等 。城 市 化是
人 类 社 会 走 向现 代 文 明 的 标 志 之 一 , 成 为 一 个 国 家 和 已 地 区 经 济 发 展 的关 键 点 。城 市 化 水 平 是 衡 量 一 个 地 区 经 济 社 会 发 展 程 度 的 重 要 标 志 。我 国 的 综 合 国 力 在 提 高 的 同 时 , 在 不 断加 强 城 市 化 、 镇 化 进 程 。城 市 化 在 让 人 也 城
长 , 调各 领 域 自身 的 发展 , 水 生态 环 境 的利 用 和 影 强 对 响, 日益繁重 , 增加 了水 生态环 境恢 复 负担 的 同时 , 在 未 采取 与利用 和破 坏相对 应 的保 护措 施 , 使我 国的水 生态
环 境 日益 下 降 。从 我 国 目前 对 水 生 态 环 境 的 影 响 按 地 域 区分 , 主要 为农 村 和城 市 对 水 生 态 环 境 的影 响 。
功 能 遭 到 不 同程 度 的 污 染 和 破 坏 , 坏 水 生 态 环 境 换 取 破 局 部 利 益 的 现 象 普 遍 存 在 , 面 强 调 和 过 于 注 重 经 济 增 片
药 等 产 生 了有 机 污 染 物 及 氮 、 等 营 养 物 质 , 成 水 质 的 磷 造 富营养化 。
地表水与地下水联动关系研究综述
地表水与地下水联动关系研究综述1. 引言1.1 研究背景地表水与地下水是地球上两种重要的水资源形式,它们之间存在着密切的关系。
地表水与地下水的联动关系一直是水资源研究领域的热点问题。
在地表水资源短缺、地下水水位下降、水质恶化等问题日益严重的背景下,研究地表水与地下水的联动关系对于合理利用水资源、保护水环境具有重要意义。
目前,国内外学者对地表水与地下水的联动机制、相互影响关系进行了广泛的研究,积累了大量的经验和成果。
由于地表水与地下水之间的交互作用、转化机制等问题具有复杂性和多样性,对其研究仍存在诸多挑战。
有必要对地表水与地下水的联动关系进行深入研究,以期更好地理解其特征和规律,为地表水与地下水的可持续管理和保护提供科学依据。
在这一背景下,本文旨在对地表水与地下水的联动关系进行综述,探讨其影响因素、作用机制和研究方法,为今后相关研究提供参考和借鉴。
1.2 研究意义地表水与地下水是地球上水资源的重要组成部分,两者之间存在着密切的关联和相互影响。
研究地表水与地下水的联动关系对于深入了解水文循环过程、有效管理水资源、保护生态环境具有重要的意义。
地表水与地下水的相互关系对于水资源可持续利用具有重要意义。
地表水和地下水之间存在着一定的水文联系,地下水是地表水的重要补给源,而地表水的排泄和供给也会直接影响地下水的补给能力。
研究地表水和地下水的相互关系有助于调节两者之间的水平衡,实现水资源的合理开发利用。
研究地表水与地下水的联动关系对于生态环境的保护和修复具有重要意义。
地下水是维持湿地生态系统稳定运行的重要水源,而地表水的补给和水质会直接影响湿地生态系统的健康。
通过深入研究地表水与地下水的相互影响,可以有针对性地开展生态环境保护工作,保护湿地生态系统的完整性和稳定性。
研究地表水与地下水的联动关系具有重要的理论和实践意义,对于建立科学的水资源管理机制、推动水资源可持续利用、维护生态环境健康具有重要的指导作用。
1.3 研究目的研究目的主要是探讨地表水与地下水之间的复杂关系,深入了解它们之间的相互作用和影响机制。
水资源合理配置研究现状及展望
第29卷第3期2008年6月华 北 水 利 水 电 学 院 学 报Journa l of Nort h China Institut e of W ate r Conservancy and Hydroe l ec tric Powe rVol 129No 13Jun .2008收稿日期36基金项目“十一五”国家科技支撑计划项目(6B D B 5);河南省科技攻关计划项目(5)作者简介陈南祥(5—),男,江苏张家港人,教授,博士,主要从事水资源和水文地质方面的研究文章编号:1002-5634(2008)03-0001-05水资源合理配置研究现状及展望陈南祥,苗得强(华北水利水电学院,河南郑州450001)摘 要:针对水资源开发利用所面临的问题,阐述了水资源配置的作用,归纳总结了国内外水资源配置的研究成果,结合当前水资源领域的研究现状和发展趋势,指出水质水量联合优化配置、基于水循环的广义水资源配置、优化和模拟相结合的配置模型等是水资源配置研究的重点.关键词:水资源系统;水资源合理配置;现状;展望中图分类号:T V213 文献标识码:A 水资源可持续开发利用关系全球发展战略.