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基于平原水库的水资源调控模式研究

作　者: 曲兴辉
导　师: 董增川；王永鹏
学　校: 河海大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 平原水库洪水资源化联合调控优化管理风险
分类号: TV213.4
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 587次
引　用: 6次
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内容摘要

平原区人口稠密、经济发达、大型基础设施众多,水资源供需矛盾突出,节流开源是平原区水资源开发利用和管理的主要途径。由于平原水库本身存在蒸发、渗漏和泥沙淤积等不利因素,因而是否应该修建平原水库的问题,一度成为学术界争论的焦点。本论文在详细分析平原水库功能特性和水资源系统结构的基础上,论证了科学规划和因地制宜修建平原水库的必要性,构筑了平原区水资源开发利用的新模式。研究了平原水库的洪水资源化问题,论述了洪水资源可利用量的具体计算方法。对滞洪型平原水库建立了洪水回补地下水的计算模型,根据影响因子,说明了平原水库水面蒸发计算方法;对综合利用型平原水库以汛限水位的动念控制减少弃水,建立了上浮下调和模糊推理两种汛限水位动态控制模式,给出了汛限水位动态控制风险率计算模型。根据平原区地表水系统与地下水系统水力联系密切的特点,构建了平原水库地表水与地下水系统联合模拟的数学模型,以分布式空间单元水力耦合为基础,采用SOR和Gauss-Seidel法迭代求解数学模型,研究了水库库周浸没的计算方法和判别标准。基于费用准则和供水量准则,建立了河流与含水层、平原水库与含水层、平原水库上下水源联合调控模型,实现地表水库和地下含水层的联合调控作用。利用大系统优化原理,将优化与模拟有机结合,建立了地表水系统和地下水系统联合调控优化模型,通过水量交换的耦合,实现整体系统的最优。根据天然径流序列的相依性和不确定性,建立了模糊带权马尔柯夫链模型预测径流量未来的丰枯变化情况,评价运行期供水水源系统的可靠性。从供水水源持续运行的角度,建立了平原水库供水水源系统风险模拟数学模型,利用数理统计方法对供水水源系统的风险进行分析和评价。以正在建设的辽河石佛寺水库枢纽一期工程为例,进行了详细的实证研究,辨证地分析了平原水库存在的问题,以扩大水资源利用量为主要目的,较为系统地架构了基于平原水库的水资源开发利用模式,获得的成果对平原水库的科学规划、合理建设、水资源开发利用和管理等方面,具有参考价值。

全文目录

前言  5-7
摘要  7-8
ABSTRACT(英文摘要)  8-12
第一章绪论  12-23
  1.1 问题提出  12-14
  1.2 研究现状  14-19
  1.3 主要研究内容  19-23
第二章平原水库调控洪水资源的理论与方法  23-38
  2.1 平原水库  23-25
  2.2 平原水库对洪水资源化作用的计算方法  25-35
    2.2.1 滞洪型平原水库的洪水资源化  25-29
    2.2.2 综合利用型平原水库的洪水资源化  29-35
  2.3 汛限水位动态控制风险分析  35-37
    2.3.1 极限风险率的确定原则  35-36
    2.3.2 汛限水位动态控制极限风险分析的方法  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章平原水库区域地表水地下水系统联合调控  38-64
  3.1 平原区域地表地下水系统联合调控原则及系统分解  38-39
  3.2 平原水库区域地表水与地下水联合系统模拟  39-51
    3.2.1 地下水系统模拟  39-42
    3.2.2 地下水系统模拟模型的数值解法  42-45
    3.2.3 地表水与地下水联合模拟模型  45-51
  3.3 基于费用准则的地表水与地下水联合调控优化模型  51-55
    3.3.1 河流—地下含水层系统联合调控模型  51-53
    3.3.2 地表水库和井群联合调控模型  53-55
  3.4 基于供水量准则的地表水与地下水联合调控优化模型  55-62
    3.4.1 供水量准则解析  55-56
    3.4.2 优化模型的建立及求解  56-62
  3.5 本章小结  62-64
第四章平原水库水资源系统风险分析  64-73
  4.1 不同水资源的供水特征  64-65
  4.2 径流量的带权马尔柯夫链预测模型  65-67
  4.3 平原水库供水水源系统风险分析  67-72
    4.3.1 平原水库供水水源系统的风险定义  67-68
    4.3.2 平原水库供水水源系统的风险计算与模拟  68-70
    4.3.3 M-C法精度讨论  70-72
  4.4 本章小结  72-73
第五章实证研究  73-136
  5.1 研究区概况及特征  73-88
    5.1.1 研究区概况  73-76
    5.1.2 研究区特征  76-88
  5.2 数值模拟  88-116
    5.2.1 地下水系统数值模拟计算  88-93
    5.2.2 库区内暨有黄家水源比拟分析  93-106
    5.2.3 地表水与地下水联合模拟计算结果及分析  106-116
  5.3 地表水与地下水联合调控  116-128
  5.4 供水水源系统风险分析  128-134
    5.4.1 径流量预测  128-133
    5.4.2 风险分析  133-134
  5.5 滞洪型平原水库洪水资源化计算  134
  5.6 本章小结  134-136
第六章结论与展望  136-139
  6.1 结论  136-138
  6.2 展望  138-139
参考文献  139-148
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文  148-149
致谢  149

基于平原水库的水资源调控模式研究

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