海河流域水资源规划模型
水环境数学模型
过水断面污染物输移率
FAuCAQC
• 断面A上污染物输移率为断面平均流速
和平均浓度及断面面积乘积，
分子扩散作用输移
– 扩散是由于物理量在空间上存在梯度使之在空间上趋于 均化的物质迁移现象，
– 分子扩散：水中污染物由于分子的无规则运动,从高浓 度区向低浓度区的运动过程，
– Fick 第一定律：分子扩散质量通量与扩散物质的浓度 梯度成正比，
– 估算模型计算结果的偏差 – 有利于根据需要探讨建立高灵敏度或低灵敏度的模型 – 可以用来确定合理的设计裕量
• 环境系统的两种灵敏度分析
– 状态与目标对参数的灵敏度,即研究参数变化对状态变 量和目标产生的影响，
– 目标对状态的灵敏度,即研究状态变量的变化对目标值 产生的影响，
• 状态与目标对参数的灵敏度
吸附与解吸
• 吸附：水中溶解的污染物或胶状物,当与悬浮于
水中的泥沙等固相物质接触时,将被吸附在泥沙 表面,并在适宜的条件下随泥沙一起沉入水底,使 水的污染物浓度降低,起到净化作用;
• 解吸：被吸附的污染物质当水体条件 流速、浓
度、PH 改变时,又溶于水中的过程，
• 吸附-解吸作用总的趋势：水体污染浓度减少
Ix 1 E m C x, Iy 1 E m C y, Iz1 E m C z
– 式中: I 分别表示 x ,y ,z方向上的污染物扩散通量； Em 为分子扩散系数m2/s,C是时均浓度，
紊动扩散作用输移
– 湍流扩散：湍流流场中质点的瞬时值相对 于平均值的随机脉动导致的分散现象，
水环境模拟涉及主要问题
❖ 水流运动 ❖ 污染物在水中的迁移转化 ❖ 水体的耗氧和复氧过程 ❖ 河流水质模型 ❖ 湖泊与水库水质模型 ❖ 面源污染分析 ❖ 水污染控制系统规划
海河,地表,地下资料分析
海河,地表,地下资料分析一、海河流域地下水资源总体情况1、1地下水资源量总体情况据海河流域2000—2019年水资源公报，2000年以来，流域地下水资源量平均为224×108m3，与1956年以来的多年平均水资源量相比明显减少，减少15%以上。
近20年中的18个年份地下水资源量少于多年平均水平，占比90%。
仅有2012年、2016年在多年平均水平以上，主要是因为该两年降水量均在600mm以上，比多年平均降水量增加一成以上。
尽管如此，此两年的地下水资源量也仅是略高于多年平均水平，分别仅比多年平均值高6%、3%。
近20年来，降水量高于多年平均降水量的年份有7年，其中有5年地下水资源量低于多年平均水平。
以上分析表明，2000年以来，海河流域地下水资源量常年维持较低数值，即使在丰水年，转化成的地下水资源量依然较少。
流域地下水总体呈现水量少，且资源转化率不高的特点。
1、2对降水的响应点绘近20年海河流域年平均降水量与年度地下水资源量的关系表明，作为主要的地下水补给源，降水量与地下水资源量呈现出较好的正相关关系。
二者线性相关系数R为0.95。
年降水量在400mm 左右时，地下水资源量约为150×108m3，降水转化为地下水资源的比例约为11.7%；年降水量在600mm左右时，地下水资源量约为280×108m3，降水转化成地下水资源的比例约为14.6%。
因此，降水是影响海河流域地下水资源量最主要的因素。
此外，海河流域降水转化成地下水资源的比例不高。
二、地下水资源供水变化趋势2、1地下水供水情况海河流域地下水供水量近20年总体呈明显减少趋势。
2000—2007年间地下水供水量在250×108m3以上，维持在较高水平。
2008—2012年间基本维持在230~240×108m3之间，比以往有所减少。
2014年年底南水北调中线通水后，下降趋势较为明显，到2019年流域地下水供水量减少至160×108m3。
课件-(7水环境数学模型及预测)
人类活动的热排放
主要为火力发电厂、冶炼厂等冷却水的排放，可按随水 流迁移的热交换公式进行计算
6
5.1.2水体与大气的热交换
A R E C
辐射热通量
R I RI G RG S I G S
I为入射的太阳短波辐射通量；RI为被水面反射的太阳辐 射通量；G为入射的大气长波辐射通量；RG为G被水面反 射的大气辐射通量；S为水面发出的长波辐射热通量，单 位均为J/(m2.h)
12
5.1.3河流水温模型
程序步骤如下：
（1）计算上断面的初始水温。进入上断面的热量有干流 来水和支流来水带来的热量及排污热量，与水流充分混 合后，得到从上断面流入本河段的起始水温T0
W q T0 TI Tx TI QC p Q
热污染源引起 的水温变化 支流引起的水 温变化
9
5.1.3河流水温模型
类似于一维水质基本方程，可以写出河流 纵向一维水温迁移转化基本方程：
T T 2T u E 2 ST t x x
E为热量在水中的扩散、离散系数；ST为微元河段关于水 温的源漏项。一般河流中的扩离散作用远小于移流作用， 可忽略不计，则上式可简化为
T T u ST t x
20