目前,全球约有40多个国家、40%的人口面临缺水问题,淡水短缺已经成为21世纪人类继全球变暖之后的第二大问题,将严重制约全球的经济和社会发展,并可能导致国家间的冲突[1].我国水资源存在时空分布不合理、供需矛盾突出、开发率高、利用效率低、浪费严重等特点.有关研究表明:我国31个省、自治区、直辖市中(不包括台湾省、香港特别行政区和澳门特别行政区),区域发展与水资源不匹配的北京等9个行政区占29.1%;内蒙古自治区占3.2%;吉林等5个行政区占16.1%;上海等16个省区占全国所有行政区划的51.6%.由此可见,在我国实施水资源优化配置尤为重要,特别是在水资源短缺的华北和西北地区.因此,合理分配有限的水资源,提高水资源的利用效率成为水资源管理中现实而紧迫的任务.进行区域内水资源合理配置研究,缓解水资源供需矛盾,对水资源短缺区域的经济发展与环境质量的提高具有深远的意义[2].1 国外水资源配置研究现状1.1 以水量配置为主的水资源优化配置研究国外,以水资源系统分析为手段、水资源合理配置为目的的各类研究,源于20世纪40年代Masse提出的水库优化调度问题.50年代以后,随着系统分析理论和优化技术的引入以及60年代计算机技术的发展,水资源系统模拟模型技术得以研究和应用,并不断得到提高.比较正式的研究始于60年代初期,1960年科罗拉多的几所大学对计划需水量的估算及满足未来需水量的途径进行了研讨,体现了水资源优化配置的思想.20世纪六七十年代发展起来的水资源系统工程学内容,较为全面地论述了水资源开发和计算机技术在水资源工程中的应用[3].水资源合理配置研究的发展与水资源的持续利用和人类社会协调发展密不可分.目前,水资源系统优化调度和分配、水资源宏观区域规划、水环境战略保护以及采取全面节水措施、营造节水型社会等方面已有很大进步.随着水利工程的不断实施,水资源合理配置基础设施建设和管理手段的进一步完善,真正意义上的水资源合理配置已成为可能.20世纪70年代以来,伴随数学规划和模拟技术的发展及其在水资源领域的应用,水资源优化配置的研究成果不断增多.文献[4]针对潮汐电站的特点,考虑多部门利益的相互矛盾,利用模拟模型对潮汐海湾的新鲜水量分配进行了模拟计算,展现了模拟技术的优越性.文献[5]考虑了水的多功能性和多种利益的关系,强调决策者和决策分析者间的合作,建立了Gelderlandt Doenthe 的水资源量分配:2008-0-1:200A 11007240040020.:198.问题的多层次模型,体现了水资源配置问题的多目标和层次结构的特点.文献[6]对系统分析方法在水库调度和管理中的研究和应用作了全面综述,把系统分析在水资源领域的应用分为线性规划、动态规划、非线性规划和模拟技术等.文献[7]应用线性规划方法求解了1个地表水库与4个地下水含水单元构成的地表水、地下水运行管理问题,地下水运动用基本方程的有限差分式表达,目标为供水费用最小或当供水不足情况下缺水损失最小,同时,用S U MT法求解了1个水库与地下水含水层的联合管理问题.文献[8]介绍了水资源管理的综合决策辅助模拟模型,把数字、语言、图片等自然语言用于水资源管理决策,增加了决策的可视化程度.1.2 考虑水质因素的水资源优化配置研究20世纪90年代以来,由于水污染和水危机的加剧,传统的以供水量和经济效益最大为水资源优化配置目标的模式已不能满足需要,国外开始在水资源优化配置中注重水质约束、水资源环境效益以及水资源可持续利用研究,尤其是决策支持技术、模拟优化的模型技术和资源价值的定量方法等的应用,使得水资源量与质管理方法的研究产生了更大的活力[9-10].文献[11]针对Pakistan的某个地区的灌溉系统建立了线性规划模型,对不同水质的水量使用问题进行优化.在劣质地下水和有限运河水可供使用的条件下,模型能得到一定时期内最优的作物耕种面积和地下水开采量等成果,在一定程度上体现了水质水量联合优化配置的思想.文献[12]介绍了一种伴随风险和不确定性的可持续水资源规划模型框架,建立了有代表性的水资源联合调度模型.文献[13]建立的地表水、地下水联合运用系统的多目标管理模型,模型中将地表水、地下水的处理费用纳入管理目标.文献[14]提出支持地表水、地下水联合运用的多目标多阶段优化管理的原理和方法,在需水预测中考虑了当地地表水、地下水、外调水等多种水源的联合运用,并考虑了地下水恶化的防治措施,体现了水资源利用和水资源保护之间关系.2 国内水资源配置研究现状在国内,水资源配置是以水库(群)调度和地下水管理以及地表水与地下水联合运用管理为先导,其理论研究经历了“以需定供”、“以供定需”、“基于宏观经济的水资源配置”及目前的“可持续发展的水资源配置”的个阶段进入世纪年代以后,我国系统地开展了水资源科学分配方面的研究和应用工作,特别是在水资源优化配置的基本概念、优化目标、基本平衡关系、需求管理、供水管理、水质管理、经济机制、决策机制及各主要模型的数学描述等方面,均有新的研究成果.