流域水量调控模型与应用PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第1章 流域水资源管理 1

1.1 流域管理现状及模式 1

1.1.1 美国的流域管理 2

1.1.2 英国的流域管理 3

1.1.3 法国的流域管理 4

1.1.4 德国莱茵河流域管理 5

1.1.5 澳大利亚的流域管理 7

1.1.6 日本的流域管理 8

1.1.7 中国的流域管理 9

1.2 流域管理发展趋势 11

1.2.1 流域管理共同特点 11

1.2.2 流域管理发展趋势 12

1.3 流域水资源配置与水量调度 17

1.3.1 流域水资源配置 17

1.3.2 流域水量统一调度 21

第2章 流域水量调控原理 25

2.1 流域水量调控 25

2.2 流域水量调控系统分析 26

2.2.1 水量调控系统 26

2.2.2 水量调控的基本特点 29

2.2.3 水量调控的基本原则 30

2.3 水量调控的模式与途径 31

2.3.1 水库群联合调控 32

2.3.2 地表水与地下水联合调控 34

2.4 流域水量调控模型框架 36

2.4.1 来水预报模型 37

2.4.2 需水预测模型 37

2.4.3 水量调配模型 41

2.4.4 河道演进模型 45

2.5 水量调控方案评价模型 50

2.6 水量调控方法 54

2.7 水量调控模型集成 55

第3章 自适应水量调控模型 58

3.1 自适应调控理论与方法 58

3.1.1 自适应控制理论与方法进展 58

3.1.2 自适应调控基本原理 60

3.1.3 自适应理论在水问题方面的应用进展 65

3.2 自适应水量调控问题描述 66

3.3 自适应调控模型框架 70

3.3.1 系统状态方程 71

3.3.2 系统状态参数估计 73

3.3.3 调控过程 74

3.4 自适应控制轨迹跟踪调度法 75

3.5 系统稳定性及误差分析 77

第4章 流域水资源配置整体模型 80

4.1 水资源系统分析与模型技术概述 80

4.1.1 水资源系统的宏观特性分析 80

4.1.2 水资源配置模型研究综述 81

4.1.3 水质水量综合管理研究 82

4.1.4 水资源系统中的经济估算 84

4.1.5 流域水资源配置综合模型（体系） 86

4.1.6 水资源配置模型研究方向 87

4.2 复杂适应系统理论及其建模方法 88

4.2.1 复杂适应系统理论的起源与发展 89

4.2.2 复杂适应系统理论及其建模方法 90

4.2.3 受限生成过程建模的基本步骤 92

4.2.4 受限生成过程建模的数学描述 93

4.2.5 水资源系统的复杂适应特性分析 95

4.3 基于复杂适应系统理论的水资源配置整体模型的构建 97

4.3.1 主体的分类 98

4.3.2 模型的框架结构 99

4.3.3 水资源系统整体模型的核心数学描述 99

4.3.4 水资源系统整体模型的求解 113

第5章 黄河流域水量变化规律分析 121

5.1 降水量基本特征 121

5.2 降水量时空变化特征及变化趋势 122

5.3.1 径流量年际变化特点 123

5.3 径流时空演化分析 123

5.3.3 径流量空间变化分析 127

5.3.2 径流量年内变化 127

5.4 流域地下水资源及其变化特征 129

5.4.1 流域地下水系统 129

5.4.2 地下水、降水和地表水转化趋势及特点 132

5.5 流域水资源利用与黄河断流 136

5.5.1 水资源利用现状及供需发展趋势 136

5.5.2 黄河断流及其流域水量调度 138

6.1 基于整体模型的黄河水量优化调度 142

6.1.1 黄河水量调度年方案制定 142

第6章 黄河流域整体模型与应用 142

6.1.2 整体模型在黄河流域的实现 143

6.1.3 模型的输入输出 150

6.1.4 数据校核和模型验证 150

6.2 整体模型应用 152

6.2.1 年方案制订步骤 152

6.2.2 计算实例及其边界设定 153

6.2.3 年方案制订实例结果 157

6.3 模型应用总结 158

6.3.1 理论特点 158

6.3.2 模型特点 159

