考虑生态调度的水库多目标优化调度理论与应用研究

摘要

水库优化调度是一个具有多目标、多属性、多层次、多阶段的复杂决策过程,随着水资源危机的不断加剧,在水库优化调度过程中仅考虑防洪、发电、供水和航运等调度目标会对河流生态系统造成胁迫效应,从而不同程度地影响流域的生态过程,不能满足社会可持续发展的要求。因此,考虑生态调度的水库多目标优化调度已成为当前的研究热点,目前关于水库优化调度的研究,在调度方案综合评价模型中较少考虑调度决策过程中的不确定因素,且调度决策支持系统的开发多是基于C/S模式且系统信息集成性不够完善。因此,研究考虑生态调度的水库多目标优化调度理论,建立考虑不确定因素的调度方案综合评价模型,开发基于B/S模式的调度决策支持系统具有重要的理论与现实意义。本文主要研究内容和取得的成果如下:
　　(1)采用时间序列分析方法、改进的新安江模型以及遗传算法-BP神经网络混合模型分别建立了水库长短期径流预报模型,预测水库未来的长短期径流变化;同时,进行了水库需水预报研究,为水库优化调度提供了基础数据支持。
　　(2)建立了考虑生态调度的复杂约束条件下的水库多目标优化调度模型,并分别采用动态规划算法和遗传算法对模型进行求解,满足了水质和生态基流要求,实现了水库的生态调度,得到了水库的优化调度运行方案。
　　(3)建立了基于改进集对分析的水库优化调度方案综合评价模型,采用灰色系统理论改进了模型的差异度系数,将调度过程中的不确定性因素纳入评价体系,同时,提出了主客观综合赋权法确定各个评价指标的权重,通过层次分析法和熵权法分别计算指标的主观权重和客观权重,实现了水库调度方案的最终决策。
　　(4)以重庆市某水库为例,进行了水库优化调度理论的工程应用,并基于B/S模式和J2EE技术开发了水库优化调度决策支持系统,系统使用Struts框架开发网络程序,数据库访问层采用了Hibernate技术,充分考虑了数据库的安全性和稳定性,系统实现了水库水资源的优化调度运行,为水库的优化管理提供了理论支持和技术支撑,对工程实践具有重要的指导意义。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 水库长短期径流预报和需水预报

2.1 历史水文数据分析

2.2 基于时间序列分析方法的长期径流预报

2.3 基于新安江模型的短期降雨径流预报

2.4 基于遗传算法-BP神经网络混合模型的径流预报

2.5 需水预报

2.6 本章小结

第三章 考虑生态调度的水库优化调度

3.1 生态调度

3.2 水库优化调度模型

3.3 优化调度模型的解算方法

3.4 动态规划和遗传算法的比较

3.5 本章小结

第四章 调度决策方案综合评价模型

4.1 主客观综合赋权法确定指标权重

4.2 基于改进的集对分析综合评价模型

4.3 本章小结

第五章 工程应用

5.1 工程概况

5.3 玉滩水库灌区需水预报

5.4 玉滩水库优化调度计算

5.5 方案综合评价模型

5.6 玉滩水库优化调度决策支持系统开发

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