引大工程供水区水资源优化配置研究

论文摘要

水是生命之源,是人类赖以生存和发展的不可缺少的一种宝贵资源,又是自然环境的重要组成部分,是经济社会可持续发展的基础条件。随着人口和经济的增长,水资源的需求量不断增加,水环境又不断恶化,水资源短缺已经成为全球性问题。全文以可持续发展作为水资源优化配置的指导思想,对水资源系统多目标线性规划模型及其应用进行了探索和研究。以甘肃省引大工程为研究对象,开展了供水区水资源需水量预测、水资源在国民经济各部门各供水子区之间优化配置的实际应用研究。主要研究内容及成果包括以下几个方面:(1)扼要介绍我国水资源所面临的问题,总结了国内外水资源优化配置研究现状,指出目前所面临的主要问题,明确研究方向。(2)全面系统地论述了水资源优化配置的基本概念,包括水资源优化配置的任务与历史演变、内涵与功能、优化配置的基本原则、目标和水资源优化配置的一般形式等。(3)阐述了水资源系统理论和系统分析方法,对水资源系统模型进行了简单介绍,重点分析了水资源最优化模型。对水资源系统多目标线性规划模型的建立及求解进行了系统的分析与介绍。(4)分析了引大工程供水区水资源优化配置的必要性,探讨了需水预测对水资源优化配置的重要性,同时进一步学习了各种需水预测方法如人工神经网络模型预测、灰色预测方法以及在实际中经常采用的指标分析法等,经过分析比较,最终采用指标分析法对引大工程供水区域进行需水预测并进行了现状年供需平衡分析。结果表明: 2010年供需基本保持平衡,可供水量41399万m3,总需水量39218万m3,余水2181万m3;随着供水区社会经济的发展,需水量不断增加,到2015年,可供水量41177万m3,总需水量增加到48680万m3,缺水7503万m3。所以,近期只要合理配置利用水资源,可以满足用水需要。针对远期缺水的实际,可通过提高水资源利用率和开发新的水源来加以解决。(5)在引大工程供水区水资源供需分析的基础上,运用水资源系统理论建立多目标线性规划模型,在满足工程供水能力的前提下,以供水区水资源需求为依据,寻求符合工程主体的经济效益和供水区经济效益最优,并满足环境要求的供水方案。2010年配置方案为:城镇生活供水量6650.90万m3,占总量42906.81万m3的15.5%;农村生活供水量1517.90万m3,占3.5%;工业供水量5198.32万m3,占12.1%;生态供水量1857.31万m3,占4.3%;农业供水量27682.38万m3,占64.5%。2015年配置方案为:城镇生活供水量7198.73万m3,占总提水量43367.59万m3的16.6%;农村生活供水量1594.92万m3,占3.68%;工业供水量4743.24万m3,占10.94%;生态供水量1964.31万m3,占4.53%;农业供水量27866.38万m3,占64.26%。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 1 前言
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 水资源优化配置研究概况
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 目前存在的主要问题
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 2 水资源优化配置理论
• 2.1 概述
• 2.1.1 水资源优化配置的基本概念
• 2.1.1.1 水资源配置的任务
• 2.1.1.2 水资源优化配置的内涵及功能
• 2.1.2 优化配置的必要性
• 2.1.3 区域水资源配置系统
• 2.1.4 优化配置的主要研究内容
• 2.2 水资源优化配置的原则、配置形式和配置方式
• 2.2.1 基本原则
• 2.2.2 配置形式
• 2.2.3 配置方式
• 2.3 水资源优化配置的目标
• 3 水资源系统分析方法及水资源系统模型
• 3.1 系统和系统分析方法
• 3.1.1 系统的概念、结构和功能
• 3.1.2 系统分析方法
• 3.2 水资源系统和水资源系统分析方法
• 3.2.1 水资源系统
• 3.2.2 水资源系统分析及其步骤
• 3.2.3 水资源系统分析方法
• 3.3 水资源系统模型
• 3.3.1 最优化模型
• 3.3.1.1 线性规划模型
• 3.3.1.2 随机线性规划模型
• 3.3.1.3 灰色线性规划模型
• 3.3.1.4 非线性规划模型
• 3.3.2 模拟模型
• 3.4 水资源系统多目标规划模型
• 3.4.1 多目标规划模型及概念
• 3.4.2 多目标规划的数学模型及特点
• 3.4.3 多目标规划问题的解法
• 3.4.4 逐步法
• 4 引大工程供水区需水量预测及现状年供需平衡分析
• 4.1 引大工程供水区水资源优化配置框架
• 4.2 需水量预测方法
• 4.2.1 神经网络
• 4.2.2 灰色预测方法
• 4.2.3 指标分析法
• 4.3 引大工程供水区需水量预测
• 4.3.1 工程概况及供水单元划分
• 4.3.1.1 工程概况
• 4.3.1.2 供水单元划分
• 4.3.2 需水量预测
• 4.3.2.1 农业灌溉需水量分析计算
• 4.3.2.2 工业需水量分析计算
• 4.3.2.3 城镇生活需水量分析计算
• 4.3.2.4 农村生活需水量分析计算
• 4.3.2.5 生态需水量分析计算
• 4.4 引大供水区供需水平衡分析
• 4.4.1 供水区可供水量
• 4.4.2 供水区水资源供需平衡分析
• 5 引大工程水资源优化配置研究
• 5.1 引大工程水资源优化配置必要性分析
• 5.2 引大工程供水区水资源优化配置模型
• 5.2.1 目标函数
• 5.2.2 约束条件
• 5.2.3 优化配置模型
• 5.3 求解模型
• 5.3.1 2010 年优化配置方案的求解
• 5.3.2 2015 年优化配置方案的求解
• 5.4 2010 年优化配置方案
• 5.5 2015 年优化配置方案
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介