5.2.2 QUAL - Ⅱ河流水质综合模型
各水质变量之间的相互关系
1-大气复氧作用；2-河底生物的耗氧；3-碳化合物BOD耗氧；4-光合 作用产氧；5-氨氮氧化耗氧；6-亚硝酸盐氮氧化耗氧；7-碳化合物 BOD的沉淀；8-浮游植物对硝酸盐氮的吸收；9-浮游植物对磷酸盐磷 的吸收；10-浮游植物代谢产生磷酸盐磷；11-浮游植物的死亡和沉淀； 12-浮游植物代谢产生氨氮；13-底泥释放氨氮；14-氨氮转化为亚硝 21 酸盐氮；15-亚硝酸盐转化为硝酸盐；16-底泥释放磷
海河流域水资源综合规划概要
ｒｓ ｕ ｃ ｓｐａ ｎｎ ｎ ｏｉ ｃ ｌｃ ｎ ｕ ｔｔ ｎ ｅ ｏ ｒｅ ｌｎ ｉｇ ａ ｄ ｐ ｌ ｉａ ｏ ｓ ｌａｉ ．Ａｎ ｎ ｐ ｃａ ｌｎ ａ ｄ ｔｒｅ ｔｅ ｔ ｌｎ ｒ ｏ ｌｔｄ ｔ ｏ ｄ ｏ ｅ ｓ ｅ ｉｌｐ ａ ｎ ｈ ｅ ｈ ｍａｉ ｐａ ｓｗｅ ｅｃ ｍｐｅｅ ．Ｗ ｉ ｈ ｃ ｔ ｔｅ ｈ
分 区规 划概 要
２ １ ． 中 国水 利 ０ １２ ３
海河流域水 资源综合规划概要
户作 亮
（ 利部 海河 水利 委 员会 ，０ １０， 津 ） 水 ３０ ７ 天
摘 要 ： 河 流 域 水 资 源 综 合 规 划 是 全 国 水 资 源 综 合 规 划 的 重 要 组 成 部 分 。规 划 工 作 于 ２ ０ 海 ０ ２年 启 动 ， ２ ０ 到 ０ ９年
ｗｈ ｌ ｒ ｃ ｓ ｏ ｓｓｅ ｆｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ，ｎ ｍｅ ｙ ｉ ｖ ｓｉ ａｉ ｎ ａ ｄ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｏ ｔ ｒ ｒ ｓ ｕ ｃ ｓ ｆ ｒ ｌ ｔ ｎ ｏ ｔｒ ｏｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｉｔ ｄ ｏ ｈ ｅ ｈ ｓ ｓ ａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ ｓ ｅ ｓ ｎ ｆｗａ ｅ ｅ ｏ ｒ ｅ ， ｏ ｍｕ ａ ｉ ｆ ｗａｅ ｇ ｏ ｏ
四 、 资源 规 划 主 要 成 果 水
水 资 源 规 划 的 基 准 年 为 ２ ０ ０８ 年 ， 期 规 划水 平 年 为 ２２ 近 ０ ０年 ， 期 远 规划 水平 年为 ２ ３ ０ ０年
１ 资 源调 查 评 价 阶段 （ ０ ２ ． 水 ２ ０ 水 文 站 天然 径流 量 、地 表 水资 源 量 、
指导 ， 以水 资源 总量控 制为原 则 ， 出 提
南水 北调工 程通水 后海 河流域水 资 源 合理开发 、 优化 配置 、 面节约 、 全 有效保 护和综合治理 的总体 布局 和战略方案。 海 河 流 域 水 资 源 综 合 规 划 以科 学 发 展 观 为 指 导 思 想 ．坚 持 以人 为 本 ， 总 量控 制 、 筹 协调 、 量 水质 按 统 水
水循环规模评估及水资源配置建模
水循环规模评估及水资源配置建模水是人类生活和经济发展不可或缺的重要资源，合理评估水循环规模并进行有效的水资源配置是保障水资源可持续利用的关键。
本文将对水循环规模评估及水资源配置建模进行探讨。
首先，水循环规模评估是指对水循环系统中各个环节的水量进行量化和评估。
水循环系统包括了降水、蒸发腾发、地下水补给与排泄、径流等各个环节。
通过对水循环规模的评估，可以了解各环节的水量情况，进而进行水资源的合理配置。
在水循环规模评估中，我们可以运用遥感技术、水文模型等工具和方法。
遥感技术可以通过卫星等平台获取大范围的水文数据，如降水量和蒸发腾发量，从而对水循环规模进行评估。
而水文模型则可以模拟和模拟不同地区的各个水文要素，如径流量和地下水补给等。
通过将这些数据和模型结合，可以获得详细的水循环规模评估结果。
其次，水资源配置建模是指通过数学模型和优化算法，对水资源进行合理配置的过程。
水资源配置建模需要考虑诸多因素，如水资源需求、水量分配、水质要求等。
在模型中，我们可以考虑各种约束条件，如供需平衡、最小化成本、最大化效益等，通过数学算法求解，得出最优的水资源配置方案。
水资源配置建模可以采用线性规划、整数规划、动态规划等数学方法。
线性规划适用于解决简单的水资源配置问题，通过建立数学模型和约束条件，求解出最优解。
而整数规划则适用于解决更加复杂的问题，考虑到资源分配的离散性。
动态规划可以用于解决水资源配置中的时序问题，考虑到水资源的时变性。
为了更好地应对复杂的水资源调度问题，还可以运用人工智能算法，如遗传算法、模拟退火算法等。
这些算法可以通过模拟自然选择和优化过程，搜索全局最优解或近似解，以实现更灵活、高效的水资源配置。
值得注意的是，水循环规模评估和水资源配置建模需要考虑到社会经济发展和生态环境保护的因素。