在“七五”国家重点科技攻关项目中,关于水量的区域分配、水资源利用效率、水利工程建设次序以及水资源开发利用对国民经济发展的作用的研究,成为我国水资源配置研究的雏形.“水资源优化配置”一词,在我国正式提出是1991年[14-15].2.1 流域水资源优化配置方面黄河水利委员会1998年进行了“黄河流域水资源合理分配及优化调度研究”,综合分析了区域经济发展、生态环境保护与水资源条件之间的关系,是我国第1个对全流域进行的水资源配置研究,对构建模型软件、实施大流域水资源配置起到了典范作用.文献[16]在黄淮海流域水资源合理配置研究中首次提出水资源“三次平衡”的配置思想,其核心内容是在国民经济用水过程和流域水资源循环转化过程2个层面上分析水量亏缺问题,并在统一的用水竞争模式基础上研究了水资源配置问题.文献[17]系统地阐述了在市场经济条件下,水资源总体规划体系应建立以流域系统为对象、以流域水循环为科学基础、以合理配置为中心的系统观,以多层次、多目标、群决策方法为流域水资源规划的方法论.2.2 区域水资源优化配置方面“九五”期间,针对西北内陆干旱区的实际情况,提出了内陆干旱区水资源演化的“天然-人工”二元水循环模型,从单纯配置国民经济用水,向同时配置国民经济用水和生态环境用水过渡.文献[18]以跨流域水资源系统的供水量最大为目标,将模拟技术和数学规划方法相结合,建立了具有自优化功能的流域水资源系统模拟规划模型,并以大通河和湟水流域为例对模型进行验证,提出了跨流域调水工程的规模.文献[19]结合新疆的实际情况,研制出可适用于巨型水资源系统的智能型水供需平衡模型,该模型考虑了生态需水问题和水系统结构复杂、要素众多等特点,采用了智能化技术,确保了计算精度并加快了计算速度.文献[20]对多库多目标最优控制运用模型与方法、灌区渠系优化配水、大型灌区水资源优化分配模型、多水源引水灌区水资源调配模型及应用进行了研究.文献[21]从水资源可持续利用系统的目标参量入手,建立了水资源可持续利用的多目标分析评价核心模型.文献[22]以柴达木盆地为例,采用以投入产出模型、法等定性为主和以系统动力学模型、生产函数模型等定量为主的决策方法水资源优化配置基准方案文献[6]结2 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 2008年6月4.2080AHP.1合河南省水资源综合规划试点项目,首次建立了基于河道内与河道外生态环境需水量的水资源配置动态模拟模型.文献[23]应用复杂适应系统理论,提出了水资源配置系统分析模型.文献[24]系统分析了面向可持续发展的区域水资源优化配置的内涵与原则,建立了优化配置模型,给出了实用可行的求解方法.文献[25]建立了南水北调东线工程联合调水仿真模型,提出了调度模型的计算过程以及调算的水文系列和计算时段.2.3 城市水资源优化配置方面文献[26]结合邯郸市水资源管理项目,率先在地市级行政区域研究和应用了水资源配置动态模拟模型,开发出界面友好的水资源配置决策支持系统.文献[27]针对珠海市水资源开发利用面临的问题和水资源管理中出现的新情况,采用现代规划技术手段,包括可持续发展理论、系统论和模拟技术、优化技术等,根据国家新的治水方针,建立了珠海市水资源配置模型———基于原水-净化水耦合配置的多目标递阶控制模型,并通过3种配置模式和750多种配置方案的模拟计算和综合对比分析,给出了2种优先推荐的配置模式和70多个推荐配置方案. 2.4 宏观经济多目标水资源系统分析方面文献[28]提出了基于宏观经济的水资源合理配置理论与方法,包括水资源配置的定义、内涵、决策机制和水资源配置多目标分析模型、宏观经济分析模型、模拟模型,以及多层次多目标群决策的计算方法、决策支持系统等.文献[29]针对我国水资源供需平衡在空间上的巨大差异造成了区际调水的需求,提出了水资源在时间、部门和空间上三维优化分配理论模型体系,该系统包括区域社会经济发展目标、水资源供给、总量时空优化等模块,用户可以使用此决策系统找到研究区社会经济发展与水资源协调的方案.文献[30]在分析了水资源配置系统复杂性及其复杂适应机理的基础上,构架出全新的水资源配置系统分析模型.2.5 基于水循环的广义水资源合理配置方面流域水循环是流域水资源调配的科学基础,是流域水循环的模拟式水资源调配的前提条件.