隨著我國一系列大型水利工程的投產(chǎn)運(yùn)行,其在防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等諸多方面對于保障社會(huì)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。但因其不同目標(biāo)的用水過程存在差異,對其綜合管理也提出了越來越高的要求。如何協(xié)調(diào)不同用水主體之間的需水矛盾,尋找各主體可接受的用水方案,是現(xiàn)代水資源綜合管理過程中面臨的一項(xiàng)新挑戰(zhàn)。在水資源管理中,通常采用多目標(biāo)決策模型來優(yōu)化各用水主體的用水沖突,然而該模型僅能得到問題的非劣解集,并且最終的決策結(jié)果由水資源管理主體決定,只能實(shí)現(xiàn)整體收益的優(yōu)化,不能體現(xiàn)各用水主體間的交互作用,形成的用水方案效率較低。合作博弈模型能夠突破多目標(biāo)優(yōu)化決策的效率和公平困境,在兼顧個(gè)體理性的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)總體效益的優(yōu)化(集體理性)。因而將其運(yùn)用于水庫系統(tǒng)中發(fā)電主體與環(huán)境主體之間的需水沖突研究,以期為協(xié)調(diào)兩個(gè)用水主體之間的矛盾、促使各主體合作開發(fā)利用水資源提供理論支撐。本文研究的主要內(nèi)容如下:1.通過對三峽水庫蓄水前后宜昌水文站的徑流系列進(jìn)行分析,得出近年來該站的年平均徑流量呈下降的趨勢,且由于水庫的蓄豐補(bǔ)枯作用,對汛末蓄水期及枯水期徑流改變較大;為了反映各月河流環(huán)境流量的變化過程,基于天然月流量過程進(jìn)行水平年的劃分,用改進(jìn)的流量歷時(shí)曲線法生成了豐、平、枯三個(gè)典型年的適宜和最小的河流環(huán)境流量過程,并與Tennant法推薦的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。2.分別以不同權(quán)重組合下發(fā)電主體與環(huán)境主體滿意度之和最大為目標(biāo),建立多目標(biāo)調(diào)度模型;基于構(gòu)建的發(fā)電主體和環(huán)境主體收益函數(shù),建立了由水資源管理主體的單人博弈過程(第一階段)與發(fā)電和環(huán)境主體的二人合作博弈過程(第二階段)耦合的兩階段合作博弈模型。通過對模型進(jìn)行求解得到總收益,并使用Nash-Harsanyi談判解、Shapley法、核仁法對模型的收益進(jìn)行了分配。3.從時(shí)間和數(shù)量可靠性方面對多目標(biāo)模型的調(diào)度性能進(jìn)行了評估,結(jié)果表明:隨著環(huán)境主體權(quán)重的增加,保證出力均可以得到滿足,并且通過調(diào)節(jié)各個(gè)時(shí)段的出庫流量,可以使每個(gè)時(shí)段的破壞程度變淺,但對破壞時(shí)段數(shù)的改變較小;從總收益與各主體收益的角度,對合作博弈模型與單目標(biāo)、多目標(biāo)模型進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)基于合作博弈的分配方案可以使各參與主體獲得大于其單獨(dú)行動(dòng)的收益,并且使合作聯(lián)盟的總收益有所增加,而多目標(biāo)模型僅能實(shí)現(xiàn)總體收益的增加。4.根據(jù)建模的特點(diǎn)及收益的分配結(jié)果,從模型假定、水資源管理主體、水資源利用主體、模型目標(biāo)函數(shù)、模型的解及模型效果6個(gè)方面對多目標(biāo)調(diào)度模型和合作博弈模型進(jìn)行了綜合的比較;采用基于社會(huì)選擇理論的投票排序法定性的選擇兩個(gè)主體接受度較高的分配方案,并運(yùn)用基于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的分裂傾向、權(quán)力指數(shù)法對模型的穩(wěn)定性進(jìn)行定量評價(jià)。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV697.11
【部分圖文】：

