胶东地区跨流域调水优化配置研究

胶东地区是严重缺水地区,近年来随着城市人口不断增长,工农业生产和经济快速发展,缺水问题越来越突出。以胶东地区缺水较为严重的潍坊、青岛、烟台、威海四个地市为研究区域,结合引黄济青工程和南水北调东线工程实施跨流域调水,缓解供需矛盾,以2020年和2025年为规划水平年,基于水量平衡分析,构建以缺水量最小和调水工程效益最大为目标的多水源多目标优化配置模型,确定调引不同水源(黄河水,黄河水和长江水)时的水资源优化配置方案。配置结果表明:只调引黄河水,受水区不同规划年的缺水量分别降低14%~83%、10%~31%;同时调引黄河水和长江水,受水区不同规划年的缺水量分别降低28%~81%、19%~53%。可见优化配置方案可以有效缓解胶东地区水资源紧缺状况和供需水矛盾,为胶东地区的可持续发展奠定基础。     

基于可变模糊集理论的跨流域调水工程 水资源优化调度

为实现水资源的高效利用, 对胶东调水工程进行水资源优化调度研究。基于受水区潍坊、青岛、烟台、威海等 4 市的实际配水量与社会经济指标分析, 利用可变模糊集理论, 建立地市外调水量可变模糊优选模型进行优化调配 系数计算, 优化调配 4 市外调水量, 并对优化后的外调水量与区域社会经济发展进行耦合协调度计算。以调水效率 最高为原则, 以 4 市缺水总量最小建立目标函数, 利用 Lingo 软件编程求解, 分别对平水年、枯水年、特枯年进行水资源优化调度。把基于调配水量调度与规划指标调度的结果进行对比分析。结果表明: 2 种调度结果均满足各分水口的最小需水要求; 外调水量的优化调配提高了胶东 4 市水资源与社会经济发展的耦合协调度, 调配水量调度后, 青岛市缺水率明显下降, 其他地市缺水率降幅则较小。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

基于GWAS模型的武安市水资源优化配置

为缓解河北武安市水资源供需不平衡的突出矛盾,立足水资源精细化管理的需求,构建了武安市GWAS(general water allocation and simulation )模型,并开展规划年(2025年与2030年)不同情景下武安市各乡镇水资源优化配置研究。结果表明:2025年和2030年,平水情景(P=50%)下模型优化配置水量基本可以满足各乡镇水量需求,枯水情景(P=75%)下各乡镇存在不同程度的缺水情况;全市普遍农业缺水,2025年平枯情景农业缺水率分别为6.45%和44.11%,2030年平枯情景农业缺水率分别为5.05%和42.47%;优化后的供水结构改善效果显著,地下水供水量占比在各规划年平枯情景下均有所下降。     

现代水网建设的区域生态效应可变模糊评价

现代水网建设旨在解决区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题,为了评估现代水网建设的生态功能,对现代水网建设产生的生态效应进行评价。以青州市为研究区域,以2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%和95%保证率下,通过青州市现代水网进行水资源优化配置和调度,根据配置和调度结果,选取5个生态效应评价指标,构建生态效应评价指标体系,采用可变模糊评价法,对青州市现代水网建设产生的生态效应进行评价。结果表明,青州市现代水网建设后,生态状况等级比建设前提升了1~3级,生态环境明显改善。因此,区域现代水网建设和生态调度对生态环境改善有重要作用。     

人工鱼群算法在河间市水资源优化配置中的应用

河北省是我国高强度需水与水资源自产量极不匹配的区域,在经济高速发展的当下,科学优化配置区域水资源显得尤为关键和重要。考虑用水总量红线和用水效率红线的约束作用,以河北沧州河间市为研究区,建立了以社会效益和经济效益为目标函数的水资源优化配置模型,并采用人工鱼群算法求解该模型。结果表明:在规划水平年2025年,河间市可供水量为10 727.88 万m3,龙华店乡缺水率高达50.8%,各乡镇缺水主要集中在农业上;水资源优化配置后,各行业用水矛盾有了明显改善。研究结果可为河间市水资源精细化管理提供关键技术支撑,也可为北方其他县域水资源优化配置提供借鉴和参考。     

基于粒子群算法的邯郸市水资源优化配置系统研究

随着经济的发展,邯郸市缺水矛盾日益严重,合理配置有限的水资源显得尤为重要.运用多目标规划理论建立一个多水源联合调度的水资源优化配置模型.该模型以经济、社会和环境的最大综合效益为目标,用粒子群算法求解,得到了邯郸市规划年(2020年)3种不同保证率下的水资源优化配置方案,为邯郸市的水资源规划和管理提供了依据.优化结果表明...     

