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文档简介
论文目录概览1.
《南水北调东线江苏境内工程水资源优化配置方法研究》
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《基于生态友好的北运河闸坝调度与清污轮灌模式研究》
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《城市原水系统水质水量联合调度优化方法及应用研究》
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《洪水资源利用与生态用水调度研究》跳至5.
《流域水资源治理模式的比较制度分析--以新疆塔里木河流域治理为例》跳至6.
《面向河流生态健康的供水水库群联合调度研究》跳至《生态友好灌区水资源联合调度研究》
跳至《长江上游复杂水库群联合调度技术研究》
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《余姚市水库(群)优化调度方法研究及应用》跳至10.《水资源调度及系统控制策略的研究》跳至11.《城市污水处理综合监控调度系统的开发》跳至论文论文论文论文论文论文论文论文论文论文论文《南水北调东线江苏境内工程水资源优化配置方法研究》【作者】侍翰生;【导师】程吉林;方红远;【作者基本信息】扬州大学,农业水土工程,2013,博士【摘要】南水北调是我国为了进一步实现水资源优化配置而开展的一项国家战略工程,工程建成后将有利于解决我国北方地区的水资源严重短缺问题,从而为我国的经济社会可持续发展提供基础保障。南水北调东线工程地处长江、淮河、黄河、海河流域下游,涉及津、冀、鲁、皖、苏五省市,是一个多水源、多用户、多阶段的的大型跨流域调水工程,工程已于2002年开工建设,2013年一期工程完成后,将经江苏省向北方调水。因此,如何对此复杂的供水系统进行科学合理的调度将是一个非常有意义且有必要的研究课题。当前,水资源系统优化问题受到了广泛关注,国内外学者对供水系统水资源优化配置理论及应用进行了大量的研究且取得了丰富的经验和成果。20世纪60年代以来,处理水资源系统问题多以简单的运筹学方法为主,然而随着所研究问题的逐步深化,传统优化理论和方法在处理非线性、高维、多目标、多约束等复杂问题方面日显掣肘。近年来,随着现代应用数学和计算机技术的不断发展以及水资源供需矛盾的日益突出,国内外学者针对复杂系统优化问题提出了诸如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等人工智能计算方法,这些方法借助现代计算机作为工具,为水资源优化配置的研究发挥了巨大作用。本文在国内外相关研究的基础上,从理论和实践上系统分析了南水北调东线江苏境内工程水资源的优化配置问题,主要研究内容包括以下几个方面:(1)南水北调东线江苏境内工程是一个包括3个调蓄水库、9级提水泵站、若干条引水河道及5大类用水户(农业、工业、生活、生态环境及船闸用水户等)的“河-湖-梯级泵站”长藤结瓜供水系统。在用水户分类概化的基础上,本文结合蓄水工程的规模及控制水位、引水工程的布置情况及设计输水能力、提水工程的泵站规模及装机利用小时等因素,对各水文年的沿线用水户需水量等进行分析计算。(2)在水资源常规配置的基础上,本文提出了具有多决策变量的“河-湖-梯级泵站”单库供水系统水资源优化配置动态规划数学模型,模型以各区间缺水量(弃水量)的平方和最小为目标函数,各阶段的湖泊蓄水量为状态变量,各阶段抽水入湖量、湖泊放水量为决策变量。