面向生态的辽河流域水库群与引水工程联合调度研究

发布时间：2017-10-04 22:26

  本文关键词：面向生态的辽河流域水库群与引水工程联合调度研究

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【摘要】：水是孕育生命的摇篮,从古代四大文明古国的诞生直至今日科技飞速发展的现代化社会,均与水有着密不可分的关系。水资源一直是人类生存、发展的必需品,伴随着历史的变迁,人类对于水资源的利用方式在逐渐改变,从原始社会的沿河取水到如今遍布流域的水利工程,人类用水规模逐渐扩大导致对自然水生态系统的影响日益加深,打破了河流的承载能力,随之而来的是河道萎缩、河流断流、水体污染、水生物锐减等一系列极端现象的出现,不合理的用水方式是造成以上局面的根本原因。水库是人类利用水资源的一种普遍方式,主要体现在对天然径流的水量调配方面,以往的水库运行仅注重防洪与兴利之间的关系,忽视了在改善生态环境方面的作用,近些年来,随着人类环保意识的增强,关于水库生态调度方面的研究越来越多,我国在水库生态调度方面的研究起步较晚,相关技术理论并不成熟,现今多数水库的调度运行仍然沿用传统的调度方式和规则,这对流域水生态系统的可持续发展极为不利。辽河流域是我国七大流域之一,天然的水资源匮乏加之不合理的开发利用,导致流域内河流水质较差,为了改善目前不合理的用水格局,本文以辽河干流为典型研究对象,从上游支流清河、柴河水库与相关引水工程的联合运用出发,在充分分析流域生产、生活用水的基础上,将生态供水任务融入到水库的调度运行中,通过改变原调度运行方式,在保证原有防洪、兴利效益不变的前提下,合理调配水资源的时空分布,以期实现改善下游河道水生态环境的目的。主要研究内容及成果如下：(1)参考清河、柴河水库历年实际兴利供水过程,结合相关引水工程,重新梳理两座水库的各项供水指标,以此为基础,结合目前国内外先进的生态需水量计算理论,针对辽河流域实际情况,制定出清河、柴河水库较为合理的生态供水过程,为水库的联合生态调度运行提供参考。(2)伴随着流域水库群供水格局的改变、相关引水工程的介入,根据流域水库群与引水工程的实际情况,提出了与之相应的供水与引水联合调度规则,以此为前提,采用聚合水库的形式构建了水库群与引水工程联合调度模型,并采用一种基于遗传算法和逐次逼近法耦合的优化算法对调度模型进行求解,以供水与引水调度图的形式确定了合理的水库群与引水工程联合调度方案。(3)为了验证联合调度方案的实施效果,本文从水库下游铁岭水文站水质改善情况入手,选取化学需氧量水环境容量和氨氮浓度两项水质指标,对联合调度前后两项指标的变化情况进行分析对比,结果表明,水库的联合调度对下游河流水质改善效果显著。
【关键词】：生态流量 联合调度 聚合水库 遗传算法 辽河流域
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV697.12
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究进展综述10-13
• 1.2.1 水库生态调度研究进展10-11
• 1.2.2 生态需水量研究进展11-12
• 1.2.3 水库(群)优化调度研究进展12-13
• 1.3 研究内容和技术路线13-16
• 2 辽河流域概况及水库兴利供水规律分析16-23
• 2.1 研究区域概况16-18
• 2.1.1 地理位置16-17
• 2.1.2 水库概况17-18
• 2.2 水库兴利供水规律分析18-22
• 2.2.1 农业供水分析19-22
• 2.2.2 城市生活及工业供水分析22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 下游河道生态需水量研究23-29
• 3.1 径流资料分析23-25
• 3.2 河道最小、适宜生态流量过程确定25-26
• 3.3 水库生态供水过程拟定26-28
• 3.4 本章小结28-29
• 4 水库群供水与引水联合调度规则研究及调度模型构建29-44
• 4.1 问题描述29-30
• 4.2 水库群供水与引水规则基本形式30-32
• 4.2.1 基于生态流量分级控制的水库群供水规则研究30-31
• 4.2.2 水库群引水规则研究31-32
• 4.3 水库群联合生态调度模型构建32-36
• 4.3.1 水库群供水任务识别与指标确定32-33
• 4.3.2 水库群供水与引水规则确定33-34
• 4.3.3 联合调度模型构建34-36
• 4.4 基于遗传算法与逐次逼近法耦合的模型求解技术36-43
• 4.4.1 联合调度模型分解36
• 4.4.2 模型求解方法36-38
• 4.4.3 优化算法详述38-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 水库群联合调度方案确定及生态效益评价44-64
• 5.1 供水与引水规则优化过程分析44-53
• 5.1.1 均匀引水情况下优化调度结果分析44-48
• 5.1.2 引水规则优化后调度结果分析48-53
• 5.2 联合调度方案确定53-55
• 5.3 联合调度方案合理性分析55-59
• 5.3.1 定性分析55-56
• 5.3.2 定量分析56-59
• 5.4 生态效益评价59-63
• 5.4.1 铁岭水文站水质现状59-61
• 5.4.2 联合调度后水质分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 结论及展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王文川;程春田;徐冬梅;;基于混沌遗传算法的水电站优化调度模型及应用[J];水力发电学报;2007年06期

2 傅小城;吴乃成;周淑婵;蒋万祥;李凤清;蔡庆华;;引水型电站对河流底栖动物栖息地的影响及生态需水量[J];生态学报;2008年05期

3 于延胜;陈兴伟;;基于Mann-Kendall法的径流丰枯变化过程划分[J];水资源与水工程学报;2013年01期

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1 郝利勋;基于生态环境改善的太子河水库群联合调度研究[D];大连理工大学;2011年

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本文编号：973238