文献[31-32]针对传统水资源评价中仅以径流性水资源为评价对象、没有考虑生态系统对雨水资源的直接利用,不能反映水循环过程中的全部有效水量及其利用效率等问题,阐述了广义水资源的概念,提出了基于流域水循环模型的广义水资源评价方法和具体计算公式,并应用于黄河流域的水资源评价,其成果对黄河流域水安全战略和水资源可持续高效利用具有创新性的启示和极积意义.文献[33]提出了广义水资源合理配置的理论内涵、配置系统、配置目标及协调与冲突、研究框架、调控机制、全口径供需平衡分析方法和后效性评价体系.文献[34-35]根据广义水资源合理配置的内涵、目标、研究框架、调控体系等,开发了广义水资源合理配置模型(WAC M),该模型由水资源合理配置、水循环模拟和水环境模拟模块组成,通过层层嵌套、逐步细化的模拟机制,及不同尺度模型间分解和聚合的信息交互方式,实现区域水量—水环境—水循环过程的动态配置与模拟,并应用于我国宁夏自治区,提出了能够实现该区域农业用水向工业、生活转移的目标和支撑区域经济系统、生态系统的协调发展方案.2.6 水资源配置模型和求解方法方面针对水资源优化配置模型多目标的不可公度、水资源复杂系统的优化的“维数灾”及模型的可操作性等问题,近年来,不少学者作了大量工作.文献[36]将大系统分解协调技术应用于区域水资源优化配置模型,将模型分解为二级递阶结构,同时探讨了多目标遗传算法在区域水资源二级递优化模型中的应用.文献[37]将大系统分解协调理论和遗传算法相结合,建立了复杂系统水资源中多水源多用户多目标配置模型,探讨了求解方法.文献[38]针对区域性水资源系统结构复杂、要素繁多的特性,给出了适用于多水源、多工程、多用户的大型水资源系统的概化规则和模型计算原则,建立了水资源模拟模型,并在河北省水资源合理配置中进行了实际应用.文献[39]研究了水资源配置模拟模型与优化模型的优点和不足,提出了水资源配置优化模型与模拟模型的有机耦合技术,通过优化与模拟模型的不断反馈和调整,可获得不同水平年、不同频率条件下的水资源合理配置方案.2.7 考虑水质因素的水资源优化配置方面我国对考虑水质因素的水资源优化配置研究刚开始,过去只注重水质的变化对水域生态系统的影响[40].文献[41]以河北省洋河水库为例,建立了涵盖引水、供水、灌溉、防洪的综合利用的水库水量水质统一调度大系统多目标分解聚合模型.文献[42]在考虑需水量的基础上,兼顾不同用水部门对水质的不同需求,在水质水量联合优化配置方面进行了研究,讨论了水资源合理配置的内涵、定义、原则和目标,提出了水资源合理配置的分质供水思想,建立了水资源配置分质供水数学模型.3 水资源配置研究展望在水资源合理配置研究中,可持续发展的水资3第29卷第3期陈南祥等: 水资源合理配置研究现状及展望 源配置理论的完善与创新、水质和水量问题、水资源合理配置的全局性、水务一体化管理、跨流域调水、污水资源化、水权交易等是水资源合理配置中必须认真对待和深入分析的问题.在模型研究中,模型向多功能方向发展,用模型系统取代整体模型,水资源配置决策支持系统(W RDSS)是其发展方向.1.水质水量联合优化配置研究.按照水资源可持续利用支撑和保障经济社会的可持续发展的要求,在水资源配置研究中应充分考虑带际间发展和用户之间分配的公平性,以及经济发展与水资源、环境之间的相互协调.因此,如何从理论和技术上体现水资源配置的公平性和水资源配置与经济、环境、人口的协调,是水资源配置研究必须解决的问题之一.水体的水环境容量,污水与用水之间的关系,污水排放和水体纳污量间的关系,以及水质水量联合配置的理论、模型和方法,是水资源合理配置的重要研究课题[43].2.优化方法和模拟计算相结合.由于水资源配置的复杂性,仅使用数学优化方法难以贴近于实际,完全采用模拟的方法则又难于有效控制众多的参数、条件,以经验处理大量的组合因素必然忽略许多可能的优解.所以,可以采用优化—模拟—评价的总体思路得到水资源配置模型的决策方案结果,通过在简化目标和约束下寻求优解,再利用模拟模型得到进一步的结果,发挥了优化方法的搜索能力在庞大的可行空间中寻找到优或次优的配置方案集,同时发挥模拟模型仿真性、可靠性强的优势.3.基于水循环的广义水资源合理配置.把狭义的径流性水资源拓展成包括土壤水和降水的广义水资源,以自然人工复合系统为配置对象,宏观经济分析为总控,水循环模拟为基础,通过水量水质统一配置,实现水资源在经济社会和生态系统中的高效配置,保障生态环境系统的稳定友好以及经济社会的可持续发展[34].4.提高决策方案的比选性和配置效果的评价性.