基于粒子群算法的邯郸市水资源优化配置系统研究

随着经济的发展,邯郸市缺水矛盾日益严重,合理配置有限的水资源显得尤为重要。运用多目标规划理论建立一个多水源联合调度的水资源优化配置模型。该模型以经济、社会和环境的最大综合效益为目标,用粒子群算法求解,得到了邯郸市规划年（2020年）3种不同保证率下的水资源优化配置方案,为邯郸市的水资源规划和管理提供了依据。优化结果表明,粒子群算法在邯郸市水资源优化配置中是切实可行的。     

旱涝交替下驮英灌区年内水资源优化调控研究

针对旱涝频发下区域水资源分配不均问题,基于某时段可供水量是否满足用户层理想需水量,提出旱涝交替下年内水资源优化调控方法。以驮英灌区为研究对象,建立水资源优化调控模型,通过2030规划水平年驮英灌区供水侧供水能力分析及需水侧水资源需求预测,分析远期水资源供需平衡情况,研究年内尺度的水资源优化调控方案。结果表明,规划水平年总缺水1 692万m³,年缺水率较调控前降低37.7%,生活用水得到充分保证,有效缓解了水资源短缺和分配不均局面。研究成果可为驮英灌区旱涝交替水资源优化调控提供决策方案,且该方法可供旱涝频发区域水资源优化调控参考。     

区域水资源调度-分配迭代优化模型

在对水资源系统组成和结构分析的基础上,运用大系统优化理论建立了区域水资源系统多目标优化配置数学模型,包括水源优化调度、水量优化分配和调度分配迭代3个子模型。水源优化调度模型的求解采用轮库迭代方法和动态规划方法,水量优化分配模型的求解采用大系统分解协调中的D-W分解原理。对江苏省连云港市区水资源优化配置问题进行了研究,建立并求解了优化配置模型,结果表明,该市各区在2020规划水平年工业、农业、生活和环境部门都将出现不同程度的缺水情况。     

基于多目标效益函数智能算法求解下的西北某地区水资源优化配置分析研究

为研究地区水资源供需平衡状态,分析了地区内水资源当前现状,并预测规划年供需状态,建立水资源模型优化配置,求解水资源优化配置结果。研究了规划年水资源预测结果,生活用水、农业用水、工业用水、生态用水总需分别为11 315.5万m3、51 176.1万m3、10 059.8万m3、1675.1万m3,供水来源以地表水为主,占比26.8%;丰水年在保证率50.0%以上时出现缺水,75.0%保证率时缺水率达22.2%。多目标函数水资源优化配置模型具有显著适用性与正确性。分析了水资源优化配置结果,不论是丰水年亦或是枯水年,缺水率相比水资源预测时均显著降低,其中枯水年总缺水率为12.3%,各区县内最大缺水率不超过15.0%,平均缺水率仅为9.2%,相比预测值显著提高了供需平衡,且降低了年保证率与区县缺水率之间的正相关关系。论文为研究地区水资源供需优化配置提供一定参考。     

基于A-NSGA-Ⅲ的引江济淮工程河南段水资源优化配置研究

为优化引江济淮工程河南段水资源配置,构建了以经济效益最大、缺水量最小和污染物排放量最小为目标函数的水资源优化配置模型,利用改进的第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)对模型进行求解,并优选出了4种侧重不同目标的水资源优化配置方案进行模拟分析。结果表明：引江济淮水的引入可极大地缓解受水区供需矛盾,规划年2030年、2040年缺水率可分别降至10.43%、5.47%,并有助于优化供水结构,改善生态环境;耦合经济-社会-生态环境协调度最大的方案4为最优方案,方案4规划年地下水供水占比分别下降至53.32%、46.59%;A-NSGA-Ⅲ在解决多目标高维水资源配置问题时具有较好的适用性,优化方案可为引江济淮工程河南段水资源调配方案制定提供参考。     

江苏省南水北调受水区水资源配置

在对水资源系统进行模拟分析的基础上,结合江苏省南水北调受水区水文水资源、水利工程等特点,构建流域降雨径流模型、水动力学模型、水量调配模型以及水工程调度模型等子模型,对受水区水资源量、供需水量等进行研究。基于所建模型提出水利工程调度方案,对研究区水资源进行合理配置。分别模拟计算分析研究区内农业、工业、生活、生态和船闸用水户在现状与规划工情下不同水平年的供水、需水、缺水情况,制定水资源配置方案。通过现状与规划方案对比可知,南水北调一期工程建成后供水能力提高,缺水量显著降低。95%、75%和50%保证率下,缺水率分别降低10.3%、8.0%和5.2%。研究成果为南水北调东线水利工程调度提供科学依据,对跨流域调水工程的水资源配置与调度具有一定参考意义。     