以南水北调东线一期工程“长江-洪泽湖”段调水工程为例,针对所研究问题的状态变量离散点少、决策变量可行域大且离散点多等特点,本文采用了基于动态规划与模拟退火相结合的混合算法(DP-SA)对该模型进行计算,结果表明:采用该模型进行优化调度,不但可以提高供水保证程度,而且可以减少系统的总抽水量,降低供水系统运行成本;同时,通过与动态规划逐次逼近法(DPSA)进行比较,可以得出混合算法在求解此类问题方面具有计算结果好、收敛速度快等优点。(3)为更好地解决大型跨流域调水工程水资源配置问题,本文在单库供水系统水资源优化配置研究的基础上,将模拟技术与离散微分动态规划方法(DDDP)相结合,提出了针对南水北调东线江苏境内工程的“河-湖-梯级泵站”多库供水系统水资源优化配置模型。该模型以整个供水系统的缺水量及抽水量最小作为综合目标:首先根据一定的湖泊运行规则按逆水流方向依次对各湖泊区间来用水进行模拟计算,以确定各湖泊区间在各时段的最大可供水量及可外调水量;在此基础上,以整个供水系统总抽水量最小为目标函数,各湖泊在每个时段的抽(弃)水量作为决策变量,建立了多库联合调度动态规划数学模型,并采用DDDP法对其进行求解。通过采用该模型对南水北调东线江苏境内工程进行水资源优化配置,结果表明,该模型提高了整个系统的供水保证率,同时实现了可供水量在各区间各时段的均衡分配;在50%、75%和95%频率时,江苏可实现最大外调出省水量达14.08亿m3、14.18亿m3和12.70亿m3;同时,供水系统总抽水量分别可减少51.34亿m3、94.87亿m3和28.19亿m3,可见通过优化调度,降低了系统运行成本,实现了本地水和外调水的联合优化配置。【关键词】南水北调工程;水资源配置;模拟退火;动态规划;模型;《基于生态友好的北运河闸坝调度与清污轮灌模式研究》【作者】陆建红;【导师】徐建新;【作者基本信息】中国农业科学院,农业水土工程,2012,博士【摘要】针对北运河流域水资源短缺、污染严重、生态退化、清水资源不足、再生水利用率偏低等问题,开展河流闸坝生态调度与生态友好的清污轮灌模式研究,以助于保护流域水环境质量、维护河流生态健康、高效利用各类水资源,以达到水资源可持续利用和经济社会可持续发展的目标,对北运河社会经济发展具有深远而重大的现实意义。本文主要研究内容与成果如下:(1)提出北运河闸坝生态调度模型,研究北运河闸坝生态调度模式提出了河流生态调度概念,针对北运河现状调度方案及存在问题,进行闸坝生态调度的理论研究。在阐述北运河闸坝生态调度意义与可行性的基础上,制定出分时期(丰水期、平水期、枯水期)的闸坝生态调度准则与控泄方案。建立了河流水动力学模型和水质模型,通过耦合水动力学——水质模型构建了北运河闸坝生态调度模型。模拟北运河现状年、丰水年、平水年、枯水年和特枯水年的常规和生态调度工况,分析其水动力学特性和水质特性,进而总结出闸坝生态调度对流域水生态环境的改善起到积极作用的结论。(2)改进通用SWAT模型,构建农田非点源污染模型收集研究区域基础数据资料,构建SWAT模型所需空间数据库和属性数据库。针对本文研究内容,分析了通用SWAT模型存在的不匹配性,并运用C#语言进行了改进,建立了北运河下游的农田非点源污染模型。(3)制定不同的清污轮灌情景,研究北运河下游生态友好的灌溉模式在广泛调查研究区农业灌溉现状和灌溉制度的基础上,综合考虑多种因素,制定当地主产作物和主要种植模式下的清污轮灌情景。利用改进的SWAT模型模拟不同灌溉定额条件下的清污轮灌情景,研究农田氮磷流失特征,得到北运河下游现状灌溉水源情况下的生态友好型清污轮灌模式。(4)制定非点源污染的适应性对策针对北运河流域农业生产活动中普遍存在的化肥施用过量、并已造成农田非点源污染的现状,提出从源头控制、过程阻断、末端治理3方面入手,制定出控制农田非点源污染的措施。(5)北运河闸坝调度与清污轮灌模式综合效益评价构建河流闸坝调度与清污轮灌模式综合效益评价模型。