配置方案的选择始终是一个多目标决策问题,不能仅在水资源问题本身层次上完成方案的比较和评价,应当以完善可行的指标体系对得到的方案集进行比较选择,在综合社会、经济和环境各个方面影响的基础上,分析各种可行方案的经济、社会和环境各方面的效益取舍,引入合适的多目标决策方法,在得出合理可行的推荐配置方案后,还应当对其实施后可能产生的效果作尽量全面的评估,并考虑到所有能涉及的方面,组成全面的评价体系,广泛吸收各方面专家的提议和社会公众需求,并能依据新形势新问题进行调整,采用合适的方法对方案评价,以获得更合理的配置方案.参 考 文 献[1]王浩.我国水资源合理配置的现状和未来[J].水利水电技术,2006,37(2):7-14.[2]陈家琦,王浩,杨小柳.水资源学[M].北京:科学出版社,2002.[3]伯拉斯.水资源科学分配[M].北京:中国水利水电出版社,1983.[4]P W He rbe rts on.M ultipli e-c riteria decision-m aking:aretros pectiv e analysis[J].IEEE Trans.,ON SYS.,Mn.andCyber.,1985,S MC-15(3):116-123.[5]E Ro m jin,M Tam inga.Mu ltiobjectiv e Dec isi on M akingTheory and M ethodology[M].North Holland:Elsevier Sc i2 ence Publishing Co.,1983.[6]G Yeh.W ater resource system s models:the ir roles in p lan2ning[J].Journal of W ate r R esource P lanning and M anage2 ment,1992,118(3):215-223.[7]W illis.Mu ltipli e-c riteria dec isi on-m aking:a re tros pec2tive analysis[J].IEEE Tran s.,ON SYS.,Mn.and Cybe r.,1987,S MC-15(3):213-220.[8]Cama ra A S,Ferre ia F C,Loucks D P,e t a l,M ultidi m en2si ona l si mula ti on app lied t o water re s ources management[J].W ate r Re s ources R esearch,1990,26(9):1877-1886.[9]Antle J M,S M Capall o.Physical and econo m ic mode l inte2grati on for m easurement of envir on m enta l i mpacts of 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].水利学报,2006,37(10):1181-1187.[33]裴源生,赵勇,张金萍.广义水资源合理配置研究(Ⅰ)———理论[J ].水利学报,2006,38(1):1-7.[34]赵勇,陆垂裕,肖伟华.广义水资源合理配置研究(Ⅱ)———模型[J ].水利学报,2006,38(2):163-170.[35]赵勇,陆垂裕,秦长海,等.广义水资源合理配置研究(Ⅲ)———应用实例[J ].水利学报,2006,38(3):274-281.[36]贺北方,周丽,马细霞,等.基于遗传算法的区域水资源优化配置模型[J ].水电能源科学,2002,20(3):10-12.[37]陈南祥,李跃鹏,徐晨光,等.基于多目标遗传算法的水资源优化配置[J ].水利学报,2006,37(3):308-313.[38]陈南祥,贾明敏,崔进涛,等.基于规则的水资源模拟配置模型[J ].灌溉排水学报,2005,24(4):22-25.[39]陈南祥.复杂系统水资源合理配置理论与实践———以南水北调中线工程河南受水区为例[D ].西安:西安理工大学,2006.[40]许木启.水体污染对水生生物多样性的影响[J ].科学对社会的影响,1995(4):5-13.[41]邵东国.综合利用水库水量水质统一调度模型[J ].水利学报,2000(8):10-15.[42]赵斌,董增川,徐德龙,等.区域水资源合理配置分质供水及模型[J ].人民黄河,2004,26(6):14-15.[43]游进军,甘泓,王浩.水资源配置模型研究现状与展望[J ].