3.1 研究目标、思路与技术路线
3.1.1 研究目标
探索构建太湖流域综合调度评价指标体系,分析研究太湖流域综合调度关键技术,构建面向“三个安全”的流域综合调度模式,促进流域实现“科学调度、精细调度”,发挥水利工程调度的综合效益,为建设流域水生态文明、实现以水资源可持续利用支撑经济社会可持续发展提供技术支撑。
3.1.2 研究思路
为保障太湖流域“三个安全”,充分利用相关规划、调度实践和科研成果等已有工作基础,通过调研收集各地区河湖水体流动、防洪、供水、水生态环境现状,以及主要控制线工程规模、功能、调度方式等情况,界定太湖流域综合调度内涵,梳理分析流域调度存在的问题,构建太湖流域综合调度评价指标体系,研究提出流域综合调度需求和目标;在此基础上,以太湖流域水量水质数学模型为技术手段,一方面从雨洪资源利用、供水需求满足、骨干工程潜在的防洪与供水效益挖掘等角度,优化流域现状调度;另一方面结合区域水体有序流动、水环境改善效果分析与典型地区河网水体有序流动水环境调度示范试验,探明河湖有序流动的水环境响应机制,探索提出基于平原河网有序流动的水环境调度模式;最终构建面向“三个安全”的流域综合调度模式,统筹协调流域防洪、供水与水生态环境改善不同目标,实现工程体系联动与调度目标联动,促进太湖流域实现综合调度,提升流域的综合治理与管理水平。
3.1.3 技术路线
本书以现状流域调度及河湖水体流动特性为基础,以太湖流域水量水质数学模型为主要计算分析工具,结合典型地区水量水质原型观测试验,从指标体系构建、机理探索、调度研究、典型试验4个层次研究流域综合调度关键技术。
1.指标体系构建
梳理借鉴国内外典型河湖调度指标研究成果,结合现状调研,界定太湖流域综合调度内涵,分析流域现状调度存在问题,提出新形势下太湖流域综合调度的需求;构建太湖流域综合调度评价指标体系,提出流域综合调度评价方法,初步提出流域及区域综合调度目标;应用构建的综合调度评价指标体系,结合实测资料,评估现状流域综合调度情况。
为研究满足“三个安全”要求的太湖流域综合调度方案,本书构建了综合调度评价指标体系,主要用于对现状调度方案、研究调度方案等进行比较评价,找出调度方案存在的薄弱环节,为太湖流域综合调度方案优化提供技术支撑,为太湖流域综合调度提供宏观指导。鉴于实际调度工作受气象条件、水利工程上下游水文条件、不同省市间行政协调等因素的影响,本书中所提出的太湖流域综合调度评价指标体系若用于评价调度业务部门实际调度工作的优劣,尚需考虑实际调度的多种影响因素,进一步调整完善。
2.机理探索
界定流域河湖水体有序流动内涵,提出基于平原河网有序流动的水环境调度目标;结合历年流域及区域调度管理实践及成果,评估现状综合调度下的水体流动规律;开展河湖有序流动的水环境响应机制研究,探明太湖与出入湖河道水体有序流动的联动效应,提出太湖与出入湖河道水体有序流动的联动模式;研究区域河网水体有序流动与水量水质的响应关系,提出典型区域水体有序流动的模式;开展流域骨干河道联合调度、综合调度潜力及效果分析,研究提出基于平原河网有序流动的流域水环境调度模式。
3.调度研究
基于研究提出的太湖防洪、供水、水生态环境调度目标,在分析流域降水类型以及强度的季节性规律的基础上,分析现状太湖防洪与调水控制水位时段划分的合理性和年内不同时段太湖雨洪资源利用的可行性,优化太湖现状防洪与供水调度控制要求;研究太湖多因子指标水生态环境调度的可行性,分析太湖水生态环境调度效果及防洪风险,提出太湖水生态环境调度控制要求;提出太湖综合调度控制要求建议。
研究望虞河、太浦河等流域骨干河道现状调度优化关键技术,重点研究望虞河、走马塘联合调度模式,探索分析太浦河泄洪与杭嘉湖区排涝关系,以及加大太浦河供水流量的可行性,提出“两河”优化调度建议。
基于研究提出的太湖综合调度控制要求建议、“两河”优化调度建议和基于平原河网有序流动的流域水环境调度模式,考虑现状工况和规划工况,提出现状与规划工程布局下流域骨干工程与区域工程联合调度方案建议并进行效果分析;研究提出面向“三个安全”的太湖流域水利工程综合调度模式,进行流域综合调度的效果评价。
本书采用太湖流域水量水质数学模型对不同的设计方案进行模拟分析,针对不同的方案优化目标,选取太湖流域综合调度评价指标体系中相关的不同对象的水位、水质等指标进行统计计算,分析评价不同方案对流域、区域防洪、水资源、水生态环境产生的效益及风险,研究提出推荐的调度方案。对于最终研究提出的太湖流域综合调度方案,在进行防洪、水资源、水生态环境效益与风险分析的基础上,运用整套太湖流域综合调度评价指标体系进行不同水情期与全年期的评价打分,定量化评估流域综合调度方案的效果。
4.典型试验
以研究得出的典型区域水体有序流动模式和综合调度建议为依据,开展区域水量水质原位观测试验,分析流动规律,验证河湖水体有序流动与水环境调度的响应机制,评估典型区域平原河网有序流动对河网水环境改善的实际效果,并为流域水量水质模型完善与率定验证提供基础数据。
本书技术路线详见图3.1。
图3.1 本书技术路线图