建立河流闸坝调度和清污轮灌模式的综合评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,结合模糊数学理论和Delphi法构建模糊综合评价模型。并对北运河闸坝生态调度和生态友好型清污轮灌模式的综合效益进行了评价。【关键词】生态友好;河流闸坝调度;清污轮灌模式;改进的SWAT模型;综合效益评价;《城市原水系统水质水量联合调度优化方法及应用研究》【作者】赵璧奎;【导师】王丽萍;【作者基本信息】华北电力大学,管理科学与工程,2013,博士【摘要】水利是经济社会发展的基本条件、基础支撑、重要保障。加快水利发展改革是我国当前时期的重要战略,全面保障城乡居民饮水安全成为“十二五”期间加快水利发展改革的重要目标。城市原水系统是城市生活、生产、环境的主要水源,原水系统的健康可持续发展,是全面建设小康社会的必要条件。对原水系统的科学调度管理,不可脱离水资源具有“水质”与“水量”双重属性高度统一的现实,研究城市原水系统优化调度问题,必须从水质水量联合调度出发,探索水质-水量-调度目标之间的相互影响规律。本文针对城市饮用水安全保障问题,以城市原水系统为研究对象,分析原水系统结构特征,探讨原水系统水质仿真模型与水量调度模拟模型,在传统水量调度的单一模式基础上,构建水质水量控制耦合模型,提出水库群水质动态过程评价决策方法,利用已有的水质检测系统及水库调度信息管理系统等信息采集平台,开发城市原水系统水质水量联合优化调度的决策支持系统;所建立的调度系统与水源污染源监控系统、水厂工艺调控系统等共同构成城市水源安全保障体系,能够提高水源供水安全保证率,从源头上有效缓解了水厂应对突发水源污染的应急处理压力,为城市居民创造安全的饮用水条件,促进国民经济发展和社会稳定。通过研究取得的主要成果如下:(1)建立了城市原水系统水质模型。根据原水系统的结构特征,以水质迁移转化基本方程及水质指标生化反应原理为基础建立原水系统水质模型。针对原水系统水质模型具有多输入多输出和存在关联水质指标的特征提出水质模型的改进方法;运用粒子群算法和梯度法相结合,对模型进行多参数同时优化;利用模拟结果与实测数据比较验证模型的合理性。(2)建立了水量优化调度模型和计算机仿真模型。在分析深圳市原水系统水厂需水量变化规律的基础上,提出水厂需水量简易预测方法及雨洪资源的简单估算方法,利用供需平衡动态模拟技术建立原水系统水量优化调度模型,采取大系统分解协调原理进行模型求解;运用图论、可拓分析、数据结构及计算机面向对象技术,研究复杂原水系统网络结构的计算机动态存储技术,并设计、开发基于面向对象的原水系统计算机仿真模型。(3)提出了水库群多组分水质水量联合调度方案决策评价方法。通过分析水库群多组分水质动态过程评价问题的特征,提出调度方案三维信息空间结构描述方法;以单因子水质评价方法及综合指数评价方法为基础,构建单因子污染指数(SFPI)评价指标;以SFPI与水库蓄水量为基本指标建立评价指标体系,提出水库群多组分水质动态过程评价决策方法,应用该方法对原水系统水质水量联合调度方案进行评价决策,同时作为原水系统水质水量控制耦合模型的优化调度目标之一,为水质水量联合调度决策提供新思路。(4)建立了原水系统水质水量控制耦合模型。运用大系统理论分散控制原理及定性控制方法,以单个水库作为控制基本单元,构建水质-水量反馈控制基本模型;运用定性推理及定性数学方法,预测水库群之间水质指标相互影响规律,采用决策树分析方法分析水质水量调控策略,生成决策树形式的调控策略集,并将决策树植入策略分析器,建立水质水量控制耦合模型;分析水量优化调度与水质模拟在网络空间求解顺序上的矛盾,基于图的深度优先与广度优先混合遍历算法,探讨了原水系统水质水量控制耦合模型的时间、空间两个维度的求解方法;通过实例分析,验证模型的合理性以及水质调控效果。