大伙房跨流域引水工程优化调度方案研究

摘要

本文在大连理工大学水资源与防洪研究所研究成果的基础上，进一步进行大伙房跨流域引水工程优化调度方案的研究。主要内容有引水工程引水任务和规模的确定、长系列法在引水工程兴利调度中的运用、引水工程优化调度模型的建立以及在实例中的运用，并将优化调度方案与常规调度方案相比较，得出优化调度方案的可行性和优点，最后对此优化调度方案在大伙房跨流域引水工程实时调度中的运用进行展望。具体研究内容和成果概括如下： (1)在系统查阅国内外文献的基础上，根据辽宁省的水资源状况，综述了跨流域引水工程调度的研究背景；了解跨流域引水水库群兴利调度的现状和发展情况；并指出了本文研究的主要内容。 (2)简要得说明了大伙房跨流域引水工程的概况，了解调入区、调出区及大伙房水库的相关特征；根据水资源优化配置的原则，通过计算设计水平年调入区所需水资源量和调出区可供调出水资源量，确定跨流域引水工程的任务和规模。 (3)研究了长系列法在大伙房跨流域引水工程兴利调度中的应用。首先对大伙房水库供水调度规划设计进行了复核，确定了在引水工程实施后大伙房水库的兴利原则，采用长系列法对大伙房水库径流和设计用水过程的特性加以分析，确定各时段水库来水量与各部门相应的用水系列，重点对农业设计用水进行分析，考虑到灌溉期来水与农业用水具有反相关性，本文采用相关分析法，通过灌溉期来水与农业用水相关频率图确定农业用水量，与定额预测法相比具有时效性更能指导实践。根据大伙房水库历史资料选择69个系列年，以汛限水位为起点，逐年逐时段进行兴利调节计算，得出多年平均引水量，同时根据各部门设计用水保证率，试算制作引水工程实施后大伙房水库的兴利调度图。 (4)根据水库优化调度的概念，并结合引水工程的特点，建立了跨流域引水优化调度的模型，选用遗传算法为优化方法，研究了该方法在大伙房跨流域引水工程优化调度中的应用。其指导思想是优先利用本地水资源，目标函数为被补偿流域引水量最少。充分考虑了引水工程的引水能力，水量平衡，工农业用水量和水库汛限水位等影响因素，将其作为约束条件。采用自适应交叉率和变异率、浮点编码的遗传算法对引水优化调度模型进行求解。与长系列法相比在满足工、农业用水年保证率的前提下降低了引水量，提高水资源的利用率。

目录

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声明

1绪论

1.1跨流域引水工程调度的背景和研究意义

1.2跨流域引水水库群兴利调度研究现状

1.2.1水库兴利调度研究现状

1.2.2跨流域引水研究现状

1.2.3跨流域引水水库群兴利调度研究现状

1.3本文研究的主要内容

2大伙房跨流域引水工程概况

2.1流域概况

2.1.1调入区概况

2.1.2调出区概况

2.2大伙房水库概况及基本特征

2.2.1大伙房水库概况

2.2.2大伙房水库水库特征

2.3大伙房跨流域引水工程任务和规模

2.3.1大伙房跨流域引水工程的任务

2.3.2调入区六城市工业与生活用水供需分析

2.3.3调出区可引水资源量分析

2.3.4大伙房跨流域引水工程对桓仁水库运行的影响

2.4本章小节

3长系列法在大伙房跨流域引水工程兴利调度中的应用

3.1长系列法简介

3.2大伙房跨流域引水工程兴利调度基本资料及来源

3.2.1大伙房天然入库水量的确定

3.2.2富尔江引水量的确定

3.2.3大伙房水库上游规划用水

3.2.4工业与城市生活用水分析

3.2.5农业用水分析

3.2.6水库蒸发渗漏及输水河道损失

3.2.7汛限水位约束条件

3.3现状水平年大伙房水库兴利任务和调度运用方式

3.3.1现状水平年大伙房水库调度运用方式

3.3.2大伙房水库供水调度规划设计与复核

3.4大伙房跨流域引水工程兴利调节计算

3.4.1引水后大伙房水库兴利调节任务、功能及入流条件的变化

3.4.2引水原则

3.4.3用长系列法进行兴利调节计算

3.5本章小结

4大伙房跨流域引水工程优化调度方案研究

4.1跨流域引水工程优化调度模型

4.1.1水库优化调度数学模型

4.1.2大伙房跨流域引水工程优化调度模型

4.1.3大伙房跨流域引水工程优化调度方案求解步骤

4.2遗传算法在大伙房跨流域引水工程优化调度中的应用

4.2.1遗传算法简介

4.2.2遗传算法设计

4.2.3大伙房跨流域引水工程优化调度的遗传算法实现

4.2.4结果比较与算法分析

4.3本章小结

结 论

展 望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