滦河中下游水库群联合供水优化调度问题的研究

论文摘要

水库群联合供水优化调度是一项庞大的、复杂的系统优化问题。本文根据滦河中下游地理、气候、水文和引滦供水地区社会经济特征,结合潘家口、大黑汀、桃林口三水库和天津、唐山、秦皇岛三市的实际情况,在系统科学和方法论的指导下,综合运用水文学、风险分析评估、模糊识别、数理统计等理论方法,对潘家口、大黑汀、桃林口水库引滦供水联合调度问题进行了分析研究。本文主要研究内容和成果如下:1、通过引滦水库多年实际来水,采用滑动平均法、坎德尔(Kendall)秩次相关检验方法,对引滦水库来水序列的趋势特征进行检验和分析。总的来说,各水库来水趋势都呈下降的趋势,尤其是90年代后,下降趋势明显。2、通过对滦河中下游潘、大、桃三水库联合供水情况的分析,分别在现状供水情况和将来南水北调通水后整体考虑水资源情况下,拟定了各种可供水情况下的潘、大、桃三水库联合供水调度方案,采用一种聚合分解算法对水库系统进行优化调度,最后通过动态规划法计算出各方案的调度结果。3、在引滦供水水库联合优化调度结果的基础上,将调度方案分为两类,即第一类为各方面用水需求都能满足的方案和第二类为不能完全满足各方面用水需求的方案。对于第一类,不需采用优选模型进行方案的评价和优选,对于第二类,采用模糊优选模型进行方案的评价和优选。4、在现有分水原则和联合优化供水调度条件下,采用幕景分析法对水库联合供水调度进行风险分析。从计算结果上可以看出,在不改变供水原则的情况下,供水缺水风险较大,但通过优化联合调度,供水缺水风险大大降低。5、在现状供水情况和南水北调通水后两种状态下,通过单独调度和联合优化调度后供水量的改变,对各市的效益变化进行分析,对受水区和行业的效益进行估算,提出合理的利益分配方案。6、在潘家口水库和桃林口水库来水分析的基础上,应用Copula方法计算两个水库来水的丰枯遭遇频率。采用频率法进行径流的丰枯划分,将两者之间的丰枯遭遇情形分为9种,并将这9种情形按照丰枯同步和丰枯异步两种类型分别计算出相应的遭遇频率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 水库调度研究进展
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.2.3 水库调度发展趋势
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 研究区域概况
• 2.1 滦河流域自然地理
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地貌
• 2.1.3 气候特点
• 2.2 滦河流域主要水系
• 2.2.1 闪电河
• 2.2.2 小滦河
• 2.2.3 兴洲河
• 2.2.4 伊逊河
• 2.2.5 武烈河
• 2.2.6 柳河
• 2.2.7 瀑河
• 2.2.8 洒河
• 2.2.9 长河
• 2.2.10 清河
• 2.2.11 横河
• 2.2.12 青龙河
• 2.3 滦河流域社会经济
• 2.3.1 行政区划
• 2.3.2 人口
• 2.3.3 农业
• 2.3.4 工业
• 2.4 滦河流域水文气象
• 2.4.1 水文站
• 2.4.2 降水
• 2.4.3 径流
• 2.4.4 洪涝灾害
• 2.4.5 防洪现状
• 2.5 引滦工程情况
• 2.5.1 各输引水线路情况
• 2.5.2 各水源地及蓄水水库情况
• 2.6 供水分水原则
• 2.6.1 潘家口水库
• 2.6.2 大黑汀水库
• 2.6.3 桃林口水库
• 2.7 工程管理机构及现状
• 第三章 引滦水库及受水区供水现状分析
• 3.1 水库来水趋势性分析方法
• 3.1.1 线性滑动平均法
• 3.1.2 Kendall非参数秩次相关检验法
• 3.2 引滦水库来水趋势性分析
• 3.2.1 潘家口水库来水情况
• 3.2.2 大黑汀水库来水情况
• 3.2.3 桃林口水库来水情况
• 3.2.4 于桥水库来水情况
• 3.2.5 陡河水库来水情况
• 3.2.6 引滦水库来水趋势综合分析
• 3.3 区域水资源供需分析方法
• 3.3.1 供水量计算
• 3.3.2 需水量计算
• 3.3.3 区域水资源供需分析
• 3.4 引滦受水区水资源供需分析
• 3.4.1 天津城市水资源供需分析
• 3.4.2 唐山市水资源需求分析
• 3.4.3 秦皇岛市引滦水资源需求分析
• 3.5 本章小节
• 第四章 引滦供水水库联合调度研究
• 4.1 动态规划方法
• 4.2 引滦供水水库联合调度系统构建
• 4.2.1 供水系统
• 4.2.2 用水单元
• 4.2.3 引滦供水系统优化调度模型
• 4.3 引滦供水水库联合调度方案的拟定及优化调度结果
• 4.3.1 单库供水优化调度
• 4.3.2 水库群联合供水优化调度
• 4.4 本章小节
• 第五章 水库联合供水调度方案的评价与优选
• 5.1 方案的评价方法
• 5.1.1 目标权重的确定
• 5.1.2 方案的模糊优选模型
• 5.2 引滦水库群联合供水调度方案的评价与优选
• 5.2.1 现状供水情况引滦水库群联合供水调度方案优属度排序
• 5.2.2 南水北调通水后引滦水库联合供水调度方案优属度排序
• 5.3 本章小节
• 第六章 水库联合供水调度的风险分析
• 6.1 风险分析方法
• 6.1.1 风险的属性
• 6.1.2 风险的特征
• 6.1.3 风险识别方法
• 6.2 水库供水调度的风险评估
• 6.2.1 风险模拟模型
• 6.2.2 风险分析
• 6.3 本章小节
• 第七章 引滦水库群联合供水优化调度的效益分析
• 7.1 效益估算
• 7.1.1 可供水情况
• 7.1.2 受水地区及相关部门
• 7.1.3 水库的调度方式
• 7.1.4 效益估算
• 7.2 受益地区和行业的效益分析
• 7.2.1 受益行业的效益变化
• 7.2.2 受益地区的效益变化
• 7.3 本章小节
• 第八章 引滦供水水库联合调度对水资源配置影响分析
• 8.1 COPULA理论
• 8.2 各水库来水丰枯遭遇分析
• 8.2.1 资料的选取
• 8.2.2 径流分布参数的确定
• 8.2.3 Copula函数的选择
• 8.2.4 径流丰枯遭遇分析
• 8.3 洪水资源量的估算
• 8.3.1 洪水资源化的定义
• 8.3.2 水库洪水资源量的计算方法
• 8.3.3 引滦供水水库洪水资源量估算
• 8.4 引滦供水水库联合调度对水资源配置影响分析
• 8.4.1 不改变分水原则情况下水资源配置方案
• 8.4.2 改变分水原则情况下水资源配置方案
• 8.5 本章小节
• 第九章 结论与展望
• 9.1 结论
• 9.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