在评估水循环规模时，应充分考虑气候变化、土地利用变化等因素对水循环系统的影响。
在进行水资源配置建模时，要平衡不同利益主体的需求，确保水资源的公平分配和可持续利用。
海河水利学术论文摘要参考
海河水利学术论文摘要参考背景介绍海河是中国第二大河流，全长1063.9公里，流域面积319,777平方千米，是华北平原的重要水资源。
随着工业和城市化的发展，海河面临着日益严峻的水资源供需矛盾和生态环境恶化问题。
因此，研究海河水利问题，建立合理的水资源管理模式，对于实现可持续发展具有重要意义。
学术论文摘要1. 构建海河流域水资源管理模型该论文提出了一种基于GIS和数学模型的海河流域水资源管理模型。
该模型可以准确测量海河流域的水资源量，并对其进行合理分配和利用。
该模型还通过研究不同区域的水资源分布特点，提出了合理的水资源调配方案。
2. 海河流域生态系统研究该研究通过对海河流域的生态系统进行分析，发现了生态环境恶化的原因，并提出了相应的对策。
研究还证实，生态系统的恢复和维护对于保障海河水资源的可持续利用具有重要意义。
3. 海河流域水文环境演变分析该研究通过对海河流域的水文环境进行分析，揭示了海河水资源供求互动机制和环境演变规律。
该研究还通过数学模型，预测了未来的水文环境变化趋势，为制定合理的水利工程建设规划提供了科学依据。
4. 海河流域水土保持措施研究该研究主要针对海河流域的水土流失问题，针对不同地区的情况，提出了合理的水土保持措施。
研究还通过实地调查和数据分析，验证了这些措施的可行性，并总结了实施这些措施的经验和教训。
结论综上所述，针对海河流域的水资源供需矛盾和生态环境恶化问题，学术界积极开展了相关研究。
通过构建水资源管理模型、研究生态系统、分析水文环境和提出水土保持措施等举措，为保障海河水资源的可持续利用提供了科学依据和经验总结。
期望相关研究能够得到更为广泛的应用和推广。
水环境数学模型-第五章-河流水质模型
河流水质模型是近十几年来研究得比较广泛且较深入的课题，并将研究 的水质模型比较成功地用于河流、流域的水质规划和管理。如 QUAL-Ⅱ是应 用得较成功的一个例子。目前使用的许多水质模型是在 S-P 模型的基础上加 以修正而获得的。 水质模型可用于估计在稳态条件下，即水质和水量不随时间变化的条件 下水质的变化行为。 同时亦可用于估计动态条件或随时间而改变时水质状况。 我们可用许多参数，如 BOD、DO、SS，大肠杆菌以及其他影响水质的因素来 描述和评价水体的质量。本章以 S-P 方程开始介绍各种类型的水质模型，同 时介绍若干计算实例以及确定模型中各参数的方法。通过本章介绍，使读者 能掌握模型的一般解法和使用条件，同时能较好地掌握模型中参数识别的各 种方法。 5.1 Streeter-Phelps 模型的基本形式
基本的经典水质模型是由 Streeter 和 Phelps（1925）提出来的，并且后 来由 Phelps 在 1944 年总结和公布的。其基本原理是相当合理的，所以至今 仍使用其某些修正形式。 在稳态条件下，一维河流水质模型的基本方程是 ݑ డ௫ ൌ ܦడ௫ మ ܵ
డ డమ
ቀ݁ ିሺభ ାయ ೠ െ ݁ ିమ ೠ ቁ െ
ሻ
ೣ
ೣ
ಿ ಿ ሺሻ ಿ ିమ
ቀ݁ ିಿ ೠ െ
（5-29）
ೣ
所有上述介绍的修正式均可用于描述在不同条件下，河流水体中 BOD、 DO 的变化。 5.1.3 Streeter-Phelps 方程的基本解
件
（1）有弥散存在的稳态解 假设一条河流是很长的，BOD 污染源位于河段的始端 x=0 处，其边界条 L（0）=L0、L（∞）=0、O（0）=00、O（∞）=Os，则
海河流域水资源综合规划概要
海河流域水资源综合规划概要户作亮【摘要】海河流域水资源综合规划是全国水资源综合规划的重要组成部分.规划工作于2002年启动,到2009年年底结束,历时8年,完成了水资源调查评价、水资源规划编制和行政协调3个阶段的工作以及1项专项规划和3项专题研究.海河流域水资源综合规划提出的南水北调工程实施条件下的流域水资源配置方案和水资源可持续利用对策,将指导海河流域今后20年的水利管理与建设,为实行最严格的水资源管理、支持海河流域经济社会可持续发展发挥重大作用.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2011(000)023【总页数】4页(P105-107,100)【关键词】海河流域;南水北调;水资源;规划;配置【作者】户作亮【作者单位】水利部海河水利委员会,300170,天津【正文语种】中文【中图分类】TV212.4一、规划背景1.流域概况海河流域面积32万km2，属于半湿润、半干旱气候区，呈扇形分布，河系分散，源短流急。
海河流域是我国政治文化中心和经济发达地区，地跨京、津、冀、晋、豫、鲁、辽、内蒙古8个省（自治区、直辖市）。
2008年流域总人口1.38亿人，城镇化率50%，人均GDP 3.1万元。
