基于生态的辽河流域水库调度模式研究

摘要

现行水库调度方式在保障社会经济发展的同时，引发河流生态环境危机，如下游河道干涸、生物多样性减少、水污染加剧和水环境恶化等问题。因此，如何建立水库运行管理新模式，逐步恢复河流生态系统健康，是一个亟待研究的课题。本文以辽河流域河流为研究对象，开展水库生态调度基本理论和模型及流域水库生态调度三维仿真系统等方面研究。本文的主要研究工作和成果如下：
　　(1)论文在系统回顾国内外生态调度理论研究和科学实践的基础上，围绕水库生态调度研究的若干技术问题，从生态调度的内涵和基本原则入手，全面系统地阐述水库生态调度的理论框架。对生态调度内容进行了研究，探讨了生态调度的方法。
　　(2)针对辽河流域水资源开发利用状况及由其引起的生态环境问题，建立汛期以旬、非汛期以月为调度时段的面向生态的水库多目标调度模型，以浑太河流域水库为实例，利用模拟仿真和大系统分解协调的多目标遗传算法求解调度模型，通过分析计算，得到不同情景方案结果，推荐10种情景方案，并对方案结果进行分析和优选。为提高流域水资源利用效率、改善下游生态环境提供依据和技术支撑。
　　(3)采用NVP三维仿真基础平台，将地理信息系统和虚拟仿真技术与水库生态调度模型相结合，建立太子河流域水库生态调度三维仿真系统，对水库运行调度进行三维动态仿真，调度决策人员能在最短的时间内获得最新最准确的信息，可进行动态展示、查询、分析与模拟，提供可视化的三维信息化服务，以便做出快速的判断并采取相应对策，提高了工程运行调度的效率和水平。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究目的和意义

1.3 研究进展与存在问题

1.3.1 国外生态调度研究与实践

1.3.2 国内生态调度及相关问题研究进展

1.3.3 存在问题

1.4 论文主要工作

1.4.1 主要工作内容

1.4.2 研究思路与框架

2 研究区域概况及水资源开发利用形势

2.1 流域自然地理

2.1.1 地理位置

2.1.2 地形地貌

2.1.3 水文气象

2.2 社会经济情况

2.3 流域水系基本情况

2.3.1 河流水系

2.3.2 主要水库

2.3.3 引排水工程

2.4 水库调度运行现状及水资源开发利用情况

2.4.1 水库调度运行现状

2.4.2 水资源开发利用情况

2.4.3 流域水质问题及特征

2.4.4 水资源开发利用中存在的问题

2.5 研究所采用的基本资料

2.5.1 水文资料

2.5.2 入库径流量

2.5.3 水库蒸发渗漏损失

2.5.4 水库特征参数

2.5.5 区间需水

3 水库生态调度研究理论及方法

3.1 河流生态需水量

3.1.1 河流生态需水的概念

3.1.2 河流生态需水的方法

3.2 生态调度的理论基础和原则

3.2.1 生态调度的概念

3.2.2 生态调度的基本原则

3.3 水库生态调度的内容

3.4 水库生态调度方法

3.4.1 系统分析方法

3.4.2 智能优化算法

4 水库生态调度模型与求解

4.1 生态调度系统概化

4.1.1 系统概化及节点描述

4.1.2 系统网络图

4.2 生态调度模型构建

4.2.1 流域水量调度模型结构

4.2.2 水库生态调度模型

4.2.3 水库生态调度模型求解方法研究

4.3 流域用水过程分析

4.3.1 流域用水分类

4.3.2 太子河流域区间用水统计

4.3.3 浑河流域各区间用户用水过程分析

4.4 现状年调度

4.4.1 模拟调度方案设置原则

4.4.2 调度结果

4.4.3 调度结果分析

4.5 典型年调度

4.5.1 基本思路

4.5.2 调度结果

5 典型流域调度方案实施效果动态仿真和展示

5.1 三维场景的构建

5.1.1 三维场景总体部署

5.1.2 三维场景构建实施步骤

5.2 调度效果三维展示系统

5.2.1 开发平台及技术

5.2.2 总体架构

5.2.3 数据结构设计

5.2.4 系统功能模块

5.2.5 系统界面设计及实现

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 主要创新点

6.3 展望

攻读硕士学位期间参加的科研实践及发表的论文

致谢

参考文献