黄河干流梯级水库电站补偿调节方案评价研究

摘要

本论文针对黄河干流梯级水库电站补偿调节问题,在已有研究成果的基础上,生成了两个水平年共36个补偿调节方案；采用黄河干流梯级水库补偿调节仿真模型,获得了36个方案的补偿调节结果；通过定性与定量分析,建立了评价指标体系；运用系统科学的理论与方法对确定性评价模型、风险分析模型及其应用进行了系统研究,推荐了最优方案. 论文的主要研究内容及取得的成果包括以下几个方面: (1)结合黄河流域水资源利用、生态环境和防洪防凌三个方面,考虑将调水、节水和污水资源化等调节措施进行组合,按照黄河水资源可持续利用要求,生成了2010水平年19个补偿调节方案和2020水平年17个补偿调节方案；采用黄河干流梯级水库补偿调节仿真模型,计算得出了36个方案的补偿调节结果,并对两个水平年各方案的经济、社会以及生态环境的主要指标进行对比分析. (2)针对黄河干流梯级水库电站补偿调节的特点,从经济、社会、生态环境以及水资源利用四个方面,将补偿调节方案的评价指标体系设计为四类,共计16个指标；引入层次分析(AHP)方法,建立了确定性评价模型,并采用不同权重对上述两个水平年36个补偿调节方案进行确定性评价. (3)对补偿调节措施与调节目标之间的相互影响关系进行了较为全面的分析,建立了补偿调节方案主要风险因素辨识的多元相关分析模型；将主、客观概率分布结合,蒙特卡罗(MC)随机模拟技术、补偿调节方案生成模型和确定性评价模型耦合,构建了补偿调节方案风险分析的模拟模型. (4)采用本文建立的确定性与风险评价模型,对黄河干流梯级水库电站补偿调节方案进行了应用研究,得到了黄河流域两个水平年36个补偿调节方案的确定性与风险评价成果.确定性评价结果表明:补偿调节要遵循流域内部挖潜和跨流域调水相结合原则,仅依靠适度节水而不采取其它的调节措施或仅靠跨流域调水,将不能满足黄河流域经济社会可持续发展的需要.风险分析结果表明,采用多种调节措施的方案风险比单一调节措施的方案风险低.这是因为多种调节措施的风险并非总是同时发生,且各种措施之间具有相互补偿作用. (5)针对补偿调节方案评价的特点,将确定性评价与风险评价相结合,引入近似理想解方法对补偿调节方案进行了综合评价,可得到综合排序,更准确、全面地评价了补偿调节方案,提高了评价结果的可靠性.综合评价结果表明:2010水平年,方案19为推荐方案；2020水平年,方案16为推荐方案.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1研究背景及目的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1水库补偿效益的研究情况

1.2.2水库补偿调节模型和方法的研究

1.2.3水资源系统中的不确定性与风险分析研究

1.2.4评价方法的研究现状与进展

1.3研究内容与技术路线

1.3.1研究的主要内容

1.3.2拟采取的技术路线

1.4本章小结

2黄河干流梯级水库电站补偿调节简介

2.1黄河干流梯级水库电站概况

2.2梯级水库补偿效益概述

2.3水电站补偿调节模式分类

2.3.1按水库库群布置方式对补偿模式分类

2.3.2按补偿调节的作用对补偿模式分类

2.3.3按补偿效益类型对补偿模式分类

2.4黄河干流梯级水库电站补偿调节的特点

2.5黄河干流补偿模式分析

2.6本章小结

3黄河干流梯级水库电站补偿调节模型与调节方案生成研究

3.1梯级水库电站补偿调节仿真模型的建立与求解

3.2补偿调节手段

3.3补偿调节方案集生成

3.3.1初始方案与平衡方案界定

3.3.2调节手段变量因素分析

3.3.3不同规划水平年补偿调节方案生成

3.4黄河干流梯级水库电站补偿调节结果及分析

3.4.1 2010水平年补偿调节结果及分析

3.4.2 2020水平年各方案计算结果及分析

3.5本章小结

4补偿调节方案确定性评价模型

4.1补偿调节方案评价理论及模型体系框架

4.1.1评价的概念

4.1.2评价的内容

4.1.3评价的程序

4.1.4评价的模型体系

4.2补偿调节方案确定性评价的内容和程序

4.2.1评价的内容

4.2.2评价的程序

4.3补偿调节方案确定性评价指标体系的建立

4.3.1指标体系建立的原则

4.3.2指标体系框架

4.4补偿调节方案的层次分析法评价模型

4.4.1递阶层次结构的建立

4.4.2构造两两比较判断矩阵

4.4.3准则下元素相对权重的计算

4.4.4判断矩阵的一致性检验

4.4.5层次总排序

4.4.6总排序的一致性检验

4.5本章小结

5补偿调节方案不确定性评价—风险分析模型

5.1补偿调节方案风险分析的概念和程序

5.1.1风险的一般定义

5.1.2补偿调节方案风险的特征

5.1.3风险分析的概念

5.1.4风险分析的内容和程序

5.2主要风险因素辨识模型

5.2.1主要风险因素辨识程序

5.2.2多元相关分析模型

5.3补偿调节方案风险估计的模拟模型

5.3.1蒙特卡罗随机模拟原理

5.3.2主要风险因素的概率分布

5.4补偿调节方案风险评价指标

5.4.1风险率

5.4.2期望值与标准差

5.4.3风险度

5.5补偿调节方案综合评价的近似理想解模型

5.6本章小结

6黄河干流梯级水电站补偿调节方案评价研究

6.1黄河干流梯级水库补偿调节方案评价指标体系及其量化方法

6.1.1评价指标体系

6.1.2评价指标值的量化方法

6.1.3计算中采用的有关参数

6.2补偿调节方案确定性评价结果分析

6.2.1近期(2010水平年)补偿调节方案确定性评价结果分析

6.2.2远期(2020水平年)补偿调节方案确定性评价结果分析

6.3补偿调节方案风险评价结果

6.3.1 2010水平年补偿调节方案风险评价结果

6.3.2 2020水平年补偿调节方案风险评价结果

6.4补偿调节方案综合评价结果分析

6.4.1 2010水平年补偿调节方案综合评价结果分析

6.4.2 2020水平年补偿调节方案综合评价结果分析

6.5不同水平年补偿调节效果对比分析结果

6.5.1不同水平年经济指标综合对比分析

6.5.2不同水平年社会指标的综合对比分析

6.5.3不同水平年生态环境指标的综合对比分析

6.6本章小结

7结论及建议

7.1结论

7.2建议

致谢

参考文献

附录