2.开展规划的必要性海河流域是我国资源性严重缺水地区，多年平均年水资源总量370亿m3，水资源人均占有量仅为全国平均水平的1/8。
海河流域以仅占全国1.3%的水资源量，承担了全国10%以上的人口、GDP和粮食生产，经济社会发展对水资源的需求大大超过流域水资源承载能力，造成水资源供需矛盾突出、水生态恶化、水污染严重等一系列问题。
随着流域人口不断增长，经济社会快速发展，人民生活水平不断提高，对水资源安全保障提出了更高的要求。
如何以有限的水资源支持流域经济社会可持续发展，改善环境，维持生态平衡，成为海河流域面临的迫切任务。
3.规划任务与目标海河流域水资源综合规划的主要任务是在摸清水资源及其开发利用现状的基础上，根据流域经济社会发展和保护生态环境的要求，以科学发展观为指导，以水资源总量控制为原则，提出南水北调工程通水后海河流域水资源合理开发、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理的总体布局和战略方案。
水资源管理模型的构建与优化
水资源管理模型的构建与优化随着人口的不断增长和经济的发展，水资源已经成为一种日益紧缺的资源。
当下，水资源的管理问题已经成为一项全球性的难题，因此构建一种科学合理的水资源管理模型显得十分重要。
下面，本文将探讨水资源管理模型的构建与优化。
一、水资源管理模型的构建1.数据采集水资源管理模型的构建首先需要大量真实、可靠的水资源数据。
政府和各大机构需要加强对水资源数据的采集，包括水质、水量、水位、地下水位等方面。
同时，社会大众也可以通过水资源管理软件等工具参与到数据采集工作中。
2.模型架构模型架构是水资源管理模型构建的关键之一。
最常见的水资源管理模型是基于水文循环理论的水资源管理模型。
该模型通过分析大气、地表水、和地下水等水源之间的相互关系以及水资源的自然补充机制，从而优化水资源管理方案。
此外，还可以结合数据挖掘和人工智能等技术，构建全新的水资源管理模型。
3.实验测试建立初步的水资源管理模型后，需要进行实验测试。
可以由专业机构或学术团体负责实验测试的实施，对模型进行校正和完善。
此外，还可通过模拟气象场、流域水文场和地下水位等来对模型进行拟合、验证和评估。
二、水资源管理模型的优化1.政策优化水资源管理需要政策的支持。
现有的水资源管理政策需要更好地与管理模型相结合，以确保水资源充足且合理利用。
政策优化包括适当的管制、激励措施、重视水权、加强环保建设、生态保护等措施。
2.技术优化信息技术为水资源管理提供了方便的手段。
可基于模型建立一套全面、实时、准确的水资源信息技术平台。
这套平台需要保证数据采集、存储、处理及传输的有效性和实时性。
同时，还需要特别关注水资源可持续发展问题，探索其未来发展模式。
3.人力资源优化水资源管理需要高素质的人力资源支持。
政府和企业需要保障水资源管理人员的工作环境和待遇，加强专业培养和职业发展。
此外，加强水资源管理宣传和普及，提高公众对水资源的意识和保护意识，形成全社会共同参与的管理模式。
总之，水资源的管理是一个复杂而长期的过程。
海河流域水资源规划简介
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海河流域水资源规划简介
!水利部海河水利委员会
一、规划简况
!"世纪水利发展进入新的历史时
期，遵照党中央、国务院提出的新时 期治水方针和水利部党组提出的新的 治 水 思 路 ， 水 利 部 于 "### 年 $ 月 安 排 海河水利委员会 （ 以下简称海委）启 动开展海河流域水资源规划。
’*** 年三次连续枯水年，从而进一步
加剧了水资源供需矛盾。 海河流域属资源性缺水，是我国 水资源形势最为紧张的地区。随着人 口增加、经济发展和城市化水平的进 一步提高，水资源紧缺将成为影响流 域’"世纪经济社会可持续发展的主要
较完整的供水系统。 不含污 "(($ 年，流域总供水量 （ 水 ） 1!’ 亿 &!。 其 中 ， 地 下 水 供 水 量
二、规划指导思想与目标
指导思想 根据海河流域的实
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中国水利 !&&$+" . 刊
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南水北调
宏观经济需水预测模型、供需平衡分 析模型，并建立了基于数字化流域的 水资源规划平台、水资源管理信息系 统和决策支持系统，为今后流域水资 源滚动开发规划奠定了基础。
型社会。海河流域用水效率虽然处于 较高水平，但是与国内外先进水平相 比，仍然有一定的节水潜力。 本次规划提出，通过采取各种节 水措施，到 #-%- 年可节水 .# 亿 ,!，相 当 于 减 少 需 水 量 )$ ， 其 中 城 镇 生 活 节水 #"+亿 ,!，工业节水 %) 亿 ,!，农业 节水 #% 亿 ,!。节水投入共需 #’& 亿元。 通过节水和经济结构的调整，城 镇 年 人 均 用 水 量 由 现 状 的 #&%,! 降 至
