基于动态规划方法的最优配水问题研究

动态规划是一种多阶段决策过程,主要用于解决多目标的决策问题,以使系统运行的总效果最优。水资源配置的重要性体现在以最小的投入获得最大的收益,基于动态规划方法的水资源配置研究有重大的现实意义。通过算例,给出了水资源调度分配的动态规划模型,按经济最优性原则进行水资源分配,得出了使经济效益达到最优的方案,结果验证了动态规划方法在解决具有最优解的实际应用问题中的有效性。     

给排水工程建设投资动态规划

给排水工程基础设施建设是一项耗费巨大的投资,为了节约社会资源,必须进行详细的规划和技术经济分析。 给排水工程的分阶段投资建设是一个多阶段决策过程。动态规划是一种追求决策过程最优化的数学方法,动态规划的计算思路清晰,大大减少了重复计算量。给排水工程分期建设中,每一期可以看作动态规划中一个阶段。动态规划的最终结果不仅包括全决策过程的最优解,而且包括以任一阶段任一状态为前提的最优解。本研究中,给排水工程投资规划的全程规划期限设定为20年,同时也得到15年、10年不等的任何小于规划期限的最优给排水工程建设投资规划。 把城镇用水量需求变动模式、给排水工程设施建设费用模型、水务行业的期望收益率和动态规划的寻优方法四者科学合理地综合起来,是进行给排水工程投资建设分期规划最优化的关键。本研究对前面四项因素进行了分析综合,然后对各项给排水工程设施的分期建设进行优化计算。 首先,根据城镇用水需求变动模式把20年规划期限划分成10个阶段,每一阶段被分为不同的给排水工程设施规模状态;然后,根据建设费用模型计算各阶段可能发生的投资量。最后把期望收益率综合入动态规划的后向算法中进行寻优计算。 给排水工程各项工程的建设投资规划具有随用水量需求变动的特点,本研究重点分     

多目标规划和层次分析法在河流水质管理中的应用

多目标规划方法是河流水质管理的一个重要工具,它包含了多个目标,但是,由于某些目标不能定量表示,因而就不能反映在模型中。因此,从模型得到的解不一定是实际问题的最优解。本文将产生Pareto解和获得“实际最希望”偏好解的方法溶为一体,把多目标规划方法和层次分析法(AHP)相结合。应用多目标规划方法求出Pareto解集,即产生可供选择的方案,然后,用AHP评价方案。AHP模型考虑了诸如经济、技术、管理和环境效益等因素,包括定性因素,从而作出综合决策。该方法被应用于陕西省渭河的水污染控制规划。理论和实例表明了本文所提方法的可行性和通用件。     

水电站机组间最优负荷分配问题的多重解研究

本文对动态规划算法进行改进，通过记录耗流量与当前最优解相同的所有分配方式，并结合等微增率原理，提出了一种推求多重解区域的算法。在采用分段线性化方法（线性插值）描述机组出力特征曲线的条件下，建立了0-1混合规划模型，以隔河岩水电站为背景，论证了提出算法获得的最优解为全局最优解，并依据基于等微增率原理的多重解条件，得出了多重解区域，对多种总出力情况分析讨论表明：水电站机组间最优负荷分配问题的最优解可能不唯一，多重解可为离散点、也可能为直线、还有可能为一些面。提出的多重解寻求方法可应用到机组控制中，对提高机组的稳定性等具有实际意义。     

水库供水发电多目标优化调度模型及应用研究

提出了一种研究确定水库最优供水量的多目标水库优化调度数学模型,此模型以供水量最大和发电量最大为目标函数,考虑水量平衡、防洪、发电、航运及水库综合利用要求约束条件.提出一种交互式的求解方法对模型进行解算,此方法首先采用约束法,通过松驰供水量最大目标将多目标模型转换成多个单目标模型,在单目标模型中引入2个参数,用于调整模型的计算结果.对单目标模型,采用动态规划法求解,求得多目标模型的不劣解集.提出一个用于选择多目标最优解的决策偏好系数,对多目标模型的不劣解集进行对比分析,从而确定多目标模型的最优解.应用所提出的方法研究了广东省白盆珠水库的调度方案,提出了白盆珠水库的最优供水方案.     