水资源与水工程学报,2005,16(3):1-5.Advance Study on W a ter Resour ces Ra t i ona l A lloca t ion a t Pre sen t and P rospectCHEN N an 2xiang,M IA O De 2qiang(North China I nstitute of W ater Conserv ancy and Hydr oelectric Po wer,Zhengzhou 450011,China)Ab stra ct:A i m ing at the p roblem s faced in the water res ources dev e l opment and utiliza ti on,t he functi on of wate r resource s alloca ti on is and ex pounded,the results of re sea rch on wa ter res ources a llocati on both at h ome and abroad a re su mm arized .In connecti on with there s ea rch in the fie ld of wate r re s ource s status and deve l opment trend,it is n o t ed tha t,t he wate r quality and quantity j oint opti mal a ll o 2cati on,the gene ra l wa t e r re s ources a ll ocati on ba s ed on wate r cycle and the mode l combined op ti m iza ti on and si m ulati on a re the st udy focus of wa t e r re s ou rces a ll ocati on .K y y ;f ;;5第29卷第3期陈南祥等: 水资源合理配置研究现状及展望 e w or d s:wa ter re s o u rces s stem ra ti o na l all oca ti o n o wa t e r re s ou rces p resen t situ ati on p ro s p ec t。
国内外水资源管理研究综述
智利和墨西哥 在初 始 水权 确认 和 分配 中的 比例水 权
问题 ,认为 比例水 权就 是按 确认 的一定 比例 并 在不 失公 平 的情况 下将 河 道 中 的水 资 源分 配给 相关 用水 户使 用 的水权 安 排 ,国外 的这些 研 究者 都 是直 接地
权能 的“ 利 束 ” 权 ;是 约束 和 规 范 人们 关 于 水 资 源
总 的来讲 ,关于水 权 概念 的界定 目前理论 界存
在“ 单权 说 ” 多权 说 ” 和“ 两类 观点 。
容 ;石玉波 (0 1 认 为水权应包 含所有权 、 占有权 、 20 )
支配权和使用权 四方 面 的 内容 ,张范 ( 0 1 也持 相 20 )
“ 单权说 ” 水权 定义 为水 资源 的使用 权 。国外 把 的不 少研究者持这 种观点 ,如 Sn h 19 ) ig (9 1 对滨 岸水
解 ,水权 就 是 “ 权 说 ” 单 意义 上 的 水 权 ;从 广 义 上 理解 ,水 权则 是 “ 多权 说 ” 义上 的水 权 。 意
1 2 关于水 权 交易 .
水质 能力 降 低 而 导致 的水 质 恶化 ( r n L We e, Ma a . br i
20 ) 0 1 也影响着 水权 市场 的效 率 。
滨岸 水权就是 合理 使用 与滨岸 土地 相连 的水体 但 又
不 影 响 其 他滨 岸 土 地 所有 者 合理 用 水 的一 种权 利 , 或者 说滨岸水权 就 是指 毗 邻水 体 和水域 的土 地所 有
者对 水资源 的使用 权 ;优先 占用 水权 则 是 以 占用 E t 期决 定用水户 优先 用 水 的一种 权 利 ,其 基本 原则 是 “ 时先 权 先” oern a dSh l e( 94 研 究 了 。R sgat n eee r 19 ) y
水资源资料
水资源资料篇一:保护水资源宣传资料1.世界上淡水资源很少许多人把地球想象为一个蔚蓝色的星球,其71%的表面盖住水。
事实上,地球上97.5%的水是咸水,只有2.5%是轻水水。
近70%的淡水是冰冻的,其余大部分是土壤中的水分或深层地下水,难以开采供人类使用。
江河、湖泊、水库及浅层地下水易于开采直接供人类使用,但其数量低于世界水平淡水的1%,约占地球上全部水的0.007%。
2.中国也是一个缺水国家我国水资源总量为2.81亿立方米,在世界排名第六。
