数字集水区集成化的水资源调配系统建模研究

摘要

数字集水区是中国水利现代化建设的重要组成部分，是集水区实施可持续发展和现代化管理的重要技术手段。论文第一部分针对目前集水区综合管理过程中面临的资源环境和管理问题，在全球信息化大背景下，以数字地球及其相关技术体系为主要技术手段构建数字集水区系统，提出数字集水区的内涵、主要建设内容、总体架构和实施方案。由于水资源在集水区社会经济发展中具有不可替代性的重要作用，对水资源进行优化调配是解决集水区水资源分布不均、供需不平衡、缓解部分地区严重缺水、实现水资源高效利用的主要途经。论文的第二部分首先对集水区水循环过程和物理机制进行了深入分析，并对现有的求解大型供水工程水资源优化调配问题的模型及算法的局限性进行了探讨，利用大系统分解协调原理建立了具有两层递阶结构的集水区水资源优化调配理论模型，并联合利用优化模拟技术和优化控制算法对模型进行求解。论文的第三部分提出了在数字化的环境下利用组件技术将水资源优化调配模型和基于GIS的多源信息综合管理系统进行有机融合和集成的理论方法。论文的第四部分建立了GIS环境下面向集水区管理的数据组织管理概念模型，并利用面向对向技术建立对象—关系模型和进行了数据表结构的设计。论文的第五部分是以数字集水区水资源优化调配模型为研究对象，以GIS环境下的数据组织管理模型和数据集成分析技术为手段，提出了集成化的水资源调配系统数据库的详细设计方案。