滹沱河流域水资源调度模型研究与调度决策支持系统实现

论文摘要

用水总量控制是我国实行最严格水资源管理制度的重要手段。滹沱河流域地处全国最缺水的华北平原与山西高原相接地区,近年来经济社会的快速发展,人类活动的不断增强,导致滹沱河流域水资源时空分布不均、供需矛盾问题更加突出。水量调度,作为水资源优化配置的重要手段,对于实现滹沱河流域水资源的高效利用与精细化管理具有重要意义。本文在中长期径流预报、需水预测的基础上,并结合水资源调度通用软件框架,通过系统定制和二次开发,构建满足流域调度需求的水资源调度模型。首先,在分析滹沱河流域径流年内、年际变化特征的基础上,运用相关系数法,从130项大气环流指标中筛选出与径流序列相关性较高的预报因子,同时结合BP人工神经网络模型构建滹沱河流域中长期径流预报模型,并验证该模型的适用性。其次,以滹沱河流域水资源开发利用现状为基础,综合考虑行政区的用水结构,分析流域的用水指标及用水定额,并根据定额法建立流域需水预测模型,预测滹沱河流域未来的用水变化情况。然后,以滹沱河流域年调度计划编制为例,通过分析流域需水量、水库蓄水量的竞争关系,以流域供需缺额最小和水库末水位之和最大为目标建立滹沱河流域梯级水库群多目标优化调度模型,并采用两种多目标优化算法对其进行求解。模拟结果表明,DE算法在流域供需缺额、水库末水位之和方面优于POA算法。最后,基于来水预报模型、需水预测模型和水资源调度模型,在水资源调度通用软件的框架上,开发滹沱河流域水资源调度决策支持系统。研究结果表明,开展滹沱河流域水资源调度模型研究,对落实最严格水资源管理制度用水总量控制指标、实现流域水资源高效利用意义重大。同时,基于调度通用软件框架的滹沱河流域水资源调度决策支持系统,对于相似流域推进水利信息化工作具有很有的示范作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外水资源调度模型研究发展情况
•   1.3 研究内容及技术路线图
•   1.4 本章小结
• 第2章 研究区域概况
•   2.1 地理位置
•   2.2 河流水系
•   2.3 水文气象
•   2.4 主要监测点
•     2.4.1 下茹越水文站
•     2.4.2 芦庄水文站
•     2.4.3 米家寨水文站
•   2.5 重要水利工程
•     2.5.1 下茹越水库
•     2.5.2 神山水库
•     2.5.3 观上水库
•     2.5.4 米家寨水库
•     2.5.5 双乳山水库
•     2.5.6 西岁兴水库
•     2.5.7 唐家湾水库
•   2.6 本章小结
• 第3章 滹沱河流域来水预报
•   3.1 径流特性分析
•     3.1.1 年内变化特征
•     3.1.2 年际变化特征
•   3.2 来水预报模型原理
•     3.2.1 预报因子筛选方法
•     3.2.2 BP人工神经网络模型
•   3.3 滹沱河流域来水模型设计与构建
•   3.4 实例研究
•     3.4.1 预报因子
•     3.4.2 预报结果
•   3.5 本章小结
• 第4章 滹沱河流域需水预测
•   4.1 流域需水预测的模型原理
•     4.1.1 生活需水
•     4.1.2 工业需水预测
•     4.1.3 农业需水量
•     4.1.4 生态需水量
•   4.2 流域需水预测模型的设计与构建
•   4.3 实例研究
•     4.3.1 滹沱河流域取用水户及取水情况概化
•     4.3.2 经济社会预测
•     4.3.3 用水定额变化趋势预测
•     4.3.4 需水量预测结果
•   4.4 本章小结
• 第5章 滹沱河流域水资源调度
•   5.1 水资源调度模型设计与构建
•     5.1.1 流域网络概化
•     5.1.2 目标函数
•     5.1.3 约束条件
•     5.1.4 求解方法
•   5.2 水资源调度
•     5.2.1 可供水量分析
•     5.2.2 需水过程分析
•     5.2.3 基于逐步优化算法的水资源调度
•     5.2.4 基于差分进化算法的水资源调度
•     5.2.5 基于不同算法下的水量调度对比分析
•     5.2.6 近远期水平年水量供需分析
•   5.3 本章小结
• 第6章 系统设计
•   6.1 总体架构设计
•     6.1.1 总体功能结构
•     6.1.2 技术架构
•   6.2 系统功能模块设计
•     6.2.1 方案管理
•     6.2.2 方案编制
•     6.2.3 方案比选
•   6.3 本章小结
• 第7章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 创新点
•   7.3 存在问题及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈磊

导师: 王浩,雷晓辉

关键词: 滹沱河流域,水资源调度,来水预报,需水预测

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 资源科学,水利水电工程,自动化技术

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: TP18;TV213.4

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001204

总页数: 99

文件大小: 3021K

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