虽然绝对数量丰富,但由于人口众多,人均水资源资源占有量却大大低于世界平均水平,仅世界人均占有数量的1/4。
中国水资源分布不均,北方和沿海地区的水资源源严重不足。
据统计,中国北方缺水区总面积约达58一万平方公里。
此外,随着人口的快速增长,人均水资源每年都在增加年在递减。
3.水资源现状人类不合理利用造成水资源的大量减少。
过度用水、水污染和引进外来侵略性物种造成湖泊、河流、湿地和地下含水层的淡水系统的破坏,已经给人类带来严重后果。
在美国、印度和中国的一些地区,过度开采地下水,水床沉降而无法补充河流的水源,常常造成河流断流而使下游干涸,如美国的科罗拉多河和中国的黄河。
据统计,中国660个城市中有400多个缺水,三分之二的城市供水不足。
中国城市年缺水量约60亿立方米,其中110个城市严重缺水。
大量淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方水资源的1/4。
除了缺水,水污染问题也较突出。
根据2001年对我国七大水系断面监测,达到三类水质可以进入自来水厂的最低要求的仅占29。
5%,而劣五类水质却高达44%。
另外,我国浅层地下水资源污染比较普遍,全国浅层地下水大约有50%的地区遭到一定程度的污染,约一半城市市区的地下水污染比较严重。
由于工业废水的肆意排放,80%以上的地表水和地下水受到污染。
目前,我国城市供水主要以地表水或地下水为主,或两种水源混合。
然而,我国部分地区长期超采地下水,导致区域地下水位下降,最终形成区域地下水位下降漏斗。
调水工程对生态环境的影响研究综述
a du f oal if e cs neo — ni n n ytkn a rrnfr rjc o t o ea da n na rbe n un e c —e v o met ig t a s o t b t a h m n - v l o r b a w e t ep e s h -
MA n Fa g—b n W ANG a i g, Xu n
( h e a o t yo t n ei n c n e ,Miir fE u ai ,S h o o E v o . T eK yL br o f ar Wae a d SdmetS i cs r e ns o d ct n c ol f n i n t y o r
径 。调 水工程 在 带来 巨大社会 经 济和 生 态环 境 效益 的 同时 , 然会 对 生 态环 境 产生 不利 影 响 。 必 结合 国 内外调 水 工程 的 实例 , 分析 评价 了调 水 工程 对 生 态环境 的 有利 和 不利 影 响 , 并针 对 不利
影 响提 出 了缓 解 和 防治对 策 。
一
1 国 内外调 水 工程 概 况
国 内外 大规 模 的 调 水 工 程 开 始 兴 建 于 2 0世 纪 5 0年 代 , 中 较 为 著 名 的见 表 1 示 。这 些 工 程 大 部 分 以城 市 其 所 生 活 用 水 和 农 业 灌 溉 用 水 为 主 要 目 的 , 有 少 数 以 改 善 还 环 境 和通 航 为 目的 。 调 水 工 程 能缓 解 区 域 水 资 源 短 缺 的 问题 , 有 防 洪 、 并 。调 水 工 程 是 从 多 水 地 区 调 到 缺
fr r et cnbigt m n o ssc l cn m ca d eo—evrn e t e e t e o cs a r r e d u oi ,e oo i n c pj n e a n i m na bn fs o ee ,i o l i .H w vr t
水利工程方向的文献综述3000字左右
水利工程是指人类利用水资源进行各种开发利用、保护和管理活动的工程领域。
水利工程领域涵盖了水资源开发、水利设施建设、水文水资源、水利环境、水利管理等多个方面。
近年来,随着全球气候变化和人口增长的影响,水资源的合理利用和管理变得越发重要。
本文旨在对水利工程领域的相关文献进行综述,总结该领域的研究现状和发展方向,以期为相关研究人员和工程师提供参考。
一. 水利工程的概念和发展历程水利工程是指对水资源的开发、利用和管理的一种综合性工程。
它包括了水资源的开发、水文水资源的研究、水利设施的建设、水利环境的保护、水利管理等多个方面。
水利工程在人类社会发展过程中起着举足轻重的作用,它对于农业生产、工业生产、城市供水、生态环境保护等方面都有着重要的影响。
水利工程的发展历程可以追溯到很早以前。
古代人类在农业生产中就开始了对水利设施的建设,如灌溉渠道、水堰、水车等。
随着工业革命的进行,人类对水利工程进行了更加系统和科学的研究和应用。
