以灌溉為主綜合利用水庫(kù)與灌區(qū)水資源系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、水資源是地球上所有生命必須的物質(zhì)基礎(chǔ)，是一種寶貴的自然資源，同時(shí)也是影響生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素之一，更是緊缺的戰(zhàn)略資源。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人口的增加，城鎮(zhèn)化水平不斷提高等原因，未來(lái)水資源的形式將更加嚴(yán)峻。尤其在我國(guó)北方地區(qū)有許多大型灌區(qū)，而北方地區(qū)的水資源量卻與其占全國(guó)60％以上的耕地面積嚴(yán)重失調(diào)，供需矛盾突出。許多灌區(qū)的工農(nóng)業(yè)用水主要由水庫(kù)提供，綜合利用灌區(qū)內(nèi)所有水資源，做好水資源的調(diào)度與優(yōu)化配置是值得深入研究的問題。本文結(jié)合山

2、西省汾河灌區(qū)實(shí)際對(duì)水庫(kù)灌區(qū)的水資源聯(lián)合調(diào)度以及灌區(qū)內(nèi)水資源優(yōu)化配置進(jìn)行研究，建立了水庫(kù)灌區(qū)水資源聯(lián)合調(diào)度與優(yōu)化配置模型，主要成果如下:
　　(1)汾河灌區(qū)徑流特性分析。采用小波分析理論對(duì)汾河灌區(qū)徑流周期變化分析得出，汾河灌區(qū)徑流存在14年與21年的周期性變化，在現(xiàn)狀年以后的短期內(nèi)處于枯水期;采用秩和檢驗(yàn)對(duì)灌區(qū)徑流自1956年至今的變化趨勢(shì)分析得到，灌區(qū)徑流一直呈減少趨勢(shì);采用累積距平結(jié)合Cramer’s法對(duì)徑流豐枯變化進(jìn)行分析得出

3、，徑流自1956年至今經(jīng)歷了豐—平—枯的變化過(guò)程;采用統(tǒng)計(jì)方法分析得出，徑流年內(nèi)分布不均，汛期水量約占全年的70％，灌區(qū)內(nèi)各部分徑流一致性較好。
　　(2)對(duì)汾河灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目實(shí)施前后灌區(qū)不同的情況進(jìn)行水量平衡分析。項(xiàng)目實(shí)施前汾河灌區(qū)缺水嚴(yán)重，項(xiàng)目實(shí)施至現(xiàn)階段灌區(qū)節(jié)水水平有所提高，并引入再生水進(jìn)行灌溉，使灌區(qū)缺水情況有所緩解。
　　建立灌區(qū)水資源系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)度模型，采用長(zhǎng)系列法進(jìn)行計(jì)算。
　　分析系統(tǒng)內(nèi)地表水

4、與地下水的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上制定供水原則;以多年平均缺水量最小為目標(biāo)，以兩座梯級(jí)水庫(kù)為核心，制定水資源系統(tǒng)常規(guī)調(diào)度規(guī)則;地下水優(yōu)先供給生活需水，水庫(kù)水優(yōu)先供給工業(yè)用水，區(qū)間水用于灌溉與河道內(nèi)生態(tài)需水;汾河一庫(kù)為補(bǔ)償水庫(kù)，汾河二庫(kù)為被補(bǔ)償水庫(kù)。
　　以多年平均缺水量最小為主要目標(biāo)、年發(fā)電量最大為次要目標(biāo)進(jìn)行水資源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，采用分層序列法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，即在滿足主要目標(biāo)的可行解內(nèi)選擇滿足次要目標(biāo)的最優(yōu)解;根據(jù)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度結(jié)果計(jì)

5、算兩水庫(kù)調(diào)度圖與調(diào)度函數(shù)，以水庫(kù)調(diào)度圖與調(diào)度函數(shù)相互參照指導(dǎo)水庫(kù)運(yùn)行。
　　(3)建立了考慮水質(zhì)與水量的水資源優(yōu)化配置大系統(tǒng)模型。選擇平水、枯水、特枯三個(gè)典型水平年，由長(zhǎng)系列法得出汾河灌區(qū)不同水平年的供水能力;分別以2015年和2025年為近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃年，采用定額法對(duì)工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行計(jì)算，選取改進(jìn)的7Q10法，計(jì)算灌區(qū)生態(tài)用水;進(jìn)而建立三層大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)模型;采用遺傳算法和線性規(guī)劃法進(jìn)行求解，得到不同水平規(guī)劃年的水資源配