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基于地表水和地下水动态转化的水资源优化配置模型研究

作　者: 刘晓霞
导　师: 王浩
学　校: 中国水利水电科学研究院
专　业: 水文学及水资源
关键词: 水资源合理配置水资源优化配置模型地下水模拟模块设计流域侧向传输关系地下水埋深变幅计算参数供需平衡分析耗水分析地下水开发利用分析地下水补给量动态采补平衡
分类号: TV213.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

针对水资源优化配置模型研究问题，本文初步论述了国内外水资源配置研究现状和水资源合理配置的基础知识，然后具体论述了水资源优化配置模型的建模思路和模型构成。本文完成的主要工作是对水资源优化配置模型进行了改进和完善，增加了地下水模拟模块，建立了地表水和地下水之间以及地下水之间的侧向传输关系，形成地表地下互动联合配置，实现地下水动态采补平衡，达到资源可持续利用的目的。通过计算地下水埋深年变幅和多年平均变幅，研究地下水开发利用对和生态系统造成的影响。本文试图通过对该模型的修改和完善，使水资源合理配置的研究在以往的基础上有所完善、发展和创新，为以后实际的水资源规划、管理与保护提供一个更加合理并且是可操作的基本思路，在正确的水资源发展战略思想指导下，使水资源可持续利用成为可能。本文由以下几部分内容组成：(1)选题背景、目的和意义，国内外水资源配置研究现状。(2)水资源合理配置基础知识。论述水资源合理配置基本概念，水资源合理配置的内容和基本要求、任务和研究方法等。(3)水资源优化配置模型研究。介绍了水资源优化配置模型的任务、建模思路、模型系统的组成要素、主要平衡方程及目标函数等。(4)地下水模型设计。论述了地下水模型设计的目的和意义，地下水模型的设计基础和设计思路，构建了平原区地下水侧向传输关系，分流域和计算单元两个层次建立了平原区地下水平衡方程和约束条件，并对地下水主要计算参数进行了说明。(5)新疆奎屯河流域水资源优化配置研究应用实例。(6)论文研究得出的主要结论，指出了论文研究的进一步改进方向，并展望了本领域研究未来的发展趋势。本文的重点在于地下水模型的设计。通过建立地下水模拟模块，完善了水资源优化配置模型的功能，实现了地下水动态采补平衡和地下水埋深变幅宏观模拟，并以新疆奎屯河流域水资源合理配置作为例证研究。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章概述  11-18
  1.1 引言  11
  1.2 选题背景、目的和意义  11-12
  1.3 国内外水资源配置研究现状  12-17
    1.3.1 国外水资源配置研究  12-15
    1.3.2 国内水资源配置研究  15-17
    1.3.3 水资源配置研究趋势  17
  1.4 本文研究工作的主要内容和进展  17-18
第二章水资源合理配置基础  18-31
  2.1 资源合理配置简介  18-20
    2.1.1 资源的概念和分类  18-19
    2.1.2 资源合理配置基本概念  19-20
  2.2 水资源合理配置基本概念  20-25
    2.2.1 水资源合理配置  20-22
    2.2.2 水资源合理配置系统组成  22-23
    2.2.3 水资源系统与经济系统和生态系统的关系  23-25
  2.3 水资源合理配置的内容和基本要求  25-26
  2.4 水资源合理配置的任务及研究方法  26-27
  2.5 水资源合理配置决策机制  27-31
第三章水资源优化配置模拟模型研究  31-48
  3.1 模型的基本任务  31-32
  3.2 建模的基本思路  32-33
  3.3 流域水资源系统网络图  33-34
    3.3.1 系统概化  33-34
    3.3.2 系统网络图绘制要求  34
  3.4 模型系统的组成  34-48
    3.4.1 系统的集合、参数与变量  34-39
    3.4.2 模型目标函数  39-42
    3.4.3 平衡方程与约束条件  42-48
      3.4.3.1 水均衡基本原理及其计算处理  42-44
      3.4.3.2 流域单元平衡方程及约束条件  44-48
第四章地下水模型设计  48-74
  4.1 地下水模型设计目的和意义  48-49
  4.2 地下水模型设计基础  49-57
    4.2.1 多年均衡法  50-52
    4.2.2 地下水资源评价的数值计算方法  52-53
    4.2.3 地下水资源综合评价模式  53-57
  4.3 地下水模型基本假设与设计思路  57
  4.4 平原区地下水计算均衡要素分析  57-59
  4.5 平原区地下水侧向传输关系  59-62
  4.6 计算单元地下水平衡方程及约束条件  62-68
  4.7 流域单元地下水平衡方程  68-69
  4.8 主要计算参数  69-72
    4.8.1 潜水蒸发系数  69-70
    4.8.2 潜水变幅带给水度(μ)值  70-71
    4.8.3 降雨入渗补给系数(α)  71-72
    4.8.4 其他计算参数  72
  4.9 地下水子单元的划分  72-74
第五章实例研究——新疆奎屯河流域水资源合理配置  74-113
  5.1 奎屯河流域水资源基本概况  74-81
    5.1.1 自然地理概况  74-75
    5.1.2 水资源利用分区和计算单元的划分  75-77
    5.1.3 水资源调查评价  77-79
    5.1.4 水资源开发利用调查评价  79-80
    5.1.5 水资源及水资源开发利用存在问题  80-81
  5.2 需水量预测合理性分析  81-86
    5.2.1 经济社会需水预测合理性  81-84
    5.2.2 生态环境需水预测合理性  84-86
  5.3 奎屯河流域水资源合理配置研究  86-113
    5.3.1 水资源系统网络图  86-89
    5.3.2 配置方案设置  89-90
    5.3.3 配置原则  90-91
    5.3.4 地下水计算参数设置  91-94
      5.3.4.1 含水层参数  91-92
      5.3.4.2 其他基础参数  92-94
    5.3.5 基准年供需平衡以及耗水分析  94-101
      5.3.5.1 方案设置和参数率定  94
      5.3.5.2 基准年供需平衡分析  94-97
      5.3.5.3 基准年地下水开发利用分析  97-100
      5.3.5.4 基准年耗水分析  100-101
    5.3.6 水资源三次供需平衡及耗水分析  101-113
      5.3.6.1 水资源合理配置三次供需平衡简介  101-102
      5.3.6.2 三次供需平衡分析  102-107
      5.3.6.3 三次平衡地下水开发利用分析  107-112
      5.3.6.4 三次平衡耗水分析  112-113
结论与展望  113-115
  结论  113-114
  展望  114-115
参考文献  115-117
致谢  117-118
附录  118-119

基于地表水和地下水动态转化的水资源优化配置模型研究

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