20世纪以来,随着全球范围内工业化和城市化进程的加速推进,水利工程的研究和应用也得到了极大的推动。
二. 水利工程的研究现状近年来,水利工程领域的研究方兴未艾,涌现出了大量的研究成果和创新技术。
对于水资源的开发和利用,研究者们提出了新的理论和技术,使得水资源的开发利用更加高效和可持续。
在水利设施建设方面,新材料、新工艺的应用为工程建设提供了更多选择。
水文水资源研究方面,遥感技术、地理信息系统等新技术的应用为水文水资源的研究提供了更多数据和手段。
水利环境保护方面也取得了一定进展,环境监测技术的发展使得水利工程对环境的影响更加可控,环境保护理念的提出也为水利工程的可持续发展提供了更好的保障。
在水利管理方面,信息化技术的广泛应用使得水资源的管理更加科学和高效。
国家和地方政府加大对水利工程的投入,建设了一大批水利工程项目,为广大裙众提供了更好的水资源保障。
三. 水利工程的发展方向1. 绿色水利工程:随着环境保护理念的深入人心,绿色水利工程成为了未来的发展趋势。
国外农村水利灌溉管理研究综述
国外农村水利灌溉管理研究综述【摘要】本文对国外农村水利灌溉管理进行了综述。
在探讨了研究背景、研究意义和研究内容。
在正文中,分析了国外农村水利灌溉管理的现状、模式、技术、经验和创新。
通过深入探讨这些方面,揭示了国外农村水利灌溉管理的特点和发展趋势。
在展望了未来研究的方向,提出了研究启示和价值。
本文通过对国外农村水利灌溉管理的全面介绍和分析,有助于为我国农村水利灌溉管理提供借鉴和启示,促进我国农村水利灌溉管理水平的提升,实现可持续发展。
【关键词】国外、农村、水利灌溉、管理、研究、综述、现状、模式、技术、经验、创新、展望、启示、价值。
1. 引言1.1 研究背景国外农村水利灌溉管理是农村现代化建设中一个重要的问题,随着全球气候变化和人口增长的压力不断加大,农村水资源的合理利用和管理变得尤为重要。
在国外许多发达国家,农村水利灌溉管理已经取得了一定的成就,他们通过不断的研究和实践,建立了一套科学合理的管理模式和技术手段。
这些经验和教训对我国农村水利灌溉管理的改进和提升具有借鉴意义。
目前国内对于国外农村水利灌溉管理的研究还比较缺乏,对于国外先进管理经验的吸收和借鉴也存在一定的障碍。
有必要对国外农村水利灌溉管理进行综合性研究和总结,以便更好地指导我国的农村水利灌溉管理实践,提高管理水平和效率,保障农业生产和农民生活的可持续发展。
1.2 研究意义农村水利灌溉管理作为农业生产中至关重要的一环,直接关系着农田灌溉水资源的利用效率和农作物的生长发育,对于提高粮食产量、保障粮食安全以及推动农村经济发展具有重要的意义。
而国外农村水利灌溉管理经验的分享与借鉴,不仅有助于在国外掌握先进的管理模式和技术,更能为我国农村水利灌溉管理工作提供有益的借鉴和启示。
通过深入研究国外农村水利灌溉管理的现状、模式、技术、经验和创新,可以为我国农村水利灌溉管理工作提供新的思路和方法,促进农业生产的可持续发展,助力乡村振兴战略的实施,对于我国农村水利灌溉管理工作的改进与提升具有重要的指导性和借鉴意义。
流域水资源调度研究综述
调 度 问 题 。5 0年 代 中 期 创 立 了 系 统 工 程 并 在 水 库 ( ) 化 调 群 优
1 2 水 资 源 调 度 分 类 .
水资源调度按照调度 方法可 分为常规 调度和优 化调度 ; 按
照调度 的时间可分 为年 、 、 调度 甚至更加 细化的周 、 月 旬 日调 度
和 实 时 调 度 ; 照 调 度 内容 可 分 为 防洪 调 度 、 涝 调 度 、 溉 调 按 排 灌 度、 供水 调 度 、 沙 调 度 、 电 和 生态 调度 等 , 可 划 分 为 综 合 调 排 发 也
江河 流 域 水 量 分 配 方 案 并 配 置 到具 体 用 水 户 的管 理 过 程 。水 资
源 调 度 概 念 目前 没有 确 切 的定 义 , 般 常 用 的 是 水 量 调 度 或 水 一 利 调 度 , 的 也 以 水 库 调 度 来 代 替 , 水 资 源 调 度 是 一 个 宏 观 概 有 但 念 , 盖 的 内容 极 为 广 泛 , 水 量 调 度 、 利 调 度 或 水 库 调 度 则 涵 而 水
1 水资源调度概念及分类
1 1 水 资 源调度 的概 念 .
水 资 源调 度是 水 资 源 管理 工 作 的重 要 内容 之 一 , 水 资 源 是 管 理 决 策 由规 划 、 划 和 方 案 到 实 施 、 置 的 具 体 手 段 , 落 实 计 配 是
Hale Waihona Puke 代 开始 的 , 运 用 到 防 洪 调 度 研 究 中 。 随 着 数 学 规 划 理 论 的 日 并
