海河流域水资源规划模型.ppt

海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 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 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 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 性质 海河流域水资源规划的专题研究目的 为海河水资源规划提供技术支撑和规划平台内容 流域水资源转化基本规律分析流域水资源管理信息系统开发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 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 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 1 流域系统是复杂大系统 一 现代流域水资源规划的特点 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 2 水资源规划具有多目标多层次性 一 现代流域水资源规划的特点 一个都不能少 经济社会生态环境 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 3 水资源为公共物品要大家参与 一 现代流域水资源规划的特点 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 4 纷繁变化的世界需新理论新技术新方法支撑 一 现代流域水资源规划的特点 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 5 滚动规划是必然之路 一 现代流域水资源规划的特点 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 二 流域水资源规划支持系统建设原则 充分体现科技创新水平 兼顾实用性和可操作性为流域水资源管理和滚动规划提供基础平台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 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 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 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 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 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 数字化流域构架 二 水资源规划支持平台总体设计 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 三 基于数字化流域水资源规划平台逻辑框架 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 四 基于数字化流域水资源规划平台功能框架 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 清华大学海河水利委员会水科院水资源所 平台 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 功能一 信息查询 通过该平台可以实现流域的水资源信息以及相关的经济社会发展等信息时空分布的查询 三 基于数字化流域的水资源规划平台 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 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 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 社会经济 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 水利工程 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 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 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 功能二 现状评价 用可持续发展准则及模糊评价原理实现对流域水资源及其开发利用作出快速诊断 三 基于数字化流域的水资源规划平台 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 功能三 水文过程分析 通过分布式水文模型分析流域水资源量及其转化规律 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 概化图一 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 概化图二 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 计算 实测水量对照表 亿立米 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 流域水资源量 亿立米 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 功能四 经济发展与需水预测 利用宏观经济水资源模型 分析海河流域经济发展与水资源供求之间的关系 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 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 流域水资源规划支持系统建设 需水预测子系统 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 流域水资源规划支持系统建设 供需平衡子系统 功能五 供需平衡 利用海河流域水资源合理配置模型 对流域内城市 农村及全流域用水的供需平衡分析 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 单位 亿立方米 功能六 方案评价 对方案生成机制构造的若干规划方案及通过宏观经济水资源分析模型得到流域规划发展情景 应用多目标方案评价与协商决策机制 迅速筛选出流域发展适宜方案 支持现场规划 会议决策 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 方案编号及说明 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 流域发展综合表 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 流域需水构成表 单位 亿m3 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 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 流域水资源规划支持系统建设 方案决策子系统 综合宏观情景评价 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 辅助功能 网络查询 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 水文模型概述集总型水文模型 如新安江模型 分布式水文模型分布式水文模型栅格模型概化坡面流流域特征参数 潮白河山区分布式水文模型 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 由于人类活动的触角越来越广泛 人们对水文过程的精度要求越来越高 对分布式水文模型提出期望随着信息技术发展和资料获取手段的提高 分布式水文模型近些年发展很快 已有许多有实用价值的成果 分布式水文模型从产流机理出发 可以很好的解释产流规律 分布式水文模型发展 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 模型描述 流域概化坡面流原理的流域产流基本单元是由垂直河流方向的梯形土柱 各土柱上水分运动由地表快速流运动 包括土壤水运动在内的SPAC系统和地下水运动构成 