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黄河水资源统一管理与调度
  2015-02-12 20:14  

  一、 项目名称:

  黄河水资源统一管理与调度

  二、 获奖年份、奖项名称及等级:

  2009年,国家科学技术进步奖二等奖1    

  三、 主要完成人:

  李国英、苏茂林、孙广生、乔西现、刘晓岩、王道席、石国安、王建中、王恒斌、谢明

  四、 主要完成单位:

  黄河水利委员会水资源管理与调度局,黄河水利委员会信息中心,水利部黄河水利委员会水文局,黄河流域水资源保护局,黄河勘测规划设计有限公司,清华大学,黄河水利委员会山东黄河河务局

  五、成果介绍

  (一)概述

  黄河是我国第一条实施统一调度的河流,调度初期,技术手段落后,针对缺乏必要的决策支持和监控能力等问题,按照需求牵引、分步实施、急用先建的原则,在19933月正式启动黄河水量统一调度工作的同时,黄委采用集成创新和原始创新相结合的方式,历经数年努力,研究开发了面向水量调度应用的大尺度、高耦合的黄河水资源管理调度系统(一期工程)。

  系统成果成功应用于黄河水量统一调度实践,有力保障了黄河取得连续15年不断流斐然成绩,促进流域公平用水和节约用水,不仅确保了供水安全,且使已经恶化的生态系统得以恢复。

  该系统先后获得2007年河南省科技进步一等奖和2009年国家科技进步二等奖。

 

  

   

  (二)主要技术创新

  1)系统地建立黄河水量调度集成管理体系,成功应用于黄河水量调度实践,实现了黄河连续15年不断流,取得了显著的经济、社会和生态效益,并为黑河、塔里木河水量调度所借鉴。研究的水量调度机制和方法等成果已纳入水利部行业规范《江河水量调度技术规程》。

  2)研发了面向黄河管理体制和水量调度应用的大尺度、高耦合决策支持系统,从信息采集、监视监控、方案制定、业务处理、应急反应等方面全方位予以支持,是国内外大江大河中第一个投入实际应用的水量调度决策支持系统。

  3)集成现行经验、自适应控制和模拟优化等方法,创造性提出并开发了一级流域水量调度的模型,并在实际调度中得到很好的应用,探索出我国北方缺水河流水量统一调度的新模式。

  4)针对枯水演进这一世界难题,通过原型观测、历史资料分析和计算机模拟,研究了黄河重点河段枯水演进规律,并建立枯水流量演进的线性方程模型和数理统计模型,具有在线正向计算、反向控制、提前预警、自动决策等功能,实现了水量精细调度。

  5)将远程自动化测控技术应用于黄河下游引黄涵闸,实现了对引黄涵闸五级远程监测、控制、监视的全天候、集群式运行管理。

  6)首次提出了流域总量控制管理,研究制定了正常年份引黄用水年内过程控制指标,率先在全国开展了省(区)水量指标细化。

  7)系统探索了水权转换方式、方法,在国内率先界定了水权转换的期限,研究探讨了水权转换费用的构成及测算方法,制定了全国首个规范流域水权转换的管理制度。

  (三)系统主要成果

  1)水文信息采集

  

  枯水测验。研制了基于大容量蓄电池供电的电动升降吊箱,解决了大跨度吊箱缆道电动升降问题。研制了轻型铝合金测船,较好地解决了在枯水测验中存在的问题。

  

  "9210系统"。对MICAPS系统进行了二次开发,解决了MICAPS系统的本地化问题,减少了资料收集处理时间和工作量。

  2)水质信息采集

  

                    水质移动实验室。实现对各种突发事件的快速调查监测和污染的监督性巡测。

  3)黄河干流主要河段枯水演进模型

  

   

  研发了月、旬、日调度枯水流量演进模型算法。正向演进算法用于人工设定水库下泄流量时的流量演算,反向控制算法主要用于满足重要控制断面防断流安全及用水计划前提下,反向演算水库的下泄流量。

  4)黄河水量调度方案编制模型

  

   

  4)引水涵闸远程监控

  研发了,适合于对黄河水量调度条件十分熟悉,有一定调度经验的人员使用的现行调度模型;具备总量控制、轨迹跟踪、滚动修正功能的自适应水量调度模型;

  在充分考虑防凌、发电、生态环境、地表水、地下水等因素的基础上,建立模拟调度模型和优化调度模型相结合的混合模型,使水量调度更趋合理。

  5)黄河引水涵闸五级远程监控

  

   

  建立了覆盖黄河下游引黄涵闸的远程集中控制系统,实现引黄涵闸的远程监测、监视和控制。

  6)综合监视与业务处理

  

   

  实现黄河水量调度所需的水文、引水、需水和水质信息的快速收集处理使用、水调运行实况的实时监视以及实现水调业务处理过程的自动化。

  7)计算机网络

  

  采用1000MB以太网、宽带无线局域网、Internet广域互联等多种组网技术合理并用,实现了黄委水调中心与两省局、沿黄主要省(区)水调部门、地市局、县局和重要引水工程的5级网络互连的庞大复杂的广域网络系统。

  8)总调中心环境

  

   

  黄河水量总调度中心是黄河水量统一调度管理的中枢,利用中央集中控制系统对大屏幕显示、电子模拟屏、音响灯光等系统实现集中控制,集成应用软件系统实现信息的获取、处理和显示,提高了综合支持能力。


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