面向生态需求的水库群洪水资源调度方式研究

摘要

我国是一个严重缺水的国家，在北方降水较少的地区，水资源供需矛盾更为突出。随着人口增长和社会经济的快速发展，对水的需求大大超出了流域水资源和水环境承载能力，生态环境日趋恶化，水资源问题已成为制约区域社会经济可持续发展的主要因素。洪水资源利用是实现流域水资源可持续利用的重要措施和战略选择，在确保防洪安全的前提下，将部分洪水转化为可资利用的水资源，在洪水资源利用中加入生态环境因素，将洪水资源利用与维护流域生态环境良性循环结合起来，这对于缓解流域水资源危机、改善流域生态环境、促进国民经济持续稳定发展具有重要意义。 论文在综述国内外生态调度理论研究和科学实践的基础上，围绕面向生态环境需求的水库群洪水资源调度方式研究的若干技术问题，从河道生态环境需水季节性规律分析和计算、水库群面向生态需水的联合优化调度模型建立、滦河下游水库群生态调度方式及其效益分析等方面展开研究。 以滦河下游河道及河口生态环境为分析背景，通过河流自然面貌改变情况、径流变化趋势、水质变化趋势、入海水量及泥沙总量变化、生物群落及生境类型调查等方面分析了滦河下游生态环境现状。选择能够反映河道水文情势变化特征的水文改变指标法（IHA），分析计算了滦河下游河道生态环境演变情况，提出了滦河下游河道生态环境需水方案。 以滦河流域下游潘家口、大黑汀和桃林口水库为研究对象，采用模拟仿真与智能优化相结合的途径建立了水库群联合优化调度模型。以水库群长系列调度仿真模型为核心，采用基于实数编码的遗传算法，优化确定了水库群面向生态环境需水、满足不同供水方案下的洪水资源利用调度方案。 从河道水文情势的改变度和下游河道水质的改善两个方面，分析了面向生态环境需求的水库群联合调度方式的应用效果，分析了其对防洪调度与兴利调度的影响。论文在系统分析各种调度方案成果的基础上，综合论证提出了潘家口、大黑汀和桃林口水库面向生态环境需水的洪水资源调度方式。

目录

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状及进展

1.2.1 生态调度研究现状及进展

1.2.2 生态环境需水研究现状及进展

1.2.3 水库调度方法研究现状及进展

1.2.4 水量水质模型研究现状及进展

1.3 论文研究思路与研究内容

1.3.1 论文研究总体思路

1.3.2 论文研究主要内容

1.4 水库流域基本概况

1.4.1 流域概况

1.4.2 水库概况

第二章 河道内生态环境需水季节性规律研究

2.1 生态环境需水概念辨析

2.2 生态环境需水规律分析计算方法

2.3 滦河下游河道内生态环境需水规律研究

2.3.1 滦河下游生态环境演变及现状分析

2.3.2 滦河下游河道内生态环境需水分析

2.4 本章小结

第三章 水库群联合调度模型及河道模拟模型

3.1 水库群联合调度模型建立

3.1.1 调度方式

3.1.2 水库群调度模拟仿真模型

3.1.3 水库群优化调度模型

3.1.4 水库调度模型验证

3.2 河道-维水量水质模型

3.2.1 河道水量水质模型建立

3.2.2 核心算法率定和验证

3.2.3 滦河下游河道实测资料的率定和验证

3.3 本章小结

第四章 滦河下游水库群生态调度方式研究

4.1 面向生态需求的水库群联合优化调度模型

4.1.1 水库群联合调度仿真模型建立

4.1.2 水库群联合优化调度模型建立

4.2 计算方案确定

4.2.1 水库调度方案

4.2.2 供水方案设定

4.2.3 减少断流生态流量设定

4.3 计算结果分析

4.3.1 现行调度方案

4.3.2 洪水资源利用方案

4.4 水库群生态调度方式效果评价

4.4.1 下游河道水文情势变化分析

4.4.2 下游河道水质改善分析

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