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针对流域水资源系统中以“面”为主的多水源配置和以“线-点”为主的水库群调度耦合问题,提出多水源配置与水库群优化调度相耦合的二层结构方法。以永定河流域为研究实例,提出包括供水规则、引水规则、多水源供水策略以及共同供水任务分配策略的多水源配置与调度规则,以此建立多水源配置与水库群优化调度模型,分析多水源供水和不同需水情景下的调度方案,以及最优方案下的供水效益。结果表明：永定河流域考虑本地水、引黄水、南水北调水和再生水的多水源供水与节水相结合的情景方案为最优方案,生活用水保证率均大于99%,工业用水保证率均大于97%,灌溉分区供水保证率为76.7%～90.2%(除桑干河上游外),三家店断面生态供水保证率为96.3%;通过多水源供水和节水策略,可以极大地改善用水户的供水效益和保障三家店断面生态水量需求。本文方法可为流域多水源配置与水库群优化调度研究提供借鉴。 相似文献
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针对跨流域调水工程等强人类活动对河道生态造成严重影响的实际问题,以引汉济渭工程为研究对象,建立并求解了工程运行初期多年调节水库三河口的中长期调度模型,设定了不同生态需水下的调度方案集,量化与评估了工程初期运行对供水与生态的满足情况,并推荐了最佳的调度方案与优化的生态流量过程。研究表明：（1）在生态需水为生态基流时（设计方案）,供水与生态基流保证率均满足设计要求,验证了模型与方法的合理性;（2）在生态需水为适宜生态流量时,供水与生态基流保证率分别为65%、98%,表明供水与生态两者间呈竞争关系;（3）在生态需水为修正的生态流量时,供水与生态基流保证率分别为95%、100%,在满足供水目标的同时,河道内月平均流量较设计方案提高了47%,推荐该调度方案与生态流量过程为最佳方案与最优生态流量过程。研究成果对构建生态流域、提高跨流域调水工程的综合效益具有实际意义和应用价值。 相似文献
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为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。 相似文献
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研究了灌溉系统供水计算模型.将灌区内作物概化为水稻和旱作物两种,分别以水量平衡原理和土壤水分模拟理论为基础建立稻田和旱作物灌溉供水计算模型.模型中所需要的参数如水文气象、土壤和作物参数均可通过分析历史资料或实测得到.模型系统可进行实时计算操作,并可预测下次灌溉方案,并在取得实测资料后对原预报方案进行实时修正,从而编制实时灌溉方案.模型还可研究灌溉系统内各子系统的优化供水流量和优化轮灌方案. 相似文献
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基于库容分区运用的水库群生态调度模型 总被引：1，自引：0，他引：1
在不影响防洪、供水等现有利益格局的前提下,通过改善水库调度方式、发挥库群联合调控作用,提高生态供水保证率,是当前中国北方缺水地区流域水资源管理中的重大科学问题。把河流生态系统作为一个独立用水户,制订多用户分区运用水库群调度模拟规则,同时考虑调度方案对生态与发电的影响,建立水资源系统仿真模型,结合保证各用户供水保证率最大且尽可能均衡的目标函数,构建基于库容分区运用的水库群生态调度模型。将模型应用于海河流域滦河水系,提出了现状供水条件下潘家口、大黑汀和桃林口三大水库联合调度方案,绘制了水库群分区运用调度图,评价了调度方案对水力发电和下游生态系统的影响。结果表明,所提出的模型有效,水库群生态调度方案较之现行调度,可在不降低兴利和防洪效益的前提下,将河流生态系统供水保证率由46.9%提高到93.8%,生态水文改变度指标改善明显。 相似文献
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本文针对常规运行和控制运行两种调节运用方式,以多年平均净灌溉效益最高为目标,分别讨论已建纯井灌区优化管理模型及拟建纯井灌区优化规划模型,从而确定其最佳方案。并以工程实例为背景,对不同运行方式的优化模型计算成果进行了对比和讨论,认为,控制运行方式无论在开采量和保证率方面,均优于常规运行模型。 相似文献
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为保护乌江干流水生生态系统,实现水能资源开发和生态环境双赢,进行乌江水电梯级开发联合生态调度。分析计算了乌江主要生态控制断面洪家渡、乌江渡和思林的最小、适宜及理想生态流量过程;构建了乌江干流梯级水电站多目标联合优化调度模型,采用智能优化算法对其进行求解。计算得到乌江干流9座水库多年平均发电量和典型年年发电量、3个主要控制断面的生态用水保证率及其典型年水库调度过程。结果表明,通过乌江干流梯级水电站联合优化调度,在保证水电站防洪安全和发电效益正常发挥的同时,可提高乌江干流生态流量保证率;对于偏枯年和枯水年,即使通过梯级水电站优化调度,其理想生态流量用水需求也难以满足。 相似文献
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采用三峡水库汛期分期方案,将蓄水时间提前至汛末期,综合考虑上下游防洪、发电、通航和蓄满率等要求,建立了多目标蓄水调度模型,构建了"优化-模拟-检验"的算法流程,采用遗传算法进行求解。结果表明,最优方案在满足上下游防洪安全要求的前提下,蓄水期可增发电量17%,减少弃水44%,蓄满率和通航保证率显著提高。通过对汛末期防洪库容进行科学划分和对蓄水调度图进行优化,既确保防洪安全又最大限度挖掘兴利效益,为研究水库汛末蓄水调度问题提供了一种新的思路和方法。 相似文献
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针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。 相似文献
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应用现有典型算法求解灌溉制度优化设计模型时,由于各种算法本身存在着不足,可被接受的模型最优解往往不能够被成功搜索到。自由搜索(Free Search,FS)是一种新的优化算法,对其进行了适当改进,针对灌溉制度优化设计模型实例,在不同的可供水量下,应用FS算法对该模型进行求解。结果表明,FS算法表现出良好的稳健性和收敛性;与以往的动态规划逐次逼近法(DPSA)、遗传算法(GA)及混沌算法(CA)对该实例的寻优结果相比,FS算法提高了寻优精度。FS算法原理简单,操作简便,是一种较好的优化灌溉制度的新方法。 相似文献
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Groundwater simulation using a numerical model under different water resources management scenarios in an arid region of China 总被引：2，自引：1，他引：1
Shaoyuan Feng Zailin Huo Shaozhong Kang Zejun Tang Fengxin Wang 《Environmental Earth Sciences》2011,62(5):961-971
Groundwater plays an important role in the economic development and ecological balance of the arid area of northwest China.
Unfortunately, human activity, for example groundwater extraction for irrigation, have resulted in excessive falls in groundwater
level, and aquifer overdraft in the oasis, disrupting the natural equilibrium of these systems. A groundwater numerical model
