南水北调东线第一期工程系统水量优化调度

本文用系统分析方法研究了南水北调东线第一期工程水量优化调度问题。将整个系统分解为以5座水库为中心的5级子系统,根据跨流域引水工程既拦蓄当地水又抽引外水的特点,为了正确决策各级子系统的抽水量,提出了水库抽蓄线的概念,与制作各级水库抽蓄线的方法。为解决系统缺水时段的水量分配问题,从提高供水效益和节约抽水电力出发,提出了系统水量调配原则及水量调度规则,并通过在计算机上进行反馈操作迭代计算实现了这些规则。以系统缺水损失与抽水费用总和最小为目标函数,以各级水库的各种等保证率抽蓄线为基础组成各级水库各种等保证率抽蓄线组合方案,通过系列年资料操作计算从这些方案中优选出最佳抽蓄线组合方案。我们所求得的最佳等保证率抽蓄线组合方案及系统水量调度规则计算机程序已用于工程的规划设计阶段中,使系统获得的经济效益最优。     

南水北调东线工程水量调度仿真研究

应用仿真技术对南水北调东线工程水量调度进行了模拟,建立了南水北调东线调水仿真模型.南水北调东线工程调水仿真模型对东线工程所经过的黄河以南5个湖泊、13级提水泵站,黄河以北的4个水库的水量调度联合运行进行了模拟计算,模型既模拟了东线工程范围内各湖泊、洼淀间的水力关系,也模拟了供水区的水资源供需关系,取得了较好的成果,可以为有关部门的决策提供背景材料和决策依据.     

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。     

南水北调东线江苏段水资源优化调度与配置研究新探

以建立南水北调东线江苏省受水区水量配置、调度与管理一体可视化系统为目标,通过开展南水北调东线水资源优化调度与配置研究,推进供水水源划分,研制多目标约束下联合调度方案,建立水资源利用效率考核系统,进行用水量的反算与核定,以期揭示江苏省南水北调东线新增工程与原江水北调工程联合供水与协调耦合机制,从"供给侧"与"需求侧"双管齐下,为南水北调东线江苏段工程的有效运营提供科学依据与技术支撑,为跨流域调水与区域水资源管理提供示范与借鉴。     

南水北调东线山东段水量调度系统建设框架

水量调度是长距离调水工程自动化调度运行管理的核心。为了实现南水北调东线山东段水量调度自动化,在分析工程组织管理方式、水量调度业务流程的基础上,论述了水量调度系统建设的关键技术和实现方式:针对年内水量分配、实时水量调度、调度评价等主要业务模块,需建立数学模型,分别从供需水平衡计算、蓄量补偿计算和水力学仿真、调度评价指标体系建设等角度予以技术支撑;水量调度系统与外部系统的数据交互量大,根据不同情况应有不同处理方式,业务网与控制专网之间通过网闸摆渡的方式读取,业务网内的各应用系统根据数据量大小通过数据库同步或WebService方式交换数据。据此建设了一套能够有效协调供需各方需求的水量调度系统。     

南水北调东线工程江苏段多目标优化调度研究

考虑南水北调东线工程供水目标、经济成本以及系统稳定性特点,本文以受水区生活、工业以及农业用水供水量最大,梯级总抽水量最小以及调水峰值最小5个目标为优化目标,构建了南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。在此基础上,针对传统多目标蛙跳算法(MOSFLA)存在多样性差,后期易陷于局部最优解等缺点,本文提出了一种改进的多目标蛙跳算法(MQSFLA),通过引入实数量子编码、采用改进的量子旋转门局部更新策略以及基于动态外部档案集维护Pareto非劣解的方式,改善传统MOSFLA。分别基于MQSFLA和MOSFLA求解3种典型来水条件下的多目标优化模型,分析不同目标之间的关系,提出调蓄湖泊群联合优化调度和水量调配方案。结果表明:MQSFLA在多样性和收敛性方面都优于传统的MOSFLA,能得到更多高质量的非劣解集,更有效协调供水以及抽水的矛盾,满足不同来水条件下多水源相互补给的多目标优化调度,为南水北调东线工程江苏段的运行管理提供理论依据和科学支撑。     

