灤河下游水庫群聯(lián)合調(diào)度研究

前言

　　當(dāng)今世界面臨的人口、資源和環(huán)境三大課題中，水已成為最為關(guān)鍵的問題之一。水資源的可持續(xù)利用是實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的極為重要的保證。我國是水問題最多的發(fā)展中國家之一，是世界上水災(zāi)頻發(fā)且影響范圍較廣泛的國家之一。我國約35％的耕地、40％的人口和70％的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常受到江河洪水的威脅，并且因洪水災(zāi)害所造成的財(cái)產(chǎn)損失居各種災(zāi)害之首。因此，合理調(diào)度水資源是維持水資源系統(tǒng)的和諧、保證系統(tǒng)的良性循環(huán)和流域水管理的重大科學(xué)與實(shí)踐問題。　　水庫調(diào)度是一個(gè)傳統(tǒng)的研究課題，隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水庫防洪問題成為學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的問題。庫群的防洪問題尤為引人注目，因?yàn)殡S著水資源的不斷開發(fā)利用，水庫群已成為最常見的水利水電系統(tǒng)。水庫群的防洪聯(lián)合調(diào)度雖然以單庫防洪調(diào)度的理論和方法為基礎(chǔ)，但其復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單庫防洪調(diào)度。水庫群是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大、功能綜合的大系統(tǒng)，水庫聯(lián)合調(diào)度問題在應(yīng)用傳統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)求解時(shí)，遇到了維數(shù)災(zāi)、定性與定量問題的處理、決策人參與和偏好處理等困難，并且實(shí)踐證明，處理上述問題的任何一點(diǎn)技術(shù)改進(jìn)都會(huì)帶來較大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。因此，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度尋求水庫群聯(lián)合調(diào)度的理論與方法，并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用是十分必要的?！　”緯亲髡咴谶^去研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對研究方面的一次全面總結(jié)與體系的提升。全書分3部分共12章，重點(diǎn)論述了研究背景及意義，工程概況及流域地表水資源分析，設(shè)計(jì)洪水過程線推求，水庫防洪調(diào)度模型，灤河下游河道洪水演進(jìn)方案，防洪調(diào)度模型求解，實(shí)時(shí)防洪調(diào)度多目標(biāo)決策方法，灤河中下游水庫群防洪調(diào)度研究，區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究；引灤工程六水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案，水庫綜合管理信息系統(tǒng)，引灤樞紐工程綜合管理信息系統(tǒng)開發(fā)?！　〉谝徊糠职ǖ趌、2章，主要對國內(nèi)外水庫防洪調(diào)度的現(xiàn)狀進(jìn)行論述，以闡明水庫群聯(lián)合調(diào)度的必要性和意義，指出其存在的問題，并且對實(shí)際研究對象——灤河流域六水庫的工程概況和地表水資源狀況進(jìn)行了介紹?！　〉诙糠职ǖ?～10章，是水庫群聯(lián)合調(diào)度的理論研究和應(yīng)用部分。重點(diǎn)是研究水庫的防洪調(diào)度模型及其求解、河道洪水演進(jìn)、調(diào)度決策多級模糊優(yōu)選、水庫群水資源優(yōu)化配置研究、聯(lián)合調(diào)度研究等內(nèi)容。本部分比較詳細(xì)地介紹了以上內(nèi)容，并在灤河流域進(jìn)行了應(yīng)用，是本書的核心和基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書以灤河流域下游水庫群聯(lián)合調(diào)度研究為背景，系統(tǒng)地闡述了水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的理論、技術(shù)與方法，主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)洪水過程線推求、水庫防洪調(diào)度模型及求解、河道洪水演進(jìn)方案、實(shí)時(shí)防洪調(diào)度多目標(biāo)決策方法、水庫群防洪調(diào)度研究、區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究、水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案和水庫綜合管理信息系統(tǒng)及開發(fā)等。    本書可供水文學(xué)及水資源工程、水利工程、管理科學(xué)與工程等專業(yè)的研究生、相關(guān)科研人員及大中專院校師生參考使用，也可為各級防汛部門的領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)，特別是為水庫管理部門進(jìn)行水庫的調(diào)度工作提供參考、借答。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  研究背景、目的及意義  1.2  水庫調(diào)度研究概況  1.3  存在問題及發(fā)展趨勢  1.4  研究內(nèi)容第2章  工程概況及流域地表水資源分析  2.1  工程概況  2.2  工程管理機(jī)構(gòu)  2.3  引灤工程向唐山市和天津市供水情況  2.4  引灤供水分水原則  2.5  防洪調(diào)度  2.6  興利調(diào)度  2.7  水庫調(diào)度方案編制依據(jù)  2.8  降水資源  2.9  地表水資源及水災(zāi)害第3章  設(shè)計(jì)洪水過程線推求  3.1  設(shè)計(jì)洪水過程線的選擇  3.2  設(shè)計(jì)洪水過程線的放大方法  3.3  存在的問題  3.4  洪水過程線放大優(yōu)化模型  3.5  模型求解方法第4章  水庫防洪調(diào)度模型  4.1  水庫防洪調(diào)度綜述  4.2  調(diào)洪演算  4.3  水庫防洪優(yōu)化準(zhǔn)則  4.4  洪水頻率判斷條件分析  4.5  水庫防洪優(yōu)化調(diào)度模型第5章  灤河下游河道洪水演進(jìn)方案  5.1  概述  5.2  河道洪水演算理論  5.3  馬斯京根模型與應(yīng)用  5.4  模型參數(shù)率定與成果檢驗(yàn)分析第6章  防洪調(diào)度模型求解  6.1  動(dòng)態(tài)規(guī)劃法  6.2  粒子群優(yōu)化算法第7章  實(shí)時(shí)防洪調(diào)度多目標(biāo)決策方法  