杭州市运河引配水系统风险评价与管理

摘要

运河引配水工程是以保护运河文化遗产为前提，以改善运河河网水质为目的，以发挥运河航运、旅游、防汛等功能为核心，通过水闸、泵站、引水工程等设施，从外河(钱塘江和东苕溪)向运河河网引水的水资源调度方式。该工程与研究区构成了包括引水水源系统，运河水资源调度系统及相应的社会经济环境系统的杭州市运河引配水系统。本文以系统工程方法论为指导，从多种角度，全面深入的研究运河引水水源地的径流演化特征以及引配水系统中存在的多种风险。主要内容和结论如下：
　　 (1)应用Kendall秩次检验法、R/S分析法、Mann-Kendall法、条件概率分析法、Markov过程分析法对调水河流径流时序的趋势性、突变性、丰枯演化规律等进行深入分析；得出钱塘江流域径流量呈现持续的显著上升趋势，但各态向枯水年转移的概率最大的结论。并应用EMD法对调水河流的年径流时序进行多时间尺度分解，发现钱塘江年径流量时序的波动分量分别具有准2-3年，准4-5年，准8年和准15年的波动周期。
　　 (2)采用季节性一阶自回归模型对钱塘江月径流系列进行模拟，模拟系列能很好地保持原径流系列的统计特征。在建立了包括风险率、易损性和恢复性的供水风险评价指标体系的基础上，基于模拟径流系列采用蒙特卡洛方法分析供水风险，发现引水口闻家堰断面各月缺水风险率呈现出较大差异，3月份最小，12月份最大；且春季→冬季缺水风险率呈现明显的递增趋势。相应地，供水系统失衡后，易损性3月份最小，12月份最大；但恢复性全年来看均较强。之后文章提出三种不同供水风险标准下的最大调水规模，作为未来调水的依据。
　　 (3)应用AHP-GCA法对运河干流水质进行综合评价；肯定引水调清成果的基础上，运用SPA方法，通过同一性、差异性和对立性深刻反映运河干流水质存在的多种不确定性；并运用模糊概率论量化水质风险。结果显示：京杭运河杭州段水质各项指标都有好转趋势；但水质不确定性大、水质风险高，现有调水规模下大部分断面水质的差异性大于80％，氨氮和COD两种污染因子的综合模糊风险率为100％。