基于区间犹豫模糊语言集的水资源多目标决策

以鄂北水资源配置工程为对象,研究大型调水工程背景下的多水源多目标优化配置。将鄂北地区水库分为充蓄水库、补偿水库与在线水库等3类,根据各类水库特点对鄂北水资源配置工程进行系统概化,建立以年缺水量最小和调水成本最低为目标函数的多水源多目标优化配置模型。采用权重系数法进行求解得到非劣解集。最后采用基于区间犹豫模糊语言与TOPSIS的多目标决策方法对各方案的缺水量与调水量作出评价并遴选出最优方案。研究结果表明:对鄂北水资源配置工程而言,缺水量与调水量的权重比为7∶3的方案综合评价最优,重视缺水的同时兼顾调水成本;基于区间犹豫模糊语言集与TOPSIS的水资源多目标决策方法经本文实例验证具有较高的稳定性与可行性。     

基于随机森林的水电站发电调度规则研究

以滩坑水电站为例,构建两组输入因子集,分别建立随机森林回归模型,模拟长系列出力和水位过程,探索因子数量对模拟结果的影响,根据优选的多因子随机森林模型进行了模型的泛化能力评估。结果表明,基于随机森林提取发电调度规则,模拟精度较高,可应用于实际;衍生因子的引入使得模拟效果略有提升;随机森林泛化能力强,但对于一些特殊来水情形其模拟能力略显不足;随机森林模型所造成的长时段水位偏低的形成机制是误差传播。     

多主体水库群联合调度增益分配讨价还价模型

建立公平、高效、合理的增量效益分配机制是促进多利益主体水库群开展联合优化调度的关键。基于上述原则，提出基于讨价还价理论的增量效益分配模型。采用一阶最优性条件推导模型最优解，发现最优效益分配方案满足主体效用函数拟微增率相等的条件。与基于比例分配法、Shapley模型的分配方案比较，结果表明：（1）讨价还价模型分配方案与各主体的效益分配区间和子联盟约束力有关。若子联盟效益贡献低，约束力小，主体增量效益与其效益分配区间正相关；若子联盟效益贡献高，约束力大，子联盟内成员的分配效益将优先保证。（2）各分配方案的差异源于公平性定义方式的差别。（3）讨价还价模型分配的增量效益方案趋均化程度最高，保障了弱势主体既得利益。     

多维不确定性影响下的水期权交易最优策略研究

为解决来水预测不确定性和水价不确定性给用水户带来的风险对冲问题,引入对冲性的水期权交易模式,建立了以用水户期望收益最大为目标的水期权交易模型,得到了最优的期权交易策略应满足的条件,并利用二分法计算得到了最优的期权交易策略,探究了来水不确定性与水价不确定性对期权交易策略的影响。结果表明,来水预测误差和水价的波动越大,用水户的期望收益越大,最优的期权交易策略能有效降低来水预测不确定性和水价不确定性带来的风险。     

近58年大汶河流域降水量演变特征分析

为进一步系统识别气候变化背景下大汶河流域降水量演变特征,基于大汶河流域32个雨量站1956~2013年逐日降水资料,分析了大汶河流域降水量年内分配与年际变化特征及趋势性、随机性、突变性、周期性的变化规律。结果表明,大汶河流域降水量年内分配不均,连续最大四个月均出现在6~9月,所占比例超过70%;年际变化较大,各分区多年平均降水量极值比分布在3.71~5.26之间;降水量呈现不显著下降趋势;降水序列并非完全独立,表现为正持续性;降水量在1964年发生不显著突变,降水量变化周期以14年为主。     

水电站发电优化调度遗传算法的改进

遗传算法在求解水库优化调度问题时存在两个问题：随机的初始种群生成方式难以保证个体在解空间均匀分布,导致求解结果不稳定;由于水库水量平衡等条件约束,使交叉、变异操作常常导致可行解变成不可行解。针对上述问题,引入了基于均匀设计的初始种群生成方式,保障了初始种群空间分布的均匀性;在交叉、变异操作中建立了个体可行性判断与处理方法,保障了在个体进化过程中的可行性。以三峡发电优化调度为例,验证了改进算法的有效性,与标准遗传算法相比改进遗传算法可以显著提高寻优性能。     

基于等效原理的水库群实时防洪联合调度模型研究

针对水库群规模大导致水库群联合调度模型求解困难、交互决策难以聚焦的问题,提出了基于等效原理减少联合调度模型水库数的新思路,即将水库群全集划分为显效水库和非显效水库子集,对显效水库开展联合补偿调度,非显效水库作为被补偿对象单库调度;并建立水库群分组指标体系和分组方法,由此构建了显效水库联合调度和非显效水库单独调度的混合调度模型。在钱塘江7库的应用显示,构造的指标体系和分组方法可较合理地识别出显效水库集,在参与联合调度的水库数量减少60%的情况下断面防洪效果相近,研究结果可为更大规模水库群联合调度提供参考。     

灰色系统在水资源预警中的应用研究

在具有境外引水的复杂水资源系统中,建立水资源丰枯定性预警,对降低供水系统联合供水成本和提高供水可靠性具有重要意义。利用灰色理论中灾变预测的原理,以深圳市典型水库年降雨量为预测因子,建立了GM(1,1)模型,并对75%保证率的年降雨量P75进行灾变分析。从模型模拟结果分析了灰色系统在水资源实时预警应用中的局限性。     

基于小波变换的入库径流组合预测方法研究

应用小波分析理论中的多尺度分析,分析水库入库径流过程,采用àtrous算法分解原始径流过程,对分解后的系数组进行周期分析,利用周期均值叠加法作各级系数外延预测,重构预测的系数组,取得入库径流过程预测结果。利用该方法对三峡水库的实例研究取得了较满意的结果,结果表明组合方法比直接利用周期均值叠加法预测精度高。     

小波变换尺度数对入库径流预测精度的影响

将小波变换中的á trous算法与周期均值叠加法耦合建立周期分析模型，预测水库的逐月平均入库流量过程。以三峡水库为例，研究了不同分解尺度数对预测效果的影响。研究得出分解尺度数增加对预报效果有改善，而当分解尺度数超过一定阈值时，预报效果不再改善的结论。