海河流域的水资源与水环境现状
海河流域的水资源与水环境现状（1）海河流域水资源现状海河流域多年平均径流量264亿m3，约为黄河径流量的1/2（580亿m3），长江的1/40（9600亿m3），河流方面流域内仅有5.75%的河流径流深大于200mm，与黄河流域（12.56%）、长江流域（89.16%）相差甚远；而湖泊方面海河流域仅有白洋淀1个湖泊水域面积超过100km2，与黄河流域（3个）、长江流域（21个）差距较大，总的来说海河是我国水资源量较为匮乏的流域。
随着社会经济的快速发展，海河流域用水量不断增加，加之近年来气候变化温度升高而流域降雨量常年偏少，海河流域逐步变为我国严重缺水的地区。
当前流域总人口约1.4亿，人均水资源占有量仅为250m3，约为全国人均水资源占有量的13%，世界人均水资源占有量的3%。
海河流域1956~2010多年平均地表水资源量约为197.4亿m3，其中1956~1979年平均250.1亿m3，1980~2000平均174.8亿m3，而2000~2010平均113.2亿m3，仅为1956~2000年资源量的52.4%，海河流域地表水水资源量整体呈明显的下降趋势；从流域内部来说，海河南系为地表水资源量最丰富的地区，1956~2010多年平均地表水资源量为90.2亿m3，其次是滦河水系（47.5亿m3）与海河北系（45.5亿m3），徒骇马颊河水系为14.2亿m3。
据统计多年以来海河流域降水量也呈下降趋势，但与明显下降地表水资源量和河流径流量不同，海河流域降水量下降幅度较低，1956~1979年平均降水量564.8mm，1980~2000平均499.9mm，2000~2010平均483mm，与历史最高值相比，2000~2010年平均降水量仅下降14.4%；从流域内部来看，各水系平均降水量差距较小，降水最多的地区是徒骇马颊河水系，1956~2010多年平均降水量为563mm，其次是海河南系（542mm）与滦河水系（537mm），海河北系降水量最少，为480mm。
海河流域水资源量演变分析研究
海河流域水资源量演变分析研究王佰伟1，张存龙1，刘诗剑2（1. 水利部海河水利委员会，天津 300170；2. 拉萨市水利局，西藏·拉萨 850012）摘 要：为研究海河流域长期以来的水资源条件及其变化情况，对水资源总量、地表水资源量、地下水资源量的长时间系列，采用Mann-Kendall检验法进行了趋势性分析，并对其年际变化进行了量化分析，同时分析了近20年所面临的水资源形势，对水资源演变的影响因素进行了探讨。
结果表明：长期时间尺度来看，海河流域水资源总量、地表水资源量和地下水资源量均呈显著衰减趋势，同时伴随年际变化大的特点。
近20年水资源总量、地表水资源量相比历史长系列，分别衰减17.06%、30.62%；地下水资源量衰减4.64%，衰减幅度相对较小。
据此可得出结论，从水资源天然禀赋的角度，海河流域面临的水资源条件较以往更为不利。
以此为基础，提出了加大外流域调水力度、按不同水源特点进行管理等对策措施。
关键词：水资源总量；地表水资源；地下水资源；趋势检验；海河流域中图分类号：TV211.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2022)03-0015-04海河流域区位重要，是我国经济发达地区，人口密度大，同时也是我国水资源最为紧缺的区域。
水资源量仅占全国水资源量的约1%，但承担着10%以上的人口用水和约12%的灌溉面积，是典型的资源型缺水区域，水资源极度脆弱。
海河流域的关键脆弱性为水量短缺[1]，加之未来气候变化条件下海河流域水资源管理将面临更加严峻的挑战[2-3]，水资源量问题成为海河流域水资源管理必须面对的问题。
有研究表明，海河流域降水和水资源量变化较为复杂，且具有一定趋势，年降水量呈显著减少趋势[4]，山区径流逐渐减少[5]，地表水资源量和水资源总量的年际变动较大[6]，在没有新的水源、流域年降水量在500 mm以下情况下，海河流域水资源供需平衡将是不安全的[7]。
鉴于以上情况，有必要对海河流域长期以来的水资源演变情况进行研究，在分析水资源长期演变的基础上，更深层次认识流域发展所面临的水资源条件和形势，提前谋划水资源配置和布局，应对水资源长期变化对经济社会发展带来的影响。
水资源管理中的模型建立与优化
水资源管理中的模型建立与优化一、引言水是我们生存不可或缺的资源，水资源的管理是非常重要的。
水资源管理需要完善的技术手段和管理模型的支持，这些技术和模型可以帮助我们更好的管理和保护水资源，以应对当前和未来的水资源挑战。
二、水资源管理中的模型建立在水资源管理中，建立水资源管理模型是非常重要的。
这些模型可以帮助我们预测未来的水资源供需情况，识别和分析水资源利用的瓶颈，制定并优化水资源分配方案。