(5)设计开发了深圳市水源调度管理系统。通过分析深圳市水资源管理机制以及水源调度业务,确定深圳市水源调度的主要需求;根据已有信息采集平台,进行系统架构设计;介绍了系统的主要功能以及部署、应用情况。该系统为提高我国城市水资源调度管理技术水平提供主要技术支撑。【关键词】城市原水系统;水质水量耦合模型;反馈控制;深圳市;决策支持系统;《洪水资源利用与生态用水调度研究》【作者】廖四辉;【导师】王忠静;【作者基本信息】清华大学,水利工程,2011,博士【摘要】随着人口增长和社会经济发展,水资源短缺与水生态退化在经济社会可持续发展中的矛盾越来越突出。在我国水资源时空分布不均、汛期洪水集中的背景下,洪水资源的利用已经成为挖掘水资源潜力,以峰补缺,调控经济用水、增加生态用水的重要方式,是解决我国水资源短缺及生态退化的有效途径。本文基于对洪水资源利用和生态用水保障统一共赢的角度,探讨流域层面的洪水资源利用及生态用水调度的基础理论和关键问题,在洪水资源利用评价与基于洪水资源利用的生态用水调度方面开展深入研究。洪水资源是地表水资源的一种特殊形式,洪水资源利用是地表水资源利用的一种特殊方式,是以实现生态与经济用水双赢为目标的深度和高难度水资源利用。首先,针对什么是洪水、洪水是否可用、如何安全和有效地利用等问题,从水文规律、系统约束及利用方式等方面,提出了洪水资源利用的理论基础和关键技术;针对有多少洪水可用的问题,建立了包含洪水资源利用现状评价、潜力评价和可利用量评价“三位一体、阶梯递进”的流域洪水资源利用评价体系。其次,根据洪水资源利用特性,提出了洪水资源利用的生态、经济、风险适度性原则,并给出了各原则的控制指标及量化分析方法,进而提出洪水资源可利用量的评价方法,即生态获益、经济有效且风险适度条件下可挖掘的洪水资源利用潜力是洪水资源可利用量。第三,重点针对洪水资源利用中的生态适度性原则,构建了基于洪水资源利用的流域生态
用水调度模型,建立了从宏观到中观逐步细化、模拟与优化结合的多层次生态用水调度分
析框架,并以此为基础提出了特定调度目标下的流域生态库容总量及其分布的优化分析方
法。综合运用本文建立的洪水资源评价体系及基于洪水资源利用的流域生态用水调度模型,在海河和淮河流域进行了应用研究。结果表明,洪水资源评价体系可从“量”和“质”上
回答了有多少洪水资源可以利用,可用于指导流域的洪水资源利用。在流域同时开展洪水
资源利用与生态用水调度可有效提高流域经济与生态用水的保障程度,实现经济与生态用
水的双赢。本文的研究成果,丰富了洪水资源利用与生态用水调度的理论、方法体系,今
后可进一步完善生态用水调度模型,研究生态库容与兴利、防洪库容如何衔接的问题。【关键词】洪水资源;适度性;可利用量;生态用水调度;多目标;生态库容;【基金】“十一五”国家科技支撑计划;国家自然科学;《流域水资源治理模式的比较制度分析--以新疆塔里木河流域治理为例》【作者】刘芳;【导师】史晋川;【作者基本信息】浙江大学,制度经济学,2010,博士【副题名】以新疆塔里木河流域治理为例【摘要】20世纪80年代末,应对于各流域相继发生的“公地悲剧”,我国开始了水资源治理变革。变革包括两个方向,一是构建流域范围内的统一管理制度实现水资源整体治理,二是实施分权制度解决水资源治理的单一化问题。变革旨在构建不同的治理模式。水资源治理则因此面临比较分析不同治理模式的研究需要。论文通过分析水资源属性、水资源冲突的制度含义,阐明水资源治理需以提高公共利益为根本目标,综合产权经济学、公共资源管理理论和管理学的研究视角与方法,对比了科层、参与式两类水资源治理模式的结构特征、运作方式、治理局限和适用范围,说明实现不同治理模式的制度互补是提高水资源占用公共利益的基础,并藉此探讨了政府定位问题。