發(fā)布時間：2020-09-02 08:30

　　 自20世紀60年代以來,隨著甘肅黑河中游經(jīng)濟的發(fā)展和耕地面積的增加,中游用水激增,嚴重擠占了下游生態(tài)綠洲需水,造成了嚴重的生態(tài)惡化問題,黑河中、下游用水矛盾突出。因此,開展水庫群多目標調(diào)度研究,明確黑河流域發(fā)電、灌溉和生態(tài)多目標間轉(zhuǎn)換規(guī)律,提供多目標調(diào)度優(yōu)選方案,不僅能為黑河水庫的實際運行提供指導(dǎo),還可以為其他流域多目標調(diào)度提供借鑒,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本論文在分析黑河流域徑流變化規(guī)律的基礎(chǔ)上,建立了梯級水庫群單、多目標混合模型,分別引入單目標算法-并行花粉算法和多目標算法-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轉(zhuǎn)換規(guī)律,得到了多目標轉(zhuǎn)換公式;建立多目標方案評價指標體系,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;運用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,建立了單一目標模型、多目標模型,形成了水庫調(diào)度問題的多維度完備模型;基于Matlab并行機制,提出了求解單目標調(diào)度模型的并行花粉和求解多目標調(diào)度模型的非支配免疫混合算法。(3)根據(jù)單目標模型長系列計算結(jié)果,從黃藏寺水庫蓄泄過程和調(diào)控任務(wù)兩方面對發(fā)電、灌溉、生態(tài)多目標的相互關(guān)系進行定量分析,獲得了各目標的調(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)多目標模型典型年計算結(jié)果,從兩目標的帕累托曲線和三目標空間曲面圖,對黑河流域多目標調(diào)度問題進行點-線-面一體化相互驗證分析,揭示了發(fā)電、灌溉和生態(tài)多目標間的轉(zhuǎn)換規(guī)律,建立了黑河流域多目標轉(zhuǎn)換公式。(5)基于多目標轉(zhuǎn)換規(guī)律設(shè)置了不同典型年多目標方案集,構(gòu)建了黑河流域多目標調(diào)度方案評價指標體系,通過層次分析和熵權(quán)法確定了綜合指標權(quán)重,基于模糊評價方法評價方案集,推薦了各典型年最優(yōu)調(diào)度方案。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TV697.12
【部分圖文】：

2 研究對象及資料對象及基本資料河流域概況河是我國西北地區(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 個縣（市、區(qū)、旗），以及我國重要的國防科研基地。流域概況如圖 2-

2 研究對象及資料電站，主要經(jīng)濟參數(shù)如表 2-1 所示。表 2-1 梯級水電站經(jīng)濟技術(shù)參數(shù)Tab.2-1 Economic and technical parameters of cascade hydropower stations站調(diào)節(jié)庫容（萬 m3）裝機容量（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 200 157 8.5 17.70 5.28級 460 52 8.0 6.88 1.84位與庫容關(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，供水次序為：地下水先供，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)《黃藏寺水計報告》中水庫承擔的農(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)、東風場區(qū)和東延海。由于下游河道水量損失較為嚴重，現(xiàn)階段已在規(guī)劃設(shè)計正義峽水庫，以對中游來水進行二次調(diào)蓄，同時黃委會規(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】

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本文編號：2810370