水量調(diào)度是我國水資源管理的主要手段之一,在保障供水安全、落實水量分配方案和實施最嚴格水資源管理制度等方面發(fā)揮了重要作用。針對水量調(diào)度計劃編制和調(diào)度實施中多決策主體之間的相互適應(yīng)和競爭博弈關(guān)系,論文以水量調(diào)度中的需水預(yù)測、調(diào)度計劃編制和短期水庫調(diào)度問題為研究對象,基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論建立符合管理體制和決策機制的水量調(diào)度模型,并應(yīng)用于南水北調(diào)中線水量調(diào)度實例中。主要包括以下四個方面的內(nèi)容:(1)從理論上分析了水量調(diào)度系統(tǒng)中基于用水戶主體行為的需水適應(yīng)性、由利益相關(guān)方在調(diào)度計劃編制決策過程中形成的供水適應(yīng)性、以及時間尺度上年度水量調(diào)度計劃與短期水庫調(diào)度間的嵌套適應(yīng)關(guān)系,并通過個體行為特征的歸納和互饋路徑的構(gòu)建,揭示了水量調(diào)度系統(tǒng)中的適應(yīng)機制。(2)為描述編制用水計劃中供需水的動態(tài)適應(yīng)關(guān)系,構(gòu)建了基于用水戶的多智能體需水預(yù)測模型。將用水戶和供水管理者概化為兩類智能體,根據(jù)社會行為理論以意識驅(qū)動機制描述用水戶行為,供水管理者則通過發(fā)布缺水預(yù)警引導(dǎo)用水戶的節(jié)水意識�？菟谕ㄟ^模擬用水戶限制用水和提高節(jié)水率的行為減少受水區(qū)需水量,豐水期則通過用水戶數(shù)量增殖機制模擬隨人口增長和經(jīng)濟發(fā)展的需水量增長,使得需水呈現(xiàn)出隨來水變化而變化的規(guī)律。(3)基于水量調(diào)度計劃編制決策過程中受水區(qū)水行政管理者和流域管理機構(gòu)的相互作用和適應(yīng)關(guān)系,將兩者概化為兩類智能體,建立了水量調(diào)度計劃編制的自適應(yīng)模型,并提出了權(quán)衡個體偏好和全局約束的分布式優(yōu)化方法模擬決策協(xié)調(diào)機制。以流域管理機構(gòu)作為唯一決策者的集總式模型是交互式?jīng)Q策模型當各受水區(qū)個體偏好都為0時的一種特例,一般情況下交互式?jīng)Q策與集總式相比,調(diào)度計劃的總供水相等,而供水次序優(yōu)先的受水區(qū)分配水量更多。(4)基于年度水量調(diào)度計劃和短期水庫調(diào)度之間長短嵌套、滾動決策的適應(yīng)關(guān)系,以水量調(diào)度計劃中的時段蓄水過程作為宏觀控制變量,建立了基于目標蓄水量的兩時段短期調(diào)度模型,并推導(dǎo)了基于目標蓄水量的解析式限制供水規(guī)則。目標蓄水量的敏感性分析表明當其值設(shè)置過低時,不能指導(dǎo)水庫有效提前蓄水導(dǎo)致未來超破壞深度的缺水;另一方面,過高的目標蓄水量會造成不必要的限制供水從而降低供水保證率。南水北調(diào)中線工程的丹江口水庫調(diào)度實例研究表明,基于目標蓄水量改進調(diào)度規(guī)則可以利用長期來用水信息令水量調(diào)度的短期供水過程更為合理。論文拓展了面向多決策主體自適應(yīng)特性的水量調(diào)度建模理論與方法,基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論建立了符合管理體制和決策機制的水量調(diào)度模型,所取得的研究成果不僅豐富了水量調(diào)度建模理論與方法,而且為水量調(diào)度實踐提供了技術(shù)支撐。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV213.4
【部分圖文】：

調(diào)度實際中來水、供水和需水的適應(yīng)性關(guān)系。??統(tǒng)計黃河水量調(diào)度２００７？２０１６調(diào)度年干流的可供水量、分配耗水量指標和實??際耗水量如圖２－１，其中年度可供水量是由花園口站天然徑流量根據(jù)水文相關(guān)法??推算加上龍羊峽水庫年度蓄（補）水量所得。??這?３００??駕?２０�！�??１＾０?＿?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｔ??２００７?２００８?２００９?２０１０?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６??調(diào)度年??圖２－１黃河水量調(diào)度的可利用水量和供水過程??如圖２－１所示，黃河水量調(diào)度實際中耗水與供水整體上呈現(xiàn)相互適應(yīng)關(guān)系。??黃河干流的供水計劃以耗水量的形式分配，在２００８至２０１２調(diào)度年，黃河的可供??水量從３３６億ｍ３逐漸增加到３７０億ｍ３，增加了?１０．１％，總分配耗水量指標相應(yīng)??地從２０３．２億ｍ３增加到２２８．２億ｍ３，增加了?１２．３％；而２０１２至２０１６調(diào)度年，??黃河的可供水量從３７０億ｍ３逐漸減小到２８０億ｍ３，減少了?２４．３％，總分配耗水??量指標從２２８．２億ｍ３減小到１９３．８億ｍ３，減少了?１５．１％，分配的耗水量隨來水??２２??