论文的研究结果主要包括以下四点:1、基于水权的不完全和水资源属性的影响,水权是一种公共权属性质的私权,其界定过程是一个消解外部性的过程,也可能是扩大水资源公共领域和引致新外部性的过程。因而,提高水资源占用的公共利益是实施治理更为根本的目标。2、基于“集中决策”和“科层机制”,科层水资源治理模式在协调跨区域水资源冲突、水资源配置和使用的整体规划设计、维护水资源公共利益方面具有治理优势。然而,水权占用者的多重主体身份导致这种治理模式在结构上表现为“V型权限结构”,激励了具体操作层的策略性行为选择,并因此而具有行政权威与层级程度的悖论关系、“逆公地悲剧”以及行政管理冲突等三类治理局限。在实践中,这些治理局限体现为:(1)治理者需依靠科层体系的扩展来提高用水控制的有效程度,引致管理成本上升;(2)通过配给水位优势方以更多的水权和默认水位劣势方违规用水的“配水矛盾”来降低管理成本,导致监管权威失效;(3)将调控权制度化为“适时水权”以提高水权配置效率,但因弱化了水权的稳定性引致非调度期过量占用水的策略行为。科层水资源治理模式在地方级水资源治理上通常是低效的,由此弱化了其对水资源公共利益的维护效果。3、基于“网络型权限结构”和“共同决定”的运作方式,参与式水资源治理模式增强了用水户与灌溉管理的利益联结,缩小了水资源消费群体的规模,降低了个体行动的协调、监控和激励成本,弱化了具体操作层的策略性行为选择问题。而在实践中,其面临以下三个问题:(1)引入的水权交易机制属水权共同体内部的利润导向型契约关系,避免了市场交易可能引致的外部性,却因政府持有水价定价权而影响供水公司和用水者协会的持续发展;(2)因政府的选择性干预和参与式管理组织的适应性反应,参与性组织存在强制性、授权性、诱致性和模仿性四类科层化问题,影响其持续发展;(3)治理模式内部的自我管理机制适宜小规模水域范围治理,并因长、短期利益冲突存在是否可持续的治理局限。4、我国的科层水资源治理模式依据行政体系而构建,与以往的水行政治理体系缺乏实质差异。参与性组织与政府组织间的组织关系以{强控制,强支持}为主,具备显著的科层化问题。因而,我国的水资源治理仍体现为以政府治理为主的单一治理局面。在未来的治理变革中,需放松对各类管理组织的控制,给予流域治理机构更多的管理权、参与性组织更多的监督权及自主发展的支持。学术的贡献始终是边际性的,依据研究内容,论文扩展了所借鉴的部分观点。论文认为,受水资源属性影响,“水权科层”具备“V型结构特征”,而非层级结构。不同层级的水权主体因此具有宽泛的策略性行为选择。“科层水资源治理模式”需以“科层制”的非政府治理为发展方向,“多中心治理”体现为以水资源层级结构为基础的“差别匹配原则”。与同类研究相比,论文的创新之处在于:1、综合运用产权经济学、管理学、公共资源管理理论的研究视角和方法,比较分析了不同水资源治理模式的异同及其制度关系,并对塔里木河流域的治理改革进行了系统分析和绩效评价,这些在现有的研究中均鲜有见文。2、将水资源属性作为理解水事行为关联效应及制度设计的基础,提出水权界定的外部性和公共领域问题的本质是水资源属性所决定的水事行为的关联效应。同时,水资源占用者也因水资源属性而具备多重主体身份,有着广泛的策略性行为选择空间。据此,水权是一种公共权属性质的私权,“水权私有——强有力的公共权控制”是水资源治理变革的制度构建核心。3、在参与式水资源治理模式的分析中,提出了“参与式水资源治理模式科层化”的概念,并从组织关系的视角对其成因和类别进行了分析,突破了国内学术界对参与式水资源治理模式流于形式的研究限于现象描述的状况。这不仅在很大程度上提升了水资源管理理论,同时为参与式水资源治理模式的持续发展提供了理论支持,表现出较强的理论创新。