跨流域水资源系统模拟与优化调度研究

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1、河海大学博士学位论文跨流域水资源系统模拟与优化调度研究姓名：季红飞申请学位级别：博士专业：水文学及水资源指导教师：董增川20080301摘要水是人类赖以生存和发展的重要资源，孕育和维持着地球上的全部生命。随着社会的发展和人口增长，人类社会对水资源的需求量不断增大，同时，由于人类对水资源的过度开发和水生态的破坏，使淡水资源短缺问题日益加剧，在这种日益激烈的供需矛盾下，如何根据水资源现状和社会发展战略需要，科学开发利用、优化配置水资源成为当前亟待解决的水资源问题。针对已建的苏北跨流域调水系统工程实际运行中凸显的来水

2、信息难以实时掌控、缺少统一规划和设计等问题，本文进行了水资源来水预报、水资源系统模拟及水资源优化配置等研究，主要内容包括：(1)根据前期流域下垫面条件、预报断面的入流过程以及相关的水文气象要素，采用统计分析方法，结合物理成因分析，建立了中长期来水量的预报模型，对未来旬的逐同流量过程(中期)和月总量及逐同流量过程(长期)进行预测，从而实现中长期来水预报。(2)建立了水资源系统的模拟模型，根据各湖泊当前蓄水量、未来控制蓄水量、抽水泵站与水闸的工程能力，在来水预报及需水预测基础上，通过水量平衡进行调配模拟计算，提供未

3、来一个时段的水量调配方案。(3)采用河网水动力学理论方法对调水工程的河网水流进行计算，建立研究区域河网水流模拟模型，通过水流仿真对河网的非计划用水进行评估，并建立人工神经网络模型对该问题进行计算求解。(4)根据大运河骨干工程系统组成及其功能、现行调度运行规则，对跨流域调水系统的空间物理组成进行概化；以概化的物理模型为基础，将湖泊与大运河各河段组成串联结构，运用大系统优化原理和模拟技术建立了水资源优化调度数学模型，进行长期水量优化调配。本文结合江苏江水北调工程试验，建立基于来水预报、水资源系统模拟与优化、非计划用

4、水评估等基础上的水量优化配置模型，具有较好的适用性和可靠性，为跨流域引水系统优化调度提供了较系统的方法。关键词：中长期来水预报调水系统模拟水量实时优化调配非计划用水AbstractWateristheessentialandimportantDesoIⅡcesthatsupportshumanity'sdcvelopment,breedsandmaintainstheenfimlifeonEarth．Nowtheworld，alongwiththerapidgrowthofpopulationandeconom

5、ics,theH∞把rreso嘲demandincreasesunceasingly．Meanwhile．aSaresultoftheoverexploitatinaOnwaterresourcesandtheretrogressionofhydro-ecologicalsystem，theshortageoffreshwaterresourcx％isinteasi母ingdaybyday．HowtoexploitandutilizewaterresourcesreasonablyandoptimallyOnt

6、hebasisoftheexistingwaterresourcessituation,hasbecomeanemergentproblemthatneedstobefiguredoutimmediately．Orientedtoproblemsemer舀ngfiomthetrails—basinswaterresourcesinnorthJiangsuprovince,suchastheuncertaintyinreal-timepredictionofwateramountintothesystem,sho

7、rtofalluniformplanninganddesignschemeetc．，somepivotalissuesincludingtheapproachesofwaterresourcesforecasting,thereal-timewaterresourcesscenariosandoptimizationmodel，arcinvestigatedinthisdissertation．1。Onthebasisoftheanalysisofantecedentunderlayingsurfacecond

8、itions,theforecastedinflowprocessalspecificcross-sectionsandrelevanthydro-meteorologicalindicators．thestatisticalanalysismethodcouplingwithphysicalmechanismanalysisisstudiedtoforecasttheamountof