區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究——以南水北調(diào)東線山東受水區(qū)為例.pdf

1、水資源優(yōu)化配置是水資源開發(fā)利用的研究熱點(diǎn),我國在水資源優(yōu)化配置方面做了大量工作,取得了豐碩的成果?？缌饔蛘{(diào)水是解決水資源空間分布不均勻問題的一種有效途徑。南水北調(diào)東線工程是我國南水北調(diào)總體布局中的重要組成部分,對(duì)其水資源進(jìn)行優(yōu)化配置將緩解受水區(qū)的水資源短缺問題,促進(jìn)該區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。論文在研究跨流域調(diào)水受水區(qū)水資源系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,對(duì)南水北調(diào)東線山東段的水資源優(yōu)化配置進(jìn)行了研究,建立了水資源優(yōu)化配置實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容及成果如

2、下：(1)南水北調(diào)山東受水區(qū)水源包括當(dāng)?shù)厮?、引黃河水和引長江水,是一個(gè)多水源多目標(biāo)多工況的調(diào)度問題。在水資源系統(tǒng)概化的基礎(chǔ)上,建立了多水源系統(tǒng)水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置模型。把大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)理論和遺傳算法相結(jié)合,較好地解決了復(fù)雜水資源系統(tǒng)中多水源多用戶多目標(biāo)配置模型的求解問題。(2)從生態(tài)需水基本內(nèi)涵出發(fā),探討了河道臨界生態(tài)需水量計(jì)算方法,對(duì)最小非生物需水量計(jì)算的水文與河床形態(tài)分析法、最小生態(tài)需水計(jì)算的生物空間最小需求法以及適宜生態(tài)需水的估

3、算方法進(jìn)行分析,根據(jù)河道實(shí)際和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)綜合確定了河流臨界生態(tài)需水量。(3)針對(duì)南水北調(diào)東線東平湖至濟(jì)南段輸水工程,采用Preissmann四點(diǎn)隱格式差分求解動(dòng)力波法,進(jìn)行渠道水流計(jì)算及內(nèi)邊界條件處理,建立了遠(yuǎn)距離輸水水流模擬的水動(dòng)力學(xué)模型。在對(duì)輸水渠道及眾多水工建筑物概化的基礎(chǔ)上,著重探討了上、下游邊界及初始條件、進(jìn)洪閘及分水閘的入出流過程、渠道沿線滲漏量動(dòng)態(tài)化處理等問題。最后,在不同工況條件下進(jìn)行模擬計(jì)算,結(jié)果表明沿線各斷面計(jì)算水位、

4、流量與設(shè)計(jì)水位、流量擬合較好。(4)根據(jù)水資源優(yōu)化配置的基本原理,結(jié)合南水北調(diào)工程?hào)|線(山東段)的實(shí)際情況,實(shí)時(shí)調(diào)度模型采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法和線性規(guī)劃法相互嵌套求解,開發(fā)了基于GIS的水資源實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng),對(duì)今后南水北調(diào)工程(山東段)水資源的優(yōu)化調(diào)度及管理具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。(5)把建立的水資源優(yōu)化配置和實(shí)時(shí)調(diào)度模型應(yīng)用于南水北調(diào)東線工程濟(jì)平干渠供水區(qū),計(jì)算得到水資源年內(nèi)最優(yōu)分配方案、東平湖及濟(jì)平干渠的優(yōu)化調(diào)度方案,驗(yàn)證了模型及其求解