黑河流域位于中國西北地區(qū),是中國干旱區(qū)內(nèi)陸河流域的典型代表之一,流域中游河西走廊灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)是我國重要商品糧食生產(chǎn)種植基地,同時它也成為黑河流域水資源的主要消耗區(qū)。黑河流域水資源總量十分緊缺,由于水資源開發(fā)利用程度過高而產(chǎn)生一系列生態(tài)環(huán)境問題。如何合理分配水資源使得經(jīng)濟(jì)效益最大成為水資源管理者關(guān)注的問題。近年來氣候變化引起了大氣變化和水循環(huán)時空變化,區(qū)域性極端干旱或洪水災(zāi)害事件可能更加頻繁,這也使未來水資源管理面臨更大挑戰(zhàn)。本研究針對上述兩方面問題,發(fā)展了基于地表水-地下水耦合模擬的黑河中下游水資源優(yōu)化配置模型,構(gòu)建了基于長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（LSTM）的黑河上游出山徑流預(yù)測模型,并將兩者相結(jié)合預(yù)測了黑河中下游水循環(huán)與水資源配置對未來氣候變化的響應(yīng)。本研究發(fā)展的水資源優(yōu)化配置模型以農(nóng)業(yè)用水經(jīng)濟(jì)效益最高為目標(biāo),通過在生態(tài)水文模型HEIFLOW框架內(nèi)耦合高效的線性規(guī)劃問題,使用單純形算法求解該問題。利用優(yōu)化配置模型開展了現(xiàn)狀條件下2000年-2016年黑河中下游水資源配置模擬。優(yōu)化結(jié)果表明,使用優(yōu)化配置模型后,黑河中游灌區(qū)平均供水率得到提高,位于河道中下段的灌區(qū)獲得更多的水資源,灌區(qū)間供水更加... 

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 地表水-地下水耦合模擬研究進(jìn)展
        1.3.2 水資源優(yōu)化配置研究進(jìn)展
        1.3.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的徑流預(yù)測研究進(jìn)展
    1.4 研究內(nèi)容以及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 論文創(chuàng)新點
第2章 黑河流域概況
    2.1 自然地理概況
    2.2 社會經(jīng)濟(jì)概況
    2.3 氣象概況
    2.4 水文概況
    2.5 灌區(qū)概況
第3章 基于地表水-地下水耦合模擬的水資源優(yōu)化配置模型
    3.1 HEIFLOW模型原理
        3.1.1 GSFLOW模型
        3.1.2 生態(tài)水文模塊
        3.1.3 GSFLOW模型與生態(tài)水文模塊的耦合
    3.2 基于HEIFFLOW的水資源配置模擬
        3.2.1 需水量計算
        3.2.2 水資源配置模塊
        3.2.3 渠道水的損失計算
        3.2.4 水資源配置模塊與HEIFLOW模型的耦合
    3.3 水資源優(yōu)化配置模型
        3.3.1 優(yōu)化目標(biāo)
        3.3.2 單純形算法
    3.4 水資源優(yōu)化配置模型構(gòu)建
    3.5 灌區(qū)水資源優(yōu)化結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于LSTM的黑河流域出山徑流預(yù)測
    4.1 研究方法
        4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論
        4.1.2 長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論
        4.1.3 主成分分析(PCA)原理
        4.1.4 評價指標(biāo)
    4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理與長短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搭建
        4.2.1 實驗數(shù)據(jù)集
        4.2.2 PCA降維處理
        4.2.3 數(shù)據(jù)歸一化
        4.2.4 模型結(jié)構(gòu)
    4.3 徑流模擬
    4.4 未來徑流變化
    4.5 本章小結(jié)
第5章 黑河流域中下游未來水資源優(yōu)化配置模擬
    5.1 未來中下游氣候變化
    5.2 未來中下游水循環(huán)變化
        5.2.1 整體水平衡
        5.2.2 蒸散發(fā)時空變化特征
        5.2.3 正義峽徑流量年際變化特征
    5.3 未來中游灌區(qū)水資源優(yōu)化配置
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3712603