多维决策的多目标动态规划及其应用

本文建立了多维决策的多目标动态规划(MDMODP)的一般数学模型,并将其应用于南水北调中线供水水库——丹江口水库的发电与供水的多目标规划研究中,得出了发电与供水两个目标的最优权衡解(或称非劣解集)、非劣运用过程及二者保证率的关系,为决策者提供了较为全面的参考依据。同时,通过分析论证,本模型的通用性和有效性,均较G.W.Tauxe等1979年提出的一维多目标动态规划(MODP)模型有所扩充和发展。     

配电系统优化规划方法

对配电系统优化规划进行研究分析，给出了投资模型、损耗模型。以这些模型为 基础，定义了目标函数， 以达到配电所供电面积、线路负荷极限和导线尺寸的最优化。文中 还给出了用优化方法求得的典型配电系 统的最优解。     

面向水生态的多目标水库工程规模论证

为了合理确定面向水生态的多目标水库工程规模,以汉江流域月河支流拟建的恒河水库为案例,提出规划水库工程规模论证流程框架与技术方法。通过构建生态流量分期理论隶属度函数,利用随机流量历时曲线法(SFDC)推求月河分期生态流量过程;建立兼顾生态、供水和发电的多目标协同调度模型,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解模型,模型揭示了各工程规模设计方案下用水利益主体间生态效益、供水效益及发电效益的博弈关系。根据3种效益偏好决策情景优选了多目标Pareto最优解,并在遵从生态偏好、考虑综合效益及工程经济性等因素的基础上,确定了恒河水库工程规模。研究成果丰富了水库生态调度的理论与方法,并可为水库设计及规划决策提供技术支撑。     

区域供水能力扩展规划及其工程投资最优排序

对一水资源区域的供水容量扩展规划及其工程投资最优排序问题，阐述动态规划模型的应用方法。在一个较长的规划期内，分阶段按需求考虑各项规划工程的建设，显然比静态模型的使用更符合实际。由动态规划模型求得的解以及各种中间结果，对方案比较和规划问题识别是十分有利的。     

输配电网规划优化模型的研究进展

对输配电网规划优化模型的研究现状作了介绍.主要以规划时间、目标函数、经济可靠为划分依据,分析总结了静态模型、动态模型、目标模型和多阶段多目标模型的研究进展和存在问题,并在了解传统输配电网络模型简化和改进方法的基础上,从非线性模型线性化、多目标归一化、动态模型静态化、分层规划单层化等几方面对优化模型的简化改进方法进行归纳...     

Multi-objective Planning for Conjunctive Use of Surface and Subsurface Water Using Genetic Algorithm and Dynamics Programming

The consideration of fixed cost and time-varying operating cost associated with the simultaneous conjunctive use of surface and subsurface water should be treated as a multi-objective problem due to the conflicting characteristics of these two objectives. In order to solve this multi-objective problem, a novel approach is developed herein by integrating the multi-objective genetic algorithm (MOGA), constrained differential dynamic programming (CDDP) and the groundwater simulation model ISOQUAD. A MOGA is used to generate the various fixed costs of reservoirs’ scale, generate a pattern of pumping/recharge, and estimate the non-inferior solutions set. A groundwater simulation model ISOQUAD is directly embedded to handle the complex dynamic relationship between the groundwater level and the generated pumping/recharge pattern. The CDDP optimization model is then adopted to distribute the optimal releases among reservoirs provided that reservoir capacities are known. Finally, the effectiveness of our proposed integrated model is verified by solving a water resources planning problem for the conjunctive use of surface and subsurface water in southern Taiwan.     

