摘要
我国华北地区水资源短缺问题相当严峻,制约我国华北地区部分城市经济社会可持续发展。而雄安新区就隶属华北区,雄安新区的发展是全国甚至全世界都十分关注的千年大事。但是雄安新区的水资源问题十分突出,严重影响雄安新区未来的高质量发展。虽然雄安新区设立以来,初步形成了多水源联合供水局面,但由于供水能力不足,分配不均,来水丰枯不确定,并没有很大程度缓解雄安新区的资源型缺水问题,亟需通过对多水源联合供水进行合理调配、来水丰枯不确定性进行概率分析,设置不同需水情况下多水源丰枯组合调配方案,为雄安新区近期及远期可能出现的水问题提供解决方案,这对雄安新区近期及远期社会发展可能遇到的多水源联合调度问题有着重要意义。因此,本研究基于丰枯遭遇的雄安新区多水源联合调配问题,主要研究内容如下: (1)分析了国内外水资源供需水研究现状、多水源联合调配研究现状、丰枯遭遇研究现状,总结了水资源配置和水源丰枯遭遇理论存在的问题以及未来发展趋势。根据规划纲要和收集资料确定水平年,对雄安新区人口密度、土地面积、社会经济、生态质量等各个方面进行分析,建立符合雄安新区发展的需水指标,预测不同发展时期不同需水条件下经济社会需水量和河淀生态需水量,绘制总体需水量对比图和分行业需水量对比图,可知雄安新区2035年高、中、低水平需水总量分别为10.08、8.18、5.48亿m3;新区2025年高、中、低水平需水总量分别为8.94、7.05、4.42亿m3。 (2)对上游三大水库进行来水年径流量分析,利用频率曲线计算王快水库、西大洋水库和安格庄水库丰水年、平水年、枯水年来水量。根据近年南水北调中线工程来水和引黄入冀补淀工程来水预估不同水平年外调水可供水量,充分考虑地下水在2025年和2035年的侧重不同,非常规水包括雨水和再生水,对2035年影响较大的是再生水。在清楚了不同来水条件,多水源可供水量,进行多水源丰平枯来水组合,对每种组合进行分析,可知2025年,能够满足不同需水条件的组合有60%以上,2035年能够满足不同需水条件的组合有80%以上。最后针对不同水源选择合适的Copula函数对上游水、中线水、引黄水进行丰枯遭遇概率计算,得到不利补水形势组合的概率。 (3)从多水源丰枯调配规则出发,研究多水源丰枯调配方案,考虑不同水源来水条件、不同需水要求以及补水不利形势,分别设置了2025年和2035年各6种方案。分析每一种方案的意义及需水要求和供水特性,在满足河淀需水、经济社会需水及整体需水要求下,2025年和2035年分别选出一种最合理的一种雄安新区多水源丰枯调配方案。 因此,本文构建了符合雄安新区发展的需水指标,预测了不同需水条件的用水量,评估了多水源供水潜力及可供水量,进行了多水源丰枯来水组合并计算了水源间同步异步概率,提出了不利新区补水的丰枯组合,设置了不同时期多水源联合调配方案。