【关键词】水资源属性;水资源治理模式;对比分析;制度互补;《面向河流生态健康的供水水库群联合调度研究》【作者】金鑫;【导师】王浩;周惠成;严登华;【作者基本信息】大连理工大学,水文学及水资源,2012,博士【摘要】近年来,水库修建运用的生态环境效应越来越为人们所关注,水库(群)生态调度已成为水资源学、生态学等领域的研究热点。与国外相比,我国水库(群)生态调度相关研究起步较晚,虽已有许多成果,但整体来看尚处于起步阶段,部分理论、技术有待进一步完善。本文围绕生态调度理论、技术方法展开,着重解决滦河下游水库群联合生态调度问题,对其它北方缺水地区水库(群)生态调度具有一定借鉴意义。论文结合河流生态水文学、河流生态水力学及水库群优化调度等理论,开展河流栖息地模拟、区域生态需水评估整合、水库群联合生态调度规则优化等方面的研究:并以滦河下游河流及潘家口、大黑汀、桃林口3库为例进行实证研究。主要研究内容及成果如下:(1)提出了一种面向河流生态健康的供水水库群联合调度模式。论文在国内外相关研究的基础上,对水库(群)生态调度的内涵、措施进行了讨论,并结合滦河流域水资源特征及生态调度实际需求,提出了面向河流生态健康的供水水库群联合调度模式,旨在协调缺水地区兴利、生态用水间的矛盾,以期能够为缺水地区生态调度研究提供理论支撑。(2)考虑到现阶段河流物理栖息地模型中存在的不足,论文提出了一个用于模拟、评估不同流量下河流栖息地面积变化的集成建模方式,并耦合一维水动力模型MIKE11及物理栖息地模拟模型PHABSIM对大黑汀、桃林口水库至滦县水文站区间河段的流量—加权可利用栖息地面积关系进行模拟:将研究区河流划分为10个独立河段,采用MIKE11模拟全部河段整体的水力学过程;并以鲤鱼为目标物种,采用PHABSIM获得各河段的流量—栖息地面积关系,其中PHABSIM所需的边界条件由MIKE11模拟结果给出。论文结合实地调查结果对栖息地模拟结果进行验证,结果表明,该栖息地模拟结果与滦河下游栖息地特征基本相符,模拟结果可靠。(3)提出了一种流域/区域复合系统生态需水分级评估、整合模式,并构建了相应的方法及模型。针对现阶段水库生态调度中多关注局部河段,对沿程河流、河口及与河流有水力联系的滨河生态系统考虑不多的问题,论文从下游影响区域整体出发,在分析各子系统生态需水要求的基础上,构建了流域/区域复合系统生态需水整合模式及模型,以水循环及其伴生生态过程为主线,通过差值逆向传播循环算法将水库调度下游影响区各生态系统的需水要求整合到坝址断面处,为水库(群)生态调度决策提供支撑。在此基础上,以滦河下游河段为例进行生态需水评估、整合实证研究。(4)构建了供水水库群联合生态调度模型,并对其求解方法进行了研究。论文结合滦河流域径流特征及生态调度实际需求,提出了一种基于生态流量分级控制的水库群调度规则模式:将生态需水划分为最小生态需水及适宜生态需水两级,要求在枯水时按照最小生态需水要求供水,保证下游生态不退化;丰水时按照适宜生态需水要求供水,为下游提供良好生境。以此为支撑,论文采用聚合水库调度图及供水量分解系数作为调度规则标度,结合大系统分解协调理论构建了供水水库群联合生态调度优化模型,并采用自适应遗传算法(AGA)、逐次优化法(POA)作为求解工具,对滦河下游潘家口、大黑汀、桃林口3水库联合生态调度规则进行了优化研究。结果表明,生态调度规则可在牺牲部分兴利供水效益的同时,提高最小生态供水保证率及适宜生态供水保证率。研究可为滦河下游水库群联合生态调度提供理论、技术支撑,并可为其他相似流域研究提供参考。【关键词】物理栖息地;生态需水;生态调度;供水水库群;河流生态健康;《生态友好灌区水资源联合调度研究》【作者】赵振国;【导师】黄修桥;【作者基本信息】中国农业科学院,农业水土工程,2012,博士【摘要】水资源短缺地区井渠结合灌溉要求对水资源进行优化调度,调度中还要考虑到水生态问题。