和田市城市规划与水资源优化配置探讨

【摘要】本文通过对和田市城市规划与水资源优化配置的实例分析,研究怎样合理控制城市规模,重视城市水环境保护,通过优化水资源配置、提高用水管理水平和利用效率等途径来解决城市化发展进程中的水资源短缺和环境污染问题,实现城市经济社会生态的和谐发展。     

Strategic Water Resources Planning: A Case Study of Bangladesh

Many agrarian countries have heavily invested in large-scale water projects to promote their agricultural development. There have been, however, few attempts to devise strategic water resources planning accounting for the macroeconomic linkages ofagriculture. This article presents such a strategic water resourcesplanning framework for Bangladesh. First, a dynamic costminimization model is solved to compute the optimal investmentneeded in various water projects such that an agricultural growthtarget can be met. Next, the minimum cost solution is againderived accounting for the macroeconomic linkages of agriculture,which, under different macroeconomic scenarios, results innoticeably different policy implications for optimal waterplanning. These results suggest that the traditional sectoralapproaches of planning water investment projects are generallyinconsistent with the broader macroeconomic reality of Bangladesh.     

拓宽思路,科学评价水资源量——以渭河流域蓝水绿水资源量评价为例

对蓝水和绿水的内涵进行了梳理,并对其评价方法进行了综合分析,认为水文模型法是同时评价蓝水和绿水资源量时空变化特征的有效方法。在此基础上以渭河流域为例,构建了渭河流域分布式水文模型SWAT,并采用SUFI-2算法进行参数敏感性分析、参数率定、模型验证以及不确定性分析。根据模型输出结果,分别在水文响应单元、控制流域以及城市/地区尺度上对渭河流域近50年来的蓝水资源量、绿水流和绿水储量进行了综合评价,以期为西北干旱缺水地区的水资源规划与管理以及水资源高效利用提供科学依据。     

Application of System Dynamics with Impact Analysis to Solve the Problem of Water Shortages in Taiwan

The major two concerns for planning a successful water strategy in Taiwan are the modification of water shortages and a total financial cost, construction, and operating costs. Therefore, the purpose of this study is to formulate an appropriate strategy to seek a balance between mitigating water shortages and total financial cost. Accordingly, we propose a process for combining a system dynamics approach and impact analysis to evaluate water strategy systematically and quantitatively. Water shortages and total financial cost are referred to, as governments are responsible for the management of regional water resources. System dynamics is one approach that can help decision makers build a simulation model of a complex water supply system. The value of a water shortage and total cost to all possible planning strategies for future water demand can be obtained from system dynamics model simulation. The content of proposed impact analysis is used to design indexes that are able to indicate (1) the severity of a water shortage and (2) total financial cost. Examining the performance of proposed indexes, we can understand the interactive impact between these two objectives in every strategy and then select appropriate strategies. Finally, the effectiveness of the proposed methodology is verified by solving a problem of water shortage and total financial cost in central Taiwan.     

三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门水力学及流激振动试验研究

本文针对三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门动水关闭过程门体的水力学及流激振动问题,按重力相似准则和水弹性相似准则研制了比尺为1∶20事故闸门的水力相似模型和完全水弹性相似模型。通过模型试验,研究了事故闸门动水闭门过程中门体水力荷载和流激振动响应特性。研究结果表明:闸门上游底缘倾角由47°增大为57°时,上游底缘的最小压强由-98. 0 kPa增大为271. 8kPa,有利于防止闸门底缘附近发生水流空化及减小闸门闭门力。研制的事故闸门水弹性模型试验模态结果与数值计算结果吻合较好。该事故闸门水弹性相似模型能够更直接的测量分析闸门的流激振动响应特性,为闸门的设计和运行提供技术支持,并可为类似工程事故闸门的结构优化设计及运行提供参考。     

广东水利电力职业技术学院从化校区校园规划

概述广东水利电力职业技术学院从化校区校园规划,该规划体现了园林化、人性化和现代化的设计原则以及尊重地形地貌、动态分离的规划构思,同时以“人文精神”为设计思想,具有突出水电特色的设计风格。     

山前平原区南水北调配套工程规划思路需要创新

提出了山前平原南水北调配套工程规划的科学比选和地上水、地下水联合调控的思路。     

南水北调中线工程输水干线水质监测站网规划

从南水北调中线工程沿线的自然环境和工程实际出发,对南水北调中线工程输水干线水质监测站网的规划原则、监测站分类、站网布设及监测方案进行了研究。根据设站目的将水质监测站分成4种类型,规划布设了重点监测站4个、基本监测站3个、辅助监测站11个和流动监测站4个,并对不同发展阶段的监测项目、采样时间和频率进行了分析,为今后监测站网的详细设计提供依据。