豐枯變化規(guī)律改變時(shí)，將會(huì)影響與生物種群穩(wěn)定相關(guān)的水文條件，打破河流環(huán)境系統(tǒng)逡逑的平衡狀態(tài)，甚至引起物種滅絕。研究懫用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ方法分析宜昌水文站徑流逡逑的變化趨勢，并繪制１９５０？２０１２年的年徑流變化過程，見圖２－１。逡逑２００００邋廠逡逑１８０００邋－邐蓄水前邐蓄水后逡逑Ｉ：逡逑ｌｏｏｍ邋－邐ｌ｜逡逑８０００邋邐１邐１邐１邐１邐１邐１邐１邐１邐１邐１邋邋Ｉ邐１—逡逑１９５０邋１９５５邋１９６０邋１９＜５５邋１９７０邋１９７５邋１９８０邋１９８５邋１９９０邋１９９５邋２０００邋２００５邋２０１０逡逑年份逡逑圖２－１三峽水庫蓄水前后宜昌水文站斷面年徑流變化圖逡逑圖２－１中兩條橫虛線分別為三峽水庫蓄水前后，宜昌水文站多年的年平均徑流量。逡逑從圖中可以看出，在三峽水庫蓄水前后宜昌水文站多年的年平均徑流量變幅不大，逡逑１９５０？２００２年的年平均徑流量為１３８３９．６７ｍ３／ｓ，２００３？２０１２年的年平均徑流量為逡逑１２６１０．６１ｍ３／ｓ，較前一階段減少了邋８．８８％。三峽水庫蓄水前后年徑流的Ｍ－Ｋ檢驗(yàn)結(jié)果逡逑為－１．８２，絕對值小于顯著性統(tǒng)計(jì)量１．９６，說明該序列呈下降趨勢，但趨勢不顯著，與逡逑實(shí)際數(shù)據(jù)吻合。這也與三峽水庫的調(diào)節(jié)特點(diǎn)相符合，僅能對年內(nèi)的流量過程進(jìn)行重新逡逑分配，而無法影響其年際間的變化。戴仕寶等（２００６）根據(jù)長江流域１９５４？２００４的降逡逑水量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

１１邋月份降幅較大，分別為－７．６４％、－９．５８％、－１１．８０％、－１４．７６％、－３１．９７％、－１０．５０％。逡逑造成該現(xiàn)象的主要原因是水庫的調(diào)節(jié)作用，通過蓄豐補(bǔ)枯，攔蓄汛末來水，在枯水期逡逑進(jìn)行補(bǔ)水。宜昌站２、３月和９、１０月平均徑流變化如圖２－３、２－４、２－５、２－６所示，逡逑與上述分析變化結(jié)果相一致。逡逑—ａ—蓄水前邋…？蓄水后逡逑３００００邋－逡逑２５０００邋■逡逑１邋２００００邋■邋／逡逑ｉｆｆｌ邋１５000邋－邐Ｊｙ邐＼邋＼逡逑＾逡逑１００００邋－逡逑５０００邋ｎ—＾邐逡逑１邐２邐３邐４邐５邐６月傷、７邋ｓ邋９邐１０邐１１邐１２逡逑圖２－２三峽水庫蓄水前后宜昌水文站斷面徑流的年內(nèi)分配變化圖逡逑７0Ｍ「邐蓄水前邐蓄水后逡逑６５００邋■邐＾逡逑６０００邋－逡逑＾邐５５００邋■邐Ｖ逡逑ｉｉ邋５０００邋＇邐ｆ，邐，：■．…－＾ｒｒ．……逡逑３０００邋－邐￥邐１邐欠逡逑２５００邐邐．Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐ｉｉｉ邐Ｉ逡逑１９５０邋１９５５邋Ｉ９６０邋

１１邋月份降幅較大，分別為－７．６４％、－９．５８％、－１１．８０％、－１４．７６％、－３１．９７％、－１０．５０％。逡逑造成該現(xiàn)象的主要原因是水庫的調(diào)節(jié)作用，通過蓄豐補(bǔ)枯，攔蓄汛末來水，在枯水期逡逑進(jìn)行補(bǔ)水。宜昌站２、３月和９、１０月平均徑流變化如圖２－３、２－４、２－５、２－６所示，逡逑與上述分析變化結(jié)果相一致。逡逑—ａ—蓄水前邋…？蓄水后逡逑３００００邋－逡逑２５０００邋■逡逑１邋２００００邋■邋／逡逑ｉｆｆｌ邋１５000邋－邐Ｊｙ邐＼邋＼逡逑＾逡逑１００００邋－逡逑５０００邋ｎ—＾邐逡逑１邐２邐３邐４邐５邐６月傷、７邋ｓ邋９邐１０邐１１邐１２逡逑圖２－２三峽水庫蓄水前后宜昌水文站斷面徑流的年內(nèi)分配變化圖逡逑７0Ｍ「邐蓄水前邐蓄水后逡逑６５００邋■邐＾逡逑６０００邋－逡逑＾邐５５００邋■邐Ｖ逡逑ｉｉ邋５０００邋＇邐ｆ，邐，：■．…－＾ｒｒ．……逡逑３０００邋－邐￥邐１邐欠逡逑２５００邐邐．Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐ｉｉｉ邐Ｉ逡逑１９５０邋１９５５邋Ｉ９６０邋

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2817270