南水北调(山东段)水资源优化配置模型专家决策系统

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1、南水北调（山东段）水资源优化配置模型专家决策系统南水北调工程是一项建设周期长、耗资巨大的跨流域调水工程。本专题充分利用现代化信息技术、数据库技术和计算机网络技术，综合应用高等数学中的数学建模、线性规划、概率论、数理统计、微分学等知识，结合南水北调东线工程山东省段建设和结合南水北调东线工程管理及调度运行需要，在山东省南水北调工程水质、水量实时监控的基础上，建立水资源优化配置模型专家决策支持系统。研究目的及意义本专题研制的目标是为结合南水北调东线工程山东省段建设和结合南水北调东线工程管理及调度运行需要，在山东省南水北调工程

2、水质、水量实时监控的基础上，建立水资源优化配置模型专家决策支持系统。此系统的建立，将为实现当地水（包括地表水、地下水）、黄河水和长江水的联合优化调度提供可能，以达到充分发挥南水北调工程效益的目的，保证我国国民经济和社会持续高速发展，同时也将填补我国水资源配置及调度系统应用GIS技术、网络技术和遥测技术，以建立稳定的可操作的实时决策支持系统技术上的空白和通用性强的水资源优化配置专家决策支持系统软件的空白。南水北调东线一期工程东平湖～济南段输水工程是胶东输水干线西段的一部分。该段输水工程是南水北调东线工程的重要组成部分，在

3、长江水未调至东平湖之前，可将东平湖湖水调往济南市玉清湖水库，以解决济南市目前供水紧张局面和保泉要求以及沿线城市的供水危机，同时也为小清河河水冲淡稀释提供水源。南水北调输水干线全线贯通后，可以把东平湖多余的水调往小清河，以改变小清河的水环境。南水北调工程是一项建设周期长、耗资巨大的跨流域调水工程，只有对该项工程进行科学管理、优化调度，才能最终实现水资源的优化配置，达到社会效益、经济效益、环境效益的综合最大化。本次研究建立的济平干渠段的水资源优化配置模型，将在工程管理决策当中起到一定的指导作用，并在使用过程中不断完善和改进

4、，最终实现地区水资源优化配置的目标。同时，该专题研究成果对南水北调工程其他段的水资源优化配置也具有很高的参考价值。1研究基础条件1.1工程运行方式及调度原则（一）工程运行方式及调度总原则为：（1）济平干渠在2008年之前调引东平湖水，解决济南市的部分用水量，同时向小清河补水，改善济南市的生态环境，因此济南市区成为水资源配置的重点目标。从远期来看，济南市各县（区）应充分利用胶东输水干线中段引黄济青时间，即11月中旬至翌年1月中旬的70天调引长江水；（2）正确认识和处理调水工程同节水、治污和保护生态环境的关系，坚持先节水后

5、调水、先环保后用水的原则。坚持计划用水和按市场经济配水相结合的原则。实现当地水与外调水的联合调度和优化配置，最大限度地降低供水成本，发挥供水效益。（二）在江水未到达东平湖之前的水量调度原则（1）在保持经济社会可持续发展，促进生态环境良性循环的前提下，首先开发利用当地水资源；（2）充分利用当地水资源前提下，从东平湖调引湖水，引湖水量应在国务院批准的黄河水量指标中统筹解决，并以不影响东平湖产和湿地生态环境为控制条件；（3）东平湖水量不足，可调引分配给济南市的引黄水量，鉴于玉清湖水库沉砂池坐落在黄河滩区和玉符河滩地上，使用期

6、有限，届时可从田山一级站、东风站向济南市区应急调引黄河水。（三）在长江水到达东平湖之后的水量调度原则（1）在保持经济社会可持续发展，促进生态环境良性循环的前提下，首先开发利用当地水资源；（2）在东平湖水量充沛，不影响生态环境的情况下，可适量向济南市补水；（3）通过南水北调东线调水工程，向济南市区补给长江水，以长江水替代黄河水成为玉清湖水库的只要供水水源，将占用的农业引黄水量归还给农业，并尽可能减少引黄水量，保护黄河河口生态环境，减少引黄口门泥沙处理负担，减少或消除沙化影响，促进沿黄地区生态环境的良性循环；（4）南水北调

7、全线通水后，济南市可通过引用长江水尽量减少地下水开采量，以达保泉的目的。1.2水源和供水区域及用水部门的划分通过对供水区基本资料的分析，确定供水区域内有五种水源：本地地表水和地下水、引黄河水、东平湖水和长江水。东平湖－济南段输水干渠对沿线的平阴县、长清区、济南市区分水，共设4个分水口。将这4个分水口按上下游顺序编号，上盆王分水口为1号分水口，南大沙河分水口为2号分水口，贾庄分水口为3号分水口，玉清湖水库分水口为4号分水口。根据每个分水口的供水范围，把整个供水区域分为4个分区，即i号分水口向i分区供水，i=1,2,3,4

8、。表1－1供水分区对照表分水口1234供水分区平阴分区长清1区长清2区济南市区由于供水对象以城市生活用水和工业用水为主，兼顾高效农业用水和生态环境用水，因而用水类型拟定为四个：生活用水、工业用水、农业用水和生态环境用水。1.3渠首分水闸和分水口流量引水工程的输水能力制约着水资源的实际可利用量和水量在各用水分区的分配。经分析，将分水