南水北调东线一期工程东平湖水量调度方案

根据东平湖滞洪区在黄河下游防洪工程体系中的重要地位及防洪兴利需求,结合南水北调东线一期工程利用东平湖水库输水的运用条件,对东平湖的水量调度方案进行了研究,提出了南水北调一期工程利用东平湖输水的水质要求、水量调度过程和相应的水量调度方案。南水北调东线一期工程利用东平湖输水时,应不影响东平湖的防洪调度运用,入、出湖水量调度过程应考虑因输水产生的水量损失,有效保护和利用水资源。     

缺水型大城市多水源调配管理技术体系与方法研究

针对缺水型大城市多水源供水系统日益庞杂带来的规范化和精细化调配管理问题,通过强化最严格水资源管理制度对城市多水源统一调配和管理的指导作用,从前期调配评估、调配系统构建、调度规程制定、调配方案编制四方面,探讨了缺水型大城市多水源调配管理技术体系,提出了城市水源-工程-单位-用户四层供水系统网络拓扑结构、城市供用耗排水量流转关系、水资源调配工程与管理体系、水资源日常调度规程、多水源联合调度模型等关键技术问题的解决思路与方法。将该技术体系应用于北京市水资源统一调配管理,结果表明:北京市供水系统可划分为4类水源-11类供水工程-4大水管系统-5大用户的网络拓扑结构。在此基础上,可构建由36家机关单位组成的水资源三级调度管理体系,按照调度会商-决策-实施-调整为核心的调度流程,依据统筹用水管控、水源配置、水量调度原则编制的水量调配方案开展日常水量调度工作。研究成果可为水行政主管部门推进水资源精细化调配管理工作提供技术支撑。     

基于分时电价的南水北调东线水量优化调度

分析南水北调东线调水量及工程特点,根据现有的分时电价政策,考虑市场管理模式,运用最优化原则,探讨了分时电价机制下的东线水量优化调度问题,并提出了应用多模式分时电价机制优化水量调度的对策和建议.     

基于线性规划的土石方动态调配系统建模仿真

土石方动态调配优化平衡是大型土石方工程施工的关键.采用运筹学中的线性规划方法,以土石方调配的总费用最小为目标函数,考虑调配过程中定性化和定量化的约束条件,以料物的调配方量为决策变量,建立土石方动态调配系统数学模型.结合龙背湾面板堆石坝工程,对其土石方调配过程进行仿真计算,得出最终料物调配方案,实现了土石方平衡与调配的整体优化.同时,验证了施工方案的可行性.     

大坝加高工程混凝土浇筑施工模拟与管理系统

以南水北调中线丹江口大坝加高工程为背景,开发丹江口大坝加高工程混凝土浇筑施工模拟与管理系统。通过对系统目标与需求的分析,对系统的总体结构、系统数据库、系统功能体系进行了详细的研究与设计。通过对施工现场管理与浇筑流程的系统分析,建立了混凝土浇筑施工模拟模型系统,包括混凝土浇筑施工模拟主流程、浇筑仓位选择、入仓机械联合浇筑三方面内容。本系统模拟计算结果的仓位浇筑顺序科学合理,月施工进度、周施工进度的模拟计算值与实际完成值高度吻合,机械有效使用率高,对于工程顺利实施的发挥起了重要作用。     

汉江流域水资源配置模拟模型研究

将已有的水资源配置模拟模型应用于南水北调中线水源区-汉江流域的水资源配置。将汉江流域水资源系统概化形成网络节点图;根据汉江流域的实际情况,拟定重要水库的供水调度规则;模拟计算流域水资源供需的各个方面,并简要分析南水北调中线取水对丹江口下游的水资源配置的影响,试图为汉江流域水资源的合理高效利用提供一种分析技术手段。     

