自20世紀(jì)60年代以來(lái),隨著甘肅黑河中游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和耕地面積的增加,中游用水激增,嚴(yán)重?cái)D占了下游生態(tài)綠洲需水,造成了嚴(yán)重的生態(tài)惡化問題,黑河中、下游用水矛盾突出。因此,開展水庫(kù)群多目標(biāo)調(diào)度研究,明確黑河流域發(fā)電、灌溉和生態(tài)多目標(biāo)間轉(zhuǎn)換規(guī)律,提供多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)選方案,不僅能為黑河水庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行提供指導(dǎo),還可以為其他流域多目標(biāo)調(diào)度提供借鑒,具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文在分析黑河流域徑流變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,建立了梯級(jí)水庫(kù)群?jiǎn)�、多目�?biāo)混合模型,分別引入單目標(biāo)算法-并行花粉算法和多目標(biāo)算法-并行非支配近鄰免疫算法求解優(yōu)化模型;通過優(yōu)化結(jié)果分析,揭示了黑河流域多目標(biāo)轉(zhuǎn)換規(guī)律,得到了多目標(biāo)轉(zhuǎn)換公式;建立多目標(biāo)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,采用模糊決策技術(shù)和綜合權(quán)重選出不同典型年調(diào)度方案,為決策者提供技術(shù)支撐。論文取得主要研究成果如下:(1)基于小波分析,得出黑河流域徑流具有18年左右的變化周期;采用Mann-Kendall法確定近10年黑河上游徑流具有顯著的上升趨勢(shì);運(yùn)用P-Ⅲ曲線確定了枯水年(1974～1975年)、平水年(1977～1978年)和豐水年(1958～1959年)典型年徑流過程。(2)在分析黑河流域中、下用水矛盾的基礎(chǔ)上,建立了單一目標(biāo)模型、多目標(biāo)模型,形成了水庫(kù)調(diào)度問題的多維度完備模型;基于Matlab并行機(jī)制,提出了求解單目標(biāo)調(diào)度模型的并行花粉和求解多目標(biāo)調(diào)度模型的非支配免疫混合算法。(3)根據(jù)單目標(biāo)模型長(zhǎng)系列計(jì)算結(jié)果,從黃藏寺水庫(kù)蓄泄過程和調(diào)控任務(wù)兩方面對(duì)發(fā)電、灌溉、生態(tài)多目標(biāo)的相互關(guān)系進(jìn)行定量分析,獲得了各目標(biāo)的調(diào)度潛力;明確了灌溉和生態(tài)年內(nèi)供水矛盾期為10月和次年4月,闡明了發(fā)電與生態(tài)相比發(fā)電與灌溉的用水矛盾更加突出,豐水年灌溉供水要求比生態(tài)更容易保證的規(guī)律,科學(xué)地回答了黑河“97”分水方案在豐水年難以滿足的問題。(4)根據(jù)多目標(biāo)模型典型年計(jì)算結(jié)果,從兩目標(biāo)的帕累托曲線和三目標(biāo)空間曲面圖,對(duì)黑河流域多目標(biāo)調(diào)度問題進(jìn)行點(diǎn)-線-面一體化相互驗(yàn)證分析,揭示了發(fā)電、灌溉和生態(tài)多目標(biāo)間的轉(zhuǎn)換規(guī)律,建立了黑河流域多目標(biāo)轉(zhuǎn)換公式。(5)基于多目標(biāo)轉(zhuǎn)換規(guī)律設(shè)置了不同典型年多目標(biāo)方案集,構(gòu)建了黑河流域多目標(biāo)調(diào)度方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,通過層次分析和熵權(quán)法確定了綜合指標(biāo)權(quán)重,基于模糊評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方案集,推薦了各典型年最優(yōu)調(diào)度方案。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV697.12
【部分圖文】：

2 研究對(duì)象及資料對(duì)象及基本資料河流域概況河是我國(guó)西北地區(qū)較大的內(nèi)陸河，發(fā)源于祁連山中段，流域東起山丹縣境內(nèi)羊河流域接壤；西以嘉峪關(guān)境內(nèi)的黑山為界，與疏勒河流域毗鄰，北至中蒙于東經(jīng) 98°～102°、北緯 37°50′～42°40′之間，涉及青海、甘肅、內(nèi)蒙古三 14 個(gè)縣（市、區(qū)、旗），以及我國(guó)重要的國(guó)防科研基地。流域概況如圖 2-

2 研究對(duì)象及資料電站，主要經(jīng)濟(jì)參數(shù)如表 2-1 所示。表 2-1 梯級(jí)水電站經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)Tab.2-1 Economic and technical parameters of cascade hydropower stations站調(diào)節(jié)庫(kù)容（萬(wàn) m3）裝機(jī)容量（MW）綜合出力系數(shù)保證出力（MW）年均發(fā)電(億 kW·寺 33400 49 8.4 6.20 2.08河 132 123 8.3 14.90 4.14灣 170 112 8.0 13.94 4.00山 — 50.5 8.0 6.03 1.74山 14 65 8.0 8.60 2.01山 130 90 8.3 14.09 3.71級(jí) 200 157 8.5 17.70 5.28級(jí) 460 52 8.0 6.88 1.84位與庫(kù)容關(guān)系

圖 2-3 1957-2013 年鶯落峽水文站徑流資料Fig.2-3 Runoff of Yingluoxia hydrometric station of 1957-20132.3.3 需水資料黑河流域中游灌區(qū)需水包括：農(nóng)業(yè)需水、三生（工業(yè)、生產(chǎn)、生活）需水。三生由地下水供給，農(nóng)業(yè)用水由地下水和地表水聯(lián)合供給，供水次序?yàn)椋旱叵滤裙�，地后供，灌溉保證率為 50%。由于黑河中游地下水涉及的水文過程過于復(fù)雜，故本文地水資源配置過程直接采用黑河中游二元結(jié)構(gòu)水資源配置結(jié)果。另外，根據(jù)《黃藏寺水計(jì)報(bào)告》中水庫(kù)承擔(dān)的農(nóng)業(yè)供水過程，確定地表水供水要求，如表 2-4 所示。黑河流域下游指正義峽斷面以下河段，主要用水戶包括鼎新灌區(qū)、東風(fēng)場(chǎng)區(qū)和東延海。由于下游河道水量損失較為嚴(yán)重，現(xiàn)階段已在規(guī)劃設(shè)計(jì)正義峽水庫(kù)，以對(duì)中游來(lái)水進(jìn)行二次調(diào)蓄，同時(shí)黃委會(huì)規(guī)定下游生態(tài)以正義峽斷面年下泄水量滿足“97 分案”要求即可，因此本文選擇正義峽斷面作為下游生態(tài)供水的控制斷面。其中，“9方案”是由水利部批復(fù)的黑河干流水量分配方案，如圖 2-4 所示。表 2-4 中游灌區(qū)農(nóng)業(yè)供需水過程Tab.2-4 Agricultural water supply and demand process in middle-irrigation district

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2810370