南水北调中线工程河北省受水区水资源配置研究

发布时间：2017-09-13 13:30

  本文关键词：南水北调中线工程河北省受水区水资源配置研究

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【摘要】：南水北调中线工程河北省受水区位于河北省东南部,具有工业基础好、人口集中、交通发达等特点,是河北省政治、经济和文化的中心。随着社会经济的发展,受水区用水量不断地增加以及原本就存在的水资源短缺问题使得受水区水资源供需矛盾愈演愈烈,用水户用水竞争也不断地升级,水资源短缺已经成为了限制受水区社会经济可持续发展的首要问题。为了缓解用水矛盾,受水区兴建了许多水利工程,其中使受水区受益最大的为南水北调中线工程。南水北调中线工程从丹江口水库引水,现阶段每年约能为河北省受水区供水30.4亿m3,大大缓解了受水区的用水压力。然而在受水区现今的状况下,仍然需要从水资源配置的整体格局入手,进行水资源的合理配置才能更好地缓解受水区各地区、各部门之间的用水矛盾,实现水资源的高效利用和良性循环。本文针对受水区水资源的特点及现状,提出了水资源开发利用中存在地下水超采严重等问题。根据南水北调中线工程的规划和实施情况,结合受水区的社会、经济等状况,研究并选取一定的分配原则,通过NSGA-Ⅱ优化算法建立受水区南水北调中线来水初始水权分配模型,然后经过模型计算得出公平、高效且贴合受水区实际的初始水权分配方案。对受水区未来水资源量需求的准确把握是水资源配置的重要基础,本文将受水区各地区的用水部门分为六类,分别分析其历史用水数据、研究其用水规律,综合考虑各部门的节水措施,分别采用不同的预测方法对受水区未来规划水平年2020年及2030年的需水量进行预测。对于城镇和农村生活需水,采取人口规模预测、城镇化水平预测和用水定额预测相结合的方法;对于工业需水,则采用工业增加值预测和万元工业增加值用水量预测相结合的方法;对于农业需水,则采取主成分分析与回归分析相结合的方法进行预测;对于生态需水,则根据受水区的发展规划与现状,结合人口预测结果采取定额法进行预测;最后对各部门需水预测结果进行整理分析,结果显示:与现状年用水相比,未来受水区的需水总量变化不大,各用水部门的需水量变化明显。然后根据水资源系统概化原则,分析受水区水资源配置的计算单元、控制节点及渠道关系等元素,得出受水区水资源系统概化网络图。结合受水区的实际情况,建立适用于受水区的水资源配置模型,分析当地的水资源量,并根据现状水平年实际供水结构对模型进行参数率定,结果显示模型能够很好的反映受水区水资源供水系统。然后结合需水量预测结果以及南水北调中线来水初始水权分配结果,设置不同的方案对规划水平年进行模拟分析,得出推荐方案并以该推荐方案为基础,对受水区2030年不同规划水平年的供需平衡进行分析评价。结果显示,在不超采地下水的情况下,南水北调中线来水不能完全填补受水区的用水缺口,且南水北调中线来水弃水量较多。应尽快建立水权交易制度,实现动态分配南水北调中线来水从而减少弃水量、合理高效地利用水资源。
【关键词】：南水北调中线工程 河北省受水区 初始水权分配 NSGA-Ⅱ 需水预测 水资源配置 水权交易
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV213.4;TV68
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究进展13-18
• 1.2.1 初始水权分配研究进展13-15
• 1.2.2 需水预测研究进展15-17
• 1.2.3 水资源配置研究进展17-18
• 1.3 研究内容和技术路线18-21
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-21
• 第二章 研究区域概况21-25
• 2.1 自然状况21
• 2.2 社会经济状况21
• 2.3 水资源及开发利用状况21-23
• 2.4 南水北调中线工程概况23-25
• 第三章 初始水权分配25-32
• 3.1 分配原则25-27
• 3.1.1 历史现状原则25-26
• 3.1.2 公平性原则26
• 3.1.3 压采优先原则26-27
• 3.1.4 高效性原则27
• 3.2 分配模型27-30
• 3.2.1 模型算法27-29
• 3.2.2 模型建立29
• 3.2.3 模型稳定性分析29-30
• 3.3 模型计算30-32
• 第四章 需水预测32-48
• 4.1 生活需水预测32-37
• 4.1.1 人口预测32-35
• 4.1.2 城镇化水平预测35-36
• 4.1.3 城镇及农村生活用水预测结果36-37
• 4.2 工业需水预测37-41
• 4.2.1 工业增加值预测38-39
• 4.2.2 万元工业增加值用水量预测39-40
• 4.2.3 工业需水量预测40-41
• 4.3 农业需水预测41-45
• 4.4 生态需水预测45-46
• 4.5 结果分析46-48
• 第五章 水资源配置48-63
• 5.1 配置模型48-52
• 5.1.1 模型设计原则48-49
• 5.1.2 系统概化49-50
• 5.1.3 模型计算50-51
• 5.1.4 模型率定51-52
• 5.2 配置方案52-57
• 5.2.1 输入数据52-55
• 5.2.2 方案设置55-57
• 5.3 受水区规划水平年供需平衡分析57-61
• 5.3.1 丰水年57-59
• 5.3.2 平水年59-60
• 5.3.3 枯水年60-61
• 5.4 结果分析61-63
• 第六章 研究成果与展望63-65
• 6.1 研究成果63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-70
• 科研工作及论文发表情况70-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：843983