1.水资源模型的建立水资源模型是数字化的表达方式，通过建立水资源系统的数学模型，来描述水资源的供应、需求、利用等方面的关系，并预测未来的水资源潜在供需关系。
根据水资源模型的类型和应用目的，水资源模型可以分为多个不同的子领域，如水资源可持续利用模型、水资源缺口模型等等。
2.计算机模拟为了更准确的描述水资源系统，模型需要使用计算机模拟技术进行建模和优化。
计算机模拟可以帮助我们更快捷的处理和分析数据，并且提供了一种精确的方法来评估不同的水资源管理决策对水资源利用和水环境保护的影响。
三、水资源管理中的模型优化在已有水资源模型的基础上，优化模型可以进一步提高水资源管理的效果，降低对于水资源的损失和浪费。
1.优化模型参数模型的参数直接决定模型准确性和适应性的好坏，因此优化模型参数可以帮助我们更准确的模拟和预测水资源系统的运行状态。
通常有两种方法可以实现模型参数优化，一种是通过实验数据和观测数据来估计，另一种是通过优化算法和数据挖掘技术来求解。
2.优化分配方案和决策针对水资源短缺和供需矛盾等问题，我们需要进行水资源分配和管理，使用优化算法等方法，可以帮助我们更好的制定水资源分配方案和管理决策。
例如，从水资源利用效率、生态环境保护、社会经济利益等多个方面入手，综合考虑制定具有实际可行性的水资源管理决策。
四、水资源管理中的应用案例1.贵州省水资源模型应用贵州省是我国西南地区一个典型的水资源短缺省份。
贵州省水资源管理中心建立了基于计算机模拟的水资源管理模型和相应的优化算法，通过对模型参数的优化和管理方案的优化使得贵州省的水资源利用更为高效和精准。
“海河流域水循环演变规律与水资源高效利用”项目被列入国家“973”计划
［ ］ 郝金明 ，等 ． ２ 局部区域 Ｇ Ｓ 准计算 方法研 究 ［ ］ Ｐ水 Ｊ ．解放 军测
绘 学 院 学 报 ，１９ ， （ ） ９８ １ ．
［ ］ 张留柱 ． Ｐ ３ Ｇ Ｓ在水库河道 中的应用［ ］ Ｊ ．人民黄河 ，１９ ，（ ） ９７ ７ ． ［ ］ 詹龙喜 ，等 ． Ｔ ４ Ｒ Ｋ技术在 Ｇ Ｓ高 程测量 中 的应 用研 究 ［ ］ Ｐ Ｊ ．上
实际上由于淤积体积精度要求不得高 ，使用正常高引
起 的误差 常 被 忽略 不 计 。当我们 用 Ｇ Ｓ测 量 时 ，不仅 Ｐ 得到了平面几何量 ，同时较精 确地获 得 了高度方 面 的几 何量— — 大地高 ，若直接利用 Ｇ Ｓ测量结果计算水库的 Ｐ 淤积 体积 ，会更 合 理 也更 准 确 。因此 ，水库 的 冲淤 厚 度 、淤 积 体 积 的计 算 完 全 可 以直 接 使 用 Ｇ Ｓ测 得 的 Ｐ ＷＧ ８ Ｓ一 ４大地高成果 。对于 已采用正常 高的测区 ，仍需 经过联 测两个 高程 系统 的 已知点 ，测 得结果 改正到 同一
方法要求基 站点 和水准 点密 度更 大。在大 面积 作业 时 ， 需分 区转换 ，分 区大小要视测 区高程异常大小 而定。 水库测量 最终计算 成果 中有关 高程 的是 冲淤厚 度 、 冲淤量 和库 容等 成果 。 以往 进 行 水库 淤 积 测量 ，需 要
需将 Ｇ Ｓ测量 的高程成果 转换 成正 常高后再 计算 库容 。 Ｐ
实际上， 水库库容是具有物理意义的高程下的容积，水 库 的河道水位也是 具有物 理意义 的 ，它们不是 一个 几何 量 ，因此也不 能 直 接采 用 大 地 高 成果 。这 种 成果 的计 算 ，就不得不将 Ｇ Ｓ测量的大地高转换为正常高使用。 Ｐ
浅析数据库技术在海河流域水资源综合规划中的应用
浅析数据库技术在海河流域水资源综合规划中的应用论文关键词：数据库技术；水资源规划；供需分析；海河流域论文摘要：海河流域水资源综合规划采用水资源系统配置模拟模型对全流域进行了长系列的供需分析，生成了近2万行供需平衡数据。
如果采用常规手工统计分析方法进行供需分析，难于适应规划的进度和精度要求。
介绍如何利用Foxpro数据库系统提供的强大数据处理功能，实现供需平衡数据的统计分析和输出，并给出了实用的程序片段，不仅对提高水资源规划工作效率有所帮助，而且其思路和方法对其他专业规划也具有一定的参考价值。
1引言海河水利委员会在水资源综合规划中委托中国水科院水资源所开发研制了海河流域水资源系统配置模型,配置模型以水资源三级区套地市作为基本计算分区，同时又根据规划精度的要求对分区作了进一步细化，共划分107个计算单元。
利用配置模型对全流域进行了长系列的供需分析．生成了基准年、2010、2020和2030年4个规划水平年107个计算单元45年的供需平衡数据，不仅数据量大，而且方案反复调整,十分烦琐，若采用常规手工统计分析方法，对计算单元供需平衡数据按不同分区进行各种频率的供需分析，难于适应规划的进度和精度要求。
运用Foxpro数据库系统提供的强大数据处理功能．基本实现了不同水资源分区供需分析长系列成果生成、均值统计、各种保证率成果确定、大型调水工程不同保证率供水量统计及最终成果表编制等工作的程序化,极大地提高了工作效率。