基于多目标规划模型的区域水资源优化配置研究

随着社会经济的高速发展,水资源短缺成为制约地区发展的关键因素。针对邯郸市日益严重的水资源短缺问题,为使南水北调工程发挥最大作用,缓解受水区缺水状况,促进该地区社会经济、生态环境的协调发展,建立了受水区水资源多目标优化配置模型,并对模型进行求解,得到2020年不同保证率(P=25%、P=50%、P=75%)下的水资源优化配置方案。结果表明,通过丰平枯水年水资源的联合调度,实现了区域水资源的"以丰补歉",使受水区水资源达到供需平衡,为当地水资源管理、开发利用及保护规划提供了一定的参考依据。     

改进人工鱼群算法在水资源优化配置中的应用

基于湟水干流"引大济湟"受水区跨越式发展形势下社会经济需水及生态环境需水产生的新变化,建立了以净效益最大及总缺水量最小为目标函数的水资源优化配置模型,并且利用改进的人工鱼群算法对该模型进行了求解。研究区2020年和2030年可供水量分别为186 574万m~3和213 498万m~3,在充分满足区域生活、工业和环境需水基础上,只有部分区域农业用水存在少量缺口,缺水率分别为3.3%和9.2%,配置结果较为合理。研究表明,改进的人工鱼群算法在复杂水资源优化配置中具有较好的适用性。     

袁河流域水资源供需平衡与空间差异

依据袁河流域水系分布结合乡镇与水系等特点划分计算单元, 从考虑工程与不考虑工程两方面分析袁河流域水资源供需平衡的时空变化, 重点分析流域重要城镇所在单元的水资源供需平衡, 以提高流域水资源规划管理工作的实用性。结果表明: 不考虑工程的特枯年( 95% 来水频率) 流域水资源无法满足需水, 2025 年缺水率 6.7% , 2035 年缺水率 7.7% ; 考虑工程的特枯年流域缺水更加严重, 2025 年缺水率 16.6% , 2035 年缺水率 17.5% 。流域严重缺 水城镇主要集中在干流沿岸, 其中, 芦溪镇、袁州区市区、分宜镇、渝水区市区等 4 个重要城镇是流域内缺水严重地区, 年内水资源供需平衡的时间差异化明显。     

邢台市水资源优化配置分析

将鲸鱼算法(WOA)应用于以总缺水量最小和经济效益最大为目标的邢台市水资源优化配置模型中,结果显示邢台市各分区不同用水户总需水量26.94亿m~3,总分配水量20.08亿m~3,总缺水量6.86亿m~3,缺水率25.4%,第一产业缺水量及缺水率均最大。求解结果体现了公平性原则,符合区域水资源开发利用实际,验证了WOA在求解水资源优化配置问题时的可行性。     

基于改进粒子群优化算法的区域水量水质联合配置模型EI北大核心CSCD

综合考虑区域水资源水量和水质两个因素,以供水净效益最大、区域总缺水量最小、COD排放量最小为目标建立区域水量水质联合配置多目标模型;为提高算法的计算精度和全局寻优能力,对粒子群优化算法进行了改进并用于模型求解。将模型用于江苏省靖江市水资源配置研究,结果表明:基本方案和节水方案下的用水总量和COD排放量均在其限值范围内,节水方案下供水净效益比基本方案低3.0亿元,缺水量和COD排放量分别比基本方案低1290万m^(3)、1062.7 t,说明得出的配置方案合理可行。在节水方案下进行区域水资源配置,在缓解区域缺水状况的同时,能够有效减少COD排放量,可为解决区域水质型缺水问题提供决策参考。     

考虑外调水的渭南市渭北旱塬区供水保障研究

陕西省渭南市属资源性缺水区,而处于渭北旱塬区域的5县缺水形势更为突出。为给该区域的水资源管理提供决策依据改善水资源供需形势,进行了该区域的供水保障研究。以2013年为现状年分析了现状年的供水量、用水量和用水水平,以2020年和2030年为规划年进行需水量预测和可供水量预测,完成了考虑外调水供水的水资源分量分质配置,提出了针对性的保障措施。该研究对实现渭北旱塬区域水资源的可持续利用和社会经济及生态环境的可持续发展具有参考价值。     

锦州市水资源优化配置研究

以锦州市为例,利用全局寻优能力强且收敛速度快的鲸鱼算法求解水资源优化配置模型,得到不同规划年的优化配置方案.研究表明:锦州市的水资源量能够充分满足2025年和2030年的生态需水、生活需水,生产用水部门的缺水率不超过10％,缺水量较少,配置方案科学合理能够满足未来用水需求;对于水资源优化配置问题的求解鲸鱼优化算法表现出...