本文对灌区水资源联合调度进行深入研究,通过理论探析,不同尺度水资源问题研究,采用软件和硬件相结合的方法建立了灌区水资源联合调度完整的理论和技术体系,对于华北地区井渠结合灌区的水资源调度的理论和实践具有非常重要的意义。本文主要研究内容与成果如下:(1)提出灌区水资源可信调度的概念应用计算机领域可信概念及其理论,提出了灌区水资源可信调度的概念,根据宏观和微观相结合等原则,阐述了不同尺度灌区水资源问题研究的内容,研究成果促进了灌区水资源联合调度理论的进一步完善和发展。(2)全球尺度小麦主产区灌溉必要性研究在空间分辨率为30弧分的全球范围内,运用GEPIC模型估计了全球范围灌溉对增加作物产量的作用。得出全球不同地区小麦产量的高低对灌溉的依赖性。为水利决策部门运用大范围区域上的信息来制定水和粮食政策提供了可靠依据,解决了灌区水资源调度的必要性问题。灌区尺度水生态诊断和退化机理初探在研究典型灌区生态系统的结构与功能的基础上,根据引黄灌区水循环特点,设计以水文特征、水环境状况、泥沙状况、盐碱化状况等表征灌区水生态健康状况的指标体系。着重分析引黄水文情势,灌区盐碱化变化情况及规律等重要水生态问题。采用Pearson相关分析法,进行灌区生态系统退化机理研究。灌区地表水地下水联合调度研究及软件研制针对多级配水过程,采用逐级分解协调的方法,进行灌区灌溉水资源调度,得出灌区主要农作物适宜灌水模式和灌溉制度。根据人民胜利渠灌区的基本情况和运行特点,确立了调控地下水水位为解决灌区地下水与地表水联合运用问题的主线。研制集信息采集、数据分析、优化调度和可视化操作于一体的分布式人机交互多水源联合调度智能监控系统。(5)水资源承载力模糊综合评价及地下水优化以人民胜利渠灌区为例,建立多层次模糊综合评价模型来评价大型灌区水资源承载力。建立灌溉水入渗的土壤水-地下水转换过程及相应的数学模型,进行土壤水分深层渗漏的研究;建立地下水优化管理模型,对地下水进行优化。(6)人工湿地去除灌区退水面源污染方法和效率研究以实验为基础,进行人工湿地系统总体净化效率、植物优选、运行参数精确调控研究。研究结果表明,人工湿地对面源污染净化效果较好,可大面积推广。【关键词】灌区水资源调度;GEPIC;水生态诊断;大系统分解协调;人工湿地;【基金】“十一五”国家科技支撑计划;《长江上游复杂水库群联合调度技术研究》【作者】田雨;【导师】王浩;【作者基本信息】天津大学,水文学及水资源,2012,博士【摘要】长江流域大型水利枢纽工程的陆续建成运行,大幅度地提高了长江流域水资源的开发利用效率,并通过水量调蓄、电力调度、输水供水、蓄水增容等方式实现了防洪、发电、供水、航运等目标,取得了显著的社会效益。但是,大型水利枢纽建成后改变了河流地理边界以及流域水文过程等自然特性,形成了一个新的动力系统,对流域生态等方面产生了诸多不利影响,甚至会缩短河流的生命周期。可见,水资源的开发利用与河流自然系统之间存在矛盾,与社会需求之间也存在不和谐因素。本文在对研究区供水安全、防洪安全、能源安全、生态安全以及航运安全等方面进行时间尺度和空间尺度问题识别的基础上,进一步分析了长江上游梯级水库群联合调度的需求,提出了长江上游大型梯级水库联合调度的关键技术问题。在开放的复杂巨系统理论基础上,诠释了开放的梯级水库群联合调度复杂巨系统的内涵、特点、以及和谐性,基于综合集成方法论提出了一套长江上游梯级水库群多目标联合调度技术框架。应用多种分析方法对长江上游流域降水和径流等水文气候要素的特征进行均一性、趋势性以及突变点分析,研究各水文气候要素的变化趋势对长江上游梯级水库群联合调度的影响,并进一步分析了降水径流时空变换对大型水库群汛后蓄水产生的重大影响。