基于模糊证据推理的南水北调工程突发事件风险评价

突发事件风险因子具有不确定性和模糊性。选取模糊正态分布函数改进了信度结构模型,结合证据推理方法构建了模糊证据推理评价模型,在此基础上,运用不变权重次约束模型对关键风险源进行诊断。以南水北调中线工程为例,构建了五等级风险模糊评价模型,在优选确定南水北调工程突发事件风险指标体系基础上,运用提出的模糊证据推理模型对南水北调中线工程突发事件风险进行评价,并进行了关键风险源诊断,研究结果与实际情况相符。     

南水北调工程的重大科技问题

南水北调工程是一项规模宏大，涉及多流域、多水源、多地区、多部门、多用户和多目标的非常复杂的水资源配置工程，不仅有一般的工程技术问题，还涉及政治、社会、经济、环境、人和法律等多个领域和学科。自50年代以来，南水北调工作经过了近半个世纪的勘察、调研和可行性研究，有些问题已有明确的结论，有些还需继续研究攻关，其中主要包括需水量预测的新思路和新方法、可调水量确定的规范标准、关键工程技术问题、水资源优化配置中的法律法规、水资源优化配置技术以及调水工程的经济评价等。     

南水北调中线工程水资源配置研究

现介绍了南水北调中线工程水资源配置的主要方法和成果,包括水资源配置原则、渠道规模确定方法和配置模型。为适应中线工程的特点,这些方法均有一定程度的创新。采用这些方法确定的中线工程调水量、各省市分水量及总干渠规模为国家决策提供了科学依据,为总干渠设计提供了设计条件。这些方法具有广泛的推广价值。     

水资源优化配置多目标风险分析方法研究

在分析水资源配置风险内涵及其可能存在风险因素的基础上,识别了水资源优化配置的主要风险因子,建立了水资源优化配置多目标风险分析模型,提出了基于随机模拟技术的水资源优化配置多目标风险评估方法,通过该方法对南水北调中线凋水后汉江中下游地区水资源配置风险值的分析,得出引江济汉补偿工程可显著提升南水北调中线调水后汉江中下游地区枯水年、平水年水资源配置方案的综合效益,降低中线调水对汉江中下游地区缺水等不利影响的风险.     

南水北调工程辛庄口门有压重力输水系统管径优化设计

南水北调工程河南省辛庄口门输水系统设计日供水能力86万m3,总长约212 km,属典型的长距离、大流量有压重力输水系统,管道在整个工程投资中所占比例较大.为节省工程投资,结合辛庄口门实际情况,建立了以管道材料用量最小为目标函数,满足设计供水能力为约束条件的数学模型,采用非线性规划的方法对管道直径进行了最优化求解,计算结果为实际工程的最优化设计提供了有力支持.     

考虑南水北调供水的济南市水资源供需分析

分析济南市的水资源开发利用现状,预测了中长期需水态势,构建了考虑南水北调供水情况下的济南市水资源供需分析数学模型。根据拉格朗日对偶理论,将模型最小化问题转化为其对偶函数最大化问题,利用大系统分解协调理论,将复杂问题分解成为若干个比原问题简单的、规模小的子问题,通过协调各级间关系寻求达到整个大系统的最优化,求得模型的最优解。计算结果表明,采用该模型进行水资源供需分析比较合理。     

引江济汉工程水量调度方案初步研究

以南水北调中线一期工程建成通水,引汉济渭工程、鄂北水资源配置工程开工建设为背景和边界条件,以引江济汉工程设计功能为目标,研究了引江济汉工程水量调度方案。根据引江济汉工程、汉江中下游河道内外用水实际情况,建立了引江济汉工程水量调度模拟模型。以不同规划对汉江中下游河道外需水预测、不同丹江口工程下泄流量为方案变量,初步提出了引江济汉工程水量调度的规则。     

加利福尼亚州水道工程运行调度

加利福尼亚州水道工程解决了加利福尼亚州水资源颁布南北不均的问题，为加利福尼亚州的经济社会发展提供了水源保障，在规模和效益上居世界前列，其成功运行建立在可靠的工程设施及科学的运行调度模式的基础上，对加利福尼亚州水道工程的建设、运行目标、运行方式及调度模型等方面进行了介绍，以期为南水北调工程提供借鉴。