7.1 水量调控系统划分 160

第7章 黄河流域自适应水量调度 160

7.2 系统调控目标 162

7.3 水量调控模型 165

7.3.1 河段区间水量平衡计算 165

7.3.2 水库水量平衡模型 165

7.3.3 水量分配模型 165

7.4 模型实现 167

7.5 系统输入 173

7.5.1 来水预报 173

7.6 状态参数估计 177

7.5.4 初始库容 177

7.5.3 初始流量 177

7.5.2 汛期引水 177

7.6.1 水流传播时间的计算方法 178

7.6.2 河道槽蓄量的计算方法 179

7.6.3 河道内不同流量级下的传播时间与槽蓄量计算结果 180

7.6.4 河道内流量演进计算 180

7.6.5 河道损失 185

7.6.6 退水比例 186

7.7 计算流程 187

7.7.1 水量调度方案编制系统输出 187

7.7.2 水量调度方案编制 187

7.8.1 年预案的编制 189

7.8 自适应调控模型应用 189

7.8.2 自适应月方案的编制 198

7.8.3 旬方案的编制 203

7.8.4 旬调度寻优控制 206

7.9 自适应调度与整体优化模型的对比分析 221

7.10 水量调控模型应用分析 223

第8章 黄河干流日水量调控模型 227

8.1 重点河段流量演进的一维水动力学模型 227

8.1.1 初、边界条件的选取 227

8.1.2 阻力参数的确定 228

8.1.3 重点河段一维模型径流演进算例 228

8.2.1 计算节点图 231

8.2 全流域流量演进一维水动力模型 231

8.2.2 边界条件 233

8.2.3 初始条件 234

8.2.4 计算流程图 234

8.2.5 全干流流量演进算例与结果分析 235

8.3 日调度CARMA模型 239

8.3.1 模型结构辨识 239

8.3.2 参数辨识及仿真结果 239

8.3.3 结果分析 240

9.1 河口最小生态需水量及河流生态基流量 241

9.1.1 河口最小生态需水量 241

第9章 黄河水量统一调度与河口生态恢复 241

9.1.2 黄河下游河道生态基流量 244

9.1.3 讨论 246

9.2 水量调度实施对河口水量的影响 246

9.3 河口生态恢复评价 250

9.3.1 径流量入海率 250

9.3.2 断流时间率 252

9.3.3 水质状况 252

9.3.4 生物多样性 253

9.3.5 湿地类型及其面积 255

10.1 塔里木河流域概况 259

第10章 塔里木河流域水资源系统分析 259

10.2 降水量变化特征 263

10.3 地表水资源及径流组成 264

10.3.1 径流年际变化 264

10.3.2 年内变化规律 268

10.3.3 径流量空间变化分析 271

10.4 水资源开发利用 273

10.5 干流生态环境现状 275

10.6 流域水量统一调度的必要性 276

第11章 塔里木河流域水量调度 278

11.1 水量调度控制目标 278

11.2 水量调度工作流程 279

11.3 调度节点概化 281

11.4 水文预报模型 282

11.5 现行调度方案 284

11.5.1 用水限额方案编制 284

11.5.2 汛期调度预案编制 286

11.5.3 旬方案的编制 287

11.6 自适应调度 288

第12章 塔河农业和生态用水优化调度 290

12.1 优化调度的思路 290

12.2 年水量优化分配模型结构 291

12.2.1 来水及需水管理 291

12.2.2 可供分配水量的计算 292

12.2.3 种植业经济效益模型 293

12.2.4 生态分水模型 297

12.2.5 水量分配多目标优化模型 298

12.3 月（旬）调度方案 301

12.4 模型的数学解法研究 301

12.4.1 多目标问题决策 301

12.4.2 单目标非线性优化模型的求解 303

12.5 水量分配优化模型的应用与分析 313

12.5.1 遗传算法性能分析 314

12.5.2 约束条件满足情况分析 315

12.5.3 算例分析 316

参考文献 323