滦河流域水库群联合供水调度与预警系统研究_万芳吴泽宁著.pdf

滦河流域水库群联合供水调度与预警系统研究万芳吴泽宁著国家自然科学基金项目：(51509089、51379078、41501025)中国博士后面上基金项目：(2015M582205)联合资助斜学出版社北京ii*滦河流域水车群联合供水调度与预警系统研究于桥、邱庄、陡河六座水库作为天津、唐山、秦皇岛三市重要的引水工程，开展六水库联合供水优化调度，充分发挥各水库的综合效益，改善该地区水生态环境，减轻供水区供需矛盾具有重要的意义，为天津、唐山、秦皇岛三市的城市发展提供了有力的供水保障。随着社会经济的发展，水资源的短缺和水库联合调度的数量增加，水库优化调度成为一个大型的复杂非线性决策问题，同时涉及多学科与多部门利益，因此研究水库群联合供水优化调度具有重要的学术价值和应用意义。随着学科、理论与调度技术的发展，以及现行调度环境的变化，水库供水调度的发展趋势为“应用新技术和方法解决水库调度问题，同时理论与实际生产要紧密联合，实现水库的实时供水调度”本书结合滦河下游水库群，首先，对水库径流规律、水库间丰枯补偿及水资源供需水进行了分析，建立了水库群供水优化调度模型，研究了能够提高计算效率与计算精度的模型求解方法；同时，对滦河下游水库群的中长期供水调度和实时调度进行了研究和计算；最后，对水库群供水预警系统进行了研究和分析。主要研究内容包括：绪论、滦河流域概况及供水区基本情况、入库径流规律分析及区域水资源供需预测、水库群供水优化调度模型与求解算法研究、滦河流域水库群联合供水调度研究、水库群供水实时调度与修正、水库群供水预警系统研究及其准确度分析。主要从以下几个方面进行研究。(1)在介绍滦河流域自然地理情况和水文气象情况的基础上，对滦河六水库的地理位置、主要工程特性和各供水区的供给关系、供需水情势进行了简单分析，为水库群供水优化调度奠定了基础。(2)分析了潘家口水库的径流变化规律；建立基于蚁群优化的神经网络模型，对滦河流域供需水情况进行了预测；建立混合Copula函数分布模型，对潘家口水库与下游几个水库的丰枯遭遇及相互补偿特性进行了分析。结果表明，滦河流域各水库间具有一定的丰枯补偿能力，为水库群联合供水调度提供了较有利的依据。(3)建立了水库群中长期供水优化调度模型。论述水库群供水联合调度的必要性与可行性，提出了水库群联合供水调度的原则；在此基础上，建立了水库供水的缺水量最小模型、最大缺水率最小模型和水库群供水经济效益最大模型，并且分别给出了各个模型的适应条件；结合水库群供水调度的特点，将粒子群优化算法和免疫进化算法进行有效的耦合，提出基于免疫的粒子群算法，并应用于水库群供水联合调度的模型求解中。(4)滦河下游水库群供水调度的分析与计算。论述水库群供水配置的供水、用水次序；提出了滦河下游供水库群聚合-协调分解模型和方法，建立了水库群聚合、分解和协调规则，计算了不同供水区的相对重要性；在比较免疫进化粒子群算法和协进化遗传算法的基础上，采用了免疫进化粒子群算法对