7.1  防洪調(diào)度方案的生成  7.2  防洪調(diào)度決策多級模糊優(yōu)選模型  7.3  目標(biāo)綜合權(quán)重的確定第8章  灤河中下游水庫群防洪調(diào)度研究  8.1  設(shè)計(jì)洪水過程線的推求  8.2  潘家口—大黑汀區(qū)間設(shè)計(jì)洪水過程  8.3  防洪優(yōu)化調(diào)度模型及求解  8.4  潘家口、大黑汀、桃林口三庫聯(lián)合防洪調(diào)度研究第9章  區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究  9.1  水資源優(yōu)化配置理論  9.2  供水現(xiàn)狀  9.3  區(qū)域水資源供需分析  9.4  區(qū)域水資源可持續(xù)利用對策  9.5  結(jié)論及建議第10章  引灤工程六水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案  10.1  聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的可行性  10.2  聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案第11章  水庫綜合管理信息系統(tǒng)  11.1  管理信息系統(tǒng)概述  11.2  水利信息化  11.3  系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)研究  11.4  GIS平臺基本功能設(shè)計(jì)  11.5  數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)第12章  引灤樞紐工程綜合管理信息系統(tǒng)開發(fā)  12.1  系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能介紹  12.2  防洪調(diào)度  12.3  供水調(diào)度  12.4  數(shù)據(jù)庫管理及其他參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　水是自然生態(tài)的生命要素、萬物賴以生存的環(huán)境因子，是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)資源。水庫工程是水利工程的主要形式，在水資源開發(fā)利用、防洪、抗旱等方面起著十分重要的作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，如何充分利用防洪調(diào)度理論與方法并結(jié)合現(xiàn)代智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)防洪系統(tǒng)的最優(yōu)調(diào)度與管理、減少洪災(zāi)損失、提高防洪效益和最大限度地實(shí)現(xiàn)洪水資源化，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。建立水庫綜合管理信息系統(tǒng)能夠高效地收集、儲存、傳輸、處理和利用這些信息，在保證工程安全的條件下，最大程度地發(fā)揮水庫工程的效益，對指導(dǎo)水庫運(yùn)行調(diào)度、更好地發(fā)揮水庫工程的作用至關(guān)重要。　　本章通過介紹水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究背景和意義，重點(diǎn)對國內(nèi)外水庫防洪調(diào)度的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，詳細(xì)分析了水庫優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、模擬方法，指出水庫防洪調(diào)度研究中存在的問題及發(fā)展趨勢，最后列出本書的主要研究內(nèi)容?！　?.1　研究背景、目的及意義　　1.1.1　研究背景　　在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，水資源作為基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源，已逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)代社會(huì)的“瓶頸”資源。在當(dāng)今世界面臨的人口、資源和環(huán)境三大課題中，水已成為最關(guān)鍵的問題之一，從當(dāng)前和21世紀(jì)的發(fā)展來看，洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化三大問題已經(jīng)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。聯(lián)合國《世界水資源綜合評估報(bào)告》指出：水問題將嚴(yán)重制約21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展，并可能導(dǎo)致國家間的沖突。洪水是江河、湖海、水庫等水體內(nèi)水量迅速增加及水位急劇超過常規(guī)水位的水流現(xiàn)象，常見的有暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水以及水庫失事引起的潰壩洪水等。洪水災(zāi)害是影響范圍最廣、發(fā)生次數(shù)最頻繁、損失最嚴(yán)重的自然災(zāi)害，它對人類的影響由來已久，尼羅河的第一次洪水記錄可追溯到公元前3500年-公元前3000年，黃河的第一次洪水　　記錄大約是在公元前2297年。有關(guān)洪水的故事深深地沉淀在世界各國的歷史文獻(xiàn)中?！妒ソ?jīng)》中描述了那場覆蓋全球、毀滅生靈的史前大洪水；《淮南子·覽冥訓(xùn)》記載：“往古之時(shí)，四極廢，九州裂，天不兼復(fù)，地不周載；火燧炎而不滅，水浩洋而不息”。毋庸置疑，洪水災(zāi)害對人類社會(huì)進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，全球?yàn)?zāi)害損失中有40％是洪水造成的。　　……

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　　《灤河下游水庫群聯(lián)合調(diào)度研究》是作者在過去研究與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對研究方面的一次全面總結(jié)與體系的提升。全書分3部分共12章，重點(diǎn)論述了研究背景及意義，工程概況及流域地表水資源分析，設(shè)計(jì)洪水過程線推求，水庫防洪調(diào)度模型，灤河下游河道洪水演進(jìn)方案，防洪調(diào)度模型求解，實(shí)時(shí)防洪調(diào)度多目標(biāo)決策方法，灤河中下游水庫群防洪調(diào)度研究，區(qū)域水資源優(yōu)化配置研究；引灤工程六水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案，水庫綜合管理信息系統(tǒng)，引灤樞紐工程綜合管理信息系統(tǒng)開發(fā)。

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