2建立基础数据库水资源配置模型运行后导出的供需平衡数据为包含107个计算单元的1956-2000年的系列数据．文件数据格式既可选择Excel表格，也可选择以Tab为分隔的数据文件．表格基本格式见表1(仅列部分字段)。
Foxpro数据库系统具有直接导入以上两种数据格式文件并生成相应数据库的功能。
以Tba分隔数据文件为例，如水资源配置模型导出文件名为balance．dat则导入并建立数据库的程序为：use单元供需分析．dbfdelel allpackappend from balance．Dat type delimited with tab其中，“单元供需分析．dbf”为事先建立．其字段为与balance．dat相一致的数据库文件。
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精选课件
5
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二、水资源规划支持平台 总体设计
精选课件
6
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （一）、现代流域水资源规划的特点
、 水
1.流域系统是复杂大系统
资
源
规
划
支
持
平
台
总
体
?…
设
计
精选课件
7
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （一）、现代流域水资源规划的特点
天然循环
人工循环
持
基础数据库支撑环境
平
台
总
体
水资源开发利用规划方案非劣解（集）
设
决策支持机制
计
水资源开发利用规划满意方案
精选课件
多目标分析 多准则评价 群决策协商 支持系统
17
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （四）、基于数字化流域水资源规划平台功能框架
、
水
规划决策者
资
源
GIS支持平台
人机交互系统
精选课件
1
海河流域水资源规划模型及 管理信息系统研究
精选课件
2
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
一、项目背景与任务 二、水资源规划支持平台总体设计 三、基于数字化流域水资源规划平台 四、基于GIS的流域分布式水文模型 五、经济发展与水资源可持续利用战略 六、结论与建议
精选课件
3
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
精选课件
29
三 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
、
基
于
数 字
功能二：现状评价
化
流
域 的
用可持续发展准则及模糊评价原理实
水
现对流域水资源及其开发利用作出快速诊
资 源
断。
规
划
平
台
精选课件
30
精选课件
31
精选课件
32
精选课件
33
精选课件
34
精选课件
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三 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
精选课件
22
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
地形地貌
流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
精选课件
23
社会经济
精选课件
24
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
土地利用
流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
精选课件
25
水利工程
精选课件
、
基
于
数 字
功能三：水文过程分析
化
流
域
的 水
通过分布式水文模型分析流域水
一、项目背景与任务
精选课件
4
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
性质：海河流域水资源规划的专题研究
一 目的：为海河水资源规划提供技术支撑和规划平台
、
项 内容：
目 背
➢流域水资源转化基本规律分析
景 与
➢流域水资源管理信息系统开发
任
务
➢初步建立数字化流域和水资源规划模型集
➢分析海河流域水资源供需平衡，提出对策与措施
二 、 数字化流域构架
水 资 源 规 划 支
数字流域是按空间位置组织和管理流域所有的水以及与 水相关的经济社会发展的信息,并能在计算机网络中真实再现 的信息系统。数字化流域是指在数字流域的基础上，通过模 型反映水与水之间、水与经济社会发展之间、水与生态环境 之间的内在联系的虚拟流域系统。
持