河水量調(diào)度的實際耗水量隨供水量變化而變化，呈現(xiàn)出供需水動態(tài)平衡的規(guī)律。??統(tǒng)計溁河水量調(diào)度１９８４？２０１３年的來水量、對天津和河北的總計劃供水和實??際總供水量如圖２－２，其中年來水量由潘家口水庫的入庫徑流量表示。??１???＇??量????總??????．實水量．．．．．??卜?ｏｃ〇Ｎ〇”＜ｓｒ＾ｉｉ／５ｖｏ?卜?ｏｏ〇Ｎ〇”ｒ＾ｒ〇＇＾？／ｉｖ〇?卜?ｏｏｏｓｏ?—??ＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＳＯＮＯｎＯＮＯｎＯＳＯＮ＾ＯＮＯｎＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯ＾－ｈ＾＾ｈ??Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｑ＼?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?０＼?０＼?Ｏｓ?Ｏｓ?ＯＮＯＯＯＯＯ?ＯＯＯＯ?ＯＯＯＯＯ??一?—————一?———■一一?—?一?—?一?ｒ＾ｒ＾ｒ＾ｆｓｒ＾ｒ＾ｆＮｒｓｒ＾ｆＮｆＮｆＮｆＮｆＮ??調(diào)度年??圖２－２溁河水量調(diào)度的來水和供水過程??如圖２－２所示，灤河水量調(diào)度實際中需水與供水同樣呈現(xiàn)出相互適應(yīng)關(guān)系。??如１９８４至１９９４年，灤河的來水量從８．９６億ｍ３逐漸增加到３６．１５億ｍ３，增加了??３０３．５％，計劃總供水量相應(yīng)增加了?２１３．８％；而１９９５至２０１３年，灤河的來水量??從２５．２４億ｍ３逐漸減小到８．８６億ｍ３，減小了?６４．９％，計劃供水量則減小了?６８．４％，??供水量隨來水量豐增枯減；在１９８４至１９９８年的相對豐水時段，灤河的實際供水??量較多，多年平均為１３．４３億ｍ３，而在１９９９至２０１３的枯水時段，多年平均實??際供水量只有８．６０億ｍ３，較豐水期需水減少了?３６．０％，所以灤河水量調(diào)度的實??際供水量也會適應(yīng)來水條件的變化

河水量調(diào)度的實際耗水量隨供水量變化而變化，呈現(xiàn)出供需水動態(tài)平衡的規(guī)律。??統(tǒng)計溁河水量調(diào)度１９８４？２０１３年的來水量、對天津和河北的總計劃供水和實??際總供水量如圖２－２，其中年來水量由潘家口水庫的入庫徑流量表示。??１???＇??量????總??????．實水量．．．．．??卜?ｏｃ〇Ｎ〇”＜ｓｒ＾ｉｉ／５ｖｏ?卜?ｏｏ〇Ｎ〇”ｒ＾ｒ〇＇＾？／ｉｖ〇?卜?ｏｏｏｓｏ?—??ＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＳＯＮＯｎＯＮＯｎＯＳＯＮ＾ＯＮＯｎＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯ＾－ｈ＾＾ｈ??Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｑ＼?Ｏｓ?Ｏｓ?Ｏｓ?０＼?０＼?Ｏｓ?Ｏｓ?ＯＮＯＯＯＯＯ?ＯＯＯＯ?ＯＯＯＯＯ??一?—————一?———■一一?—?一?—?一?ｒ＾ｒ＾ｒ＾ｆｓｒ＾ｒ＾ｆＮｒｓｒ＾ｆＮｆＮｆＮｆＮｆＮ??調(diào)度年??圖２－２溁河水量調(diào)度的來水和供水過程??如圖２－２所示，灤河水量調(diào)度實際中需水與供水同樣呈現(xiàn)出相互適應(yīng)關(guān)系。??如１９８４至１９９４年，灤河的來水量從８．９６億ｍ３逐漸增加到３６．１５億ｍ３，增加了??３０３．５％，計劃總供水量相應(yīng)增加了?２１３．８％；而１９９５至２０１３年，灤河的來水量??從２５．２４億ｍ３逐漸減小到８．８６億ｍ３，減小了?６４．９％，計劃供水量則減小了?６８．４％，??供水量隨來水量豐增枯減；在１９８４至１９９８年的相對豐水時段，灤河的實際供水??量較多，多年平均為１３．４３億ｍ３，而在１９９９至２０１３的枯水時段，多年平均實??際供水量只有８．６０億ｍ３，較豐水期需水減少了?３６．０％，所以灤河水量調(diào)度的實??際供水量也會適應(yīng)來水條件的變化
【參考文獻】

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本文編號：2856981