流域经通过地形分析后 可分解成若干子流域及子子流域 根据数据精度划分的最小子流域将由遵循坡面流规律的最小产流单元线性叠加构成 由产流模型 汇流模型组成 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 概化图一 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 概化图二 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 降水截留与蒸发地表产流与入渗土壤水运动地下水运动 产流模型 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 叶面截留地表截留 降水截留 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 叶面储留蒸发地表储留蒸发植物蒸腾裸土蒸发 蒸发 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 产流机制 蓄满与超渗 地表产流与入渗 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 一维Richards方程 土壤水运动 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 一维Darcy公式与上下层水量平衡 地下水运动 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 一维运动波方程和动力方程组 汇流模型 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 流域划分潮白河山区独立三级流域 15860km2河网生成基于500m栅格 1 25万地形图 小流域划分细化出65小流域 平均250km2土壤及土地利用土壤图 来源FAO 土地利用图 国家资源环境中心 模型构建 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 潮白河山区流域土地利用分类 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 其它资料 典型年 1990 降水559 多年平均530mm 降水 28站日雨量蒸发 3站水面蒸发换算到潜在蒸发862mm用水 流域实际统计引用水量径流 5个水文站作为模型校核对照站 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 结果分析 总降水 流域总降水量559mm 折算87 7亿m3 总产流 流域总产流量84mm 折算13 17亿m3 产流系数0 15 总蒸发 流域总陆面蒸发量为476mm 折算为74 7亿m3 显然 潮白河流域的陆面蒸发受水分胁迫的影响 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 计算 实测水量对照表 亿立米 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 流域DEM 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 实际河流与生成河流比较 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 不同阈值下生成的河流 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 计算用河流 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 计算用河流等级 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 土地利用图 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 土壤类型图 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 雨量站分布 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 蒸发站分布 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 流量校核站 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 流域子分区 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 面雨量分布 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 实际陆面蒸发 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 产流系数分布 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 全流域地表水产流分析 基本水文单元产流特性主要与该基本单元的地形地貌 土地利用 土壤质地 土层厚度及边坡长度有关 流域产流是各基本水文单元产流线性叠加结果 基于这一基本原理 在不考虑降水时间变异性的情况下 分析全流域1956 1990年降水系列的地表水产流 得到全流域及各水资源分区的资源量 流域多年平均值为217亿m3 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 海河流域水资源量 亿m3 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 四 基于数字化流域的分布式水文模型 产流影响因素 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用战略分析 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用 交互式递阶层分解的宏观经济水资源多目标分析 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用 六 结论与建议 海河流域地表水资源量有所减少 流域经济高速发展与水资源超载 流域经济发展与节水战略 现状水资源对经济社会的支撑能力 南水北调对海河流域的支撑作用 连枯风险与南水北调 海河流域水资源可持续利用推荐情景 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用 推荐情景描述 从现在开始 采取高节水策略 到2030年 农业综合灌溉定额降低到现状的70 80 为155m3 亩 摊薄 工业用水定额降低到现状的30 为13m3 万元 从现在开始逐步削减地下水超采量及未处理污水使用量 到2010年完全停超停污 以维护水土资源及生态环境良性发展 积极采取措施 弥补流域经济性水资源缺口 到2010年补充70亿 到2020年补充120亿 情景措施 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 五 流域经济发展与水资源可持续利用 推荐情景描述 按上述发展规划 到2010年全流域GDP在2000年基础上翻一翻 到2030年 流域经济基本完成从工业化生产的初级阶段向发达经济的初级阶段的转变 全流域人均GDP将达到4 4万元 流域在稳定的客水源补充下 经济性水资源需求将有所增加 从现在442亿增加到高峰时 2020年左右 的520亿上下 流域供水容量可抵御75 频率的5年连续枯水事件 保证经济社会平稳发展 停止了地下水超采和未处理污水使用 将维持流域在经济高速增长的同时 生态环境不再恶化 减少不可预测的水资源环境灾难发生几率 情景描述 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 六 结论与建议 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 六 结论与建议 海河流域地处我国半干旱半湿润地区 又是我国北方经济最为发达的地区 近一 二十年来 由于气候变迁及人类活动影响 使得流域水文环境发生改变 流域山区地表产流能力逐渐减小 对应的流域地表水资源量也在减小 根据目前工作精度 这种减小幅度约为13 17 海河流域地表水资源量有所减少 海河流域水资源规划模型及管理信息系统研究 六 结论与建议 海河流域处于我国水资源最为紧张的地区 人均水资源量及 耕 地均水资源量均不超过400m3 为全国最低 属水资源绝对不足区域 建国以来 该地区地水利工程一直有力