以通用的水库群联合调度模型系统为依托,构建了长江上游梯级水库群联合调度模拟模型,并按长江上游大型水库已建、在建和拟建的情况,将模拟方案分为天然情况、近期方案、中期方案和远期方案等进行了大型水库群联合调度,对供水、防洪、发电、生态等的影响进行了分析,通过远期情景下三峡水库不同蓄水时期的方案设置,分析了对长江中下游水资源开发利用的影响,分析了不同方案下长江上游大型水库群对三峡水库调度应用的影响。针对影响分析中的问题和需求,对长江上游特大型梯级水库群进行联合优化调度,分别采用基于多目标进化算法的调度函数显式优化技术和基于柔性约束的非线性优化的调度函数隐式优化技术,优化了长江上游特大型梯级水库群的调度函数,基于多目标进化算法的调度函数显式优化技术可以给出联合优化调度的非劣解集,通过多目标调度方案评价指标体系的构建和调度方案多级模糊优选方法,从非劣解集中选出多目标均衡解。研究认为优化调度的根本是通过寻找更优的调度方案解决实际问题,而不是单纯地追求优化结果的效益最大。基于调度函数的隐式优化不能直接指导水库调度,需要通过基于调度函数隐式优化的调度模拟结果才更有说服力。通过基于多目标进化算法的调度函数显式优化技术和基于柔性约束的非线性优化的调度函数隐式优化技术的结果对比,认为调度函数隐式优化更适用于单纯追求发电效益的联合调度。而基于多目标进化算法的调度函数显式优化技术,在统筹发电效益、供水效益和生态效益等各方面均达到了较优的水平,运用这一技术的调度方案可以作为梯级水库群联合优化调度的推荐方案。【关键词】多目标调度;常规调度;优化调度;调度函数;长江上游;【基金】“十一五”国家科技支撑计划;《余姚市水库(群)优化调度方法研究及应用》【作者】邓显羽;【导师】王国利;【作者基本信息】大连理工大学,水文学及水资源,2010,硕士【摘要】目前,水库(群)优化调度在水资源开发、利用和管理中占据着十分重要的地位,已成为现代水文学和决策论研究的热点。现有的一些优化方法在解决水库(群)优化调度问题中各具特色,但也存在一定局限,为此,需要在已有研究成果的基础上继续完善、改进和探索新的求解方法。本论文在总结以往相关领域研究成果的基础上,对水库(群)优化调度理论进行了较深入的探讨,针对研究区内各水库的自身特点,建立了确定性水库及库群联合供水优化调度的数学模型,并采用粒子群优化算法及逐步优化算法等进行求解。结果表明,粒子群算法与逐步优化混合算法能得到高性能的优化调度结果,从而更好地发挥库群的综合效益,科学可行。总体上进行了以下几方面的探索和研究:1.综合分析我国水资源的开发现状,阐述开展水库(群)优化调度研究的必要性,并分析总结国内外水库(群)优化调度研究的动态。2.根据研究的需要建立了两种优化调度模型,即单一供水水库优化调度模型和水库(群)联合供水优化调度模型。分别介绍了近年来比较流行的水库调度模型的解算方法,逐步优化算法、粒子群及其改进算法,具体介绍了基本原理以及解算过程。3.以浙江省余姚市陆埠—梁辉、四明湖—牟山湖水库为实例背景,采用所提出的算法进行求解,由此得出的结果进行了分析对比。计算结果表明,采用混合优化算法的水库群联合优化调度可以在一定程度上提高水资源利用效益,具有很强的实用性。最后对论文取得的主要成果进行总结,并对有待于进一步研究的问题进行了展望。【关键词】水库(群)供水;粒子群算法;逐步优化;联合优化调度;《水资源调度及系统控制策略的研究》【作者】翟晓烨;【导师】齐剑玲;【作者基本信息】中国地质大学(北京),检测技术与自动化装置,2010,硕士【摘要】水资源短缺,而且时空分布严重不均,是我国可持续发展中一个不能回避的难点。随着自动化监控技术和网络技术的广泛使用,供水系统正逐步采用智能型综合供水调度自动化调度策略,形成集控制、运行、管理于一体的高效管理模式。这对于改善经济增长方式有着非常重要的意义。本课题以北京市供水系统为背景,针对水资源空间分布不均,调配难度大
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