for Minqin oasis, an arid area of northwest China, was developed using FEFLOW software to simulate regional groundwater changes
under transient conditions. The vertical recharge and discharge (source/sink terms) of the groundwater models were determined
from land-use data and irrigation systems for the different crops in the different sub-areas. The calibrated model was used
to predict the change for the period from 2000 to 2020 under various water resources management scenarios. Simulated results
showed that under current water resources management conditions groundwater levels at Minqin oasis are in a continuous drawdown
trend and groundwater depth will be more than 30 m by 2020. Reducing the irrigation area is more effective than water-saving
irrigation to reduce groundwater decline at Minqin oasis and the annual groundwater budget would be −0.978 × 108 m3. In addition, water-diversion projects can also reduce the drawdown trend of groundwater at Minqin oasis, and the groundwater
budget in the Huqu sub-area would be in zero equilibrium if the annual inflow into the oasis was enhanced to 2.51 × 108 m3. Furthermore, integrative water resources management including water-diversion projects, water-saving irrigation, and reducing
the irrigation area are the most effective measures for solving groundwater problems at Minqin oasis. 相似文献
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灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。 相似文献
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水分胁迫条件下稻田优化灌溉制度的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文通过对非充分灌溉条件下水稻优化灌溉制度如何制定进行了研究。其特点是将作物产量模型与耗水规律模型相结合,以相对产量最高为目标函数,建立了优化决策系统,并利用多目标规划进行求解。该研究成果可使有限的水量在作物生育期内发挥最大的效率,对优化配置水资源,实现农业高效用水具有重要作用。实例研究结果说明,所建模型及求解方法是合理与可行的,不但提高了水分利用效率,还为查哈阳灌区水资源的优化利用提供了科学依据。 相似文献
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A real-time operation optimization model for flood management in river-reservoir systems 总被引：1，自引：1，他引：0
In this paper, a new methodology has been developed for real-time flood management in river-reservoir systems. This methodology
is based upon combining a Genetic Algorithm (GA) reservoir operation optimization model for a cascade of two reservoirs, a
hydraulic-based flood routing simulation model in downstream river system, a Geographical Information System (GIS) based database,
and application of K-Nearest Neighbor (K-NN) algorithm for development of optimal operating rules. The GA optimization model
estimates the optimal hourly reservoirs’ releases to minimize the flood damages in the downstream river. GIS tools have also
been used for specifying different land-uses and damage functions in the downstream floodplain and it has been linked to the
unsteady module of HEC-RAS flood routing model using Hec-GeoRAS module. An innovative approach has also been developed using
K-NN algorithm to formulate the optimal operating rules for a system of two cascade reservoirs based on optimal releases obtained
from the optimization model. During a flood event, the K-NN algorithm searches through the historical flood hydrographs and
optimal reservoir storages determined by the optimization model to find similar situations. The similarity between the hydrographs
is quantified based on the slopes of rising and falling limbs of inflow hydrographs and reservoir storages at the beginning
of each hourly time step during the flood events for two cascade reservoirs. The developed methodology have been applied to
the Bakhtiari and Dez River-Reservoir systems in southwest of Iran. The results show that the proposed models can be effectively
used for flood management and real-time operation of cascade river-reservoir systems. 相似文献