+ + + 平 分布式数据库
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
降水
流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 径流
流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
用水现状 流 域 水 资 源 管 理 信 息 系 统
的 水
平台
资
源
清华大学
规
海河水利委员会
划
水科院水资源所
平
台
精选课件
20
三 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
、
基
于
数
功能一：台可以实现流域的水资源信
水
息以及相关的经济社会发展等信息时空分
资
布的查询。
源
规
划
平
台
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
地理位置
设
计
精选课件
12
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 、
数字地球的概念
水
资
源
规
划
支
持
平
台
总
体
设
计
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二
、
三维可视化 快速增长的网络化 多源信息的集成
水
浏览界面 地理空间信息世界
和显示机制
资
源
科学计算
基本组成
规 划 支 持
海量存储
技术
实现
卫星影像 支持 数字地球 层次
二 （一）、现代流域水资源规划的特点
、 水
4.纷繁变化的世界需新理论新技术新方法支撑
资
源
规
划 支 持
信 息 技 术
。 。 。
平
台 总 体 设
系 统 分 析
决
模
策
型
支
理
持
计
论
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （一）、现代流域水资源规划的特点
、 水
5.滚动规划是必然之路
资
源
规
划
支
台
3S+Web
水模型系统
决策支持机制
总
体 设 管理信息系统
数字流域
数字化流域
决策支持系统
计
精选课件
16
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （三）、基于数字化流域水资源规划平台逻辑框架
、
水
预案生成机制
资
水资源开发利用规划预案（集）
源
数字化流域
规
基于全流域GIS系统的
划
水资源循环转化模型
支
情景分析机制
宽带网
全球层 国家层 区域层
平
互操作
应用领域
台
元数据
总 体 设 计
指 打 适增
灾
导 击 居加
害
虚 拟
犯 罪
社农 区业
…
快 速
外 活 建生
反
交 动 精设选课件产
应
数字地球 的
内容
14
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二
、
水
资
源
规
划
支
持
平
台
总
体
设
计
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
专家咨询
规
划
支
信息查询 现状评价 水文模型 需水预测 供需平衡 方案决策 公共服务
持
平
台
总
体
专用数据库
专用GIS库
模型库
方案库
知识库
设
计
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
三、基于数字化流域的 水资源规划平台
精选课件
19
三 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
、
基
于
数
字
化
流
域
持
平
台
总
体
设
计
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （二）、流域水资源规划支持系统建设原则
、
水
资
➢充分体现科技创新水平，兼顾实用性和可操作性
源
规
划
➢为流域水资源管理和滚动规划提供基础平台
支
持
➢初步建立数字化流域和水资源规划模型集
平
台
总
➢分析海河流域水资源供需平衡，提出对策与措施
体
、 水
2.水资源规划具有多目标多层次性
资
源
一个都不能少！
规
划
支
持
平 台
经济 社会 生态 环境
总
体
设
计
精选课件
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海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究
二 （一）、现代流域水资源规划的特点
、 水
3.水资源为公共物品要大家参与
资
源
规
划
支
持
平
台
总
体
设
计
精选课件
9
海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究