湘江流域洪水资源可利用量与水库调蓄方案研究

鉴于洪水资源化是目前解决水资源供需矛盾的重要方式,通过综合估算方法量化湘江流域洪水资源,由此探讨涔天河水库汛限水位动态调蓄方案,以实现不同情景下的洪水资源化。结果表明,湘江流域洪水资源可利用量为278.93×10⁸m³,可利用潜力为12.69×10⁸m³;涔天河水库汛限水位最佳调蓄方案为在丰水年库水位311.18 m增蓄水量0.245 4×10⁸m³,平水年库水位311.44 m增蓄水量0.339 8×10⁸m³,枯水年库水位311.56 m增蓄水量0.384 2×10⁸m³;同时还为流域环境带来不可估量的生态效益。     

基于文化粒子群算法的三亚市水资源优化配置

为解决三亚市水资源时空分布不均、部分地区缺水现象严重的问题,建立了系统总缺水量最小、供水效益最大的多目标水资源优化配置模型;并应用新型智能文化粒子群优化算法,对2010年为现状水平年,2020、2030年为规划水平年的多年平均情况下的水资源配置方案进行了模型求解。结果表明,规划水平年缺水率不断下降,基本实现了总缺水量最小的目标,可见优化配置有效缓解了三亚市用水紧张的问题,具有一定的借鉴意义。     

基于改进蚁群算法的太原市受水区水资源优化配置

针对太原地区水资源严重短缺、供需矛盾日益尖锐的问题,为了使引黄入晋工程最大限度地缓解太原地区缺水情形,根据该地区水资源开发利用现状及地区发展规划,建立基于改进蚁群算法的太原市受水区多目标水资源优化配置模型。该模型引入生态效益目标,以用水效益最大、研究区缺水量最小和生态需水满足程度最大等综合效益作为规划目标,以水源可供水量、用户需水量等作为模型约束条件,并采用改进的蚁群算法进行求解,得到2015、2020两水平年的水资源优化配置方案。通过对优化结果的对比分析,表明该模型应用效果良好,优化配置结果有效减轻了地下水的供水压力,促进了水资源的高效利用。     

基于动态规划和自优化模拟混合模型的水资源优化配置

以云南滇中地区为背景,针对具有外流域调水的水资源大系统优化配置问题,建立了以缺水量最小、调水工程规模最小及调水量最小为目标函数的水资源大系统优化配置模型。通过将其中的调水工程规模最小及调水量最小以外调水量尽量均匀的方式转化为自优化模拟的最优控制准则,将以上多目标转化为以缺水量最小为主目标。采用动态规划和自优化模拟混合模型的分解协调技术对模型进行求解,得出不同方案下的水资源优化配置成果,并分析了解决滇中地区缺水所需的外流域调水工程的合理规模。     

基于生态调度的滦河流域多目标优化配置

针对滦河流域的水资源配置问题,建立了滦河流域多目标优化配置模型,运用粒子群算法求解该优化模型中非劣解集,并用支持向量机对非劣解进行评价。计算结果表明,随着水平年的增长,流域内各分区供水量增加,缺水量基本不变,缺水比例减小;95%频率下缺水量的增加较75%频率下要快。     

改进的人工鱼群算法在邯郸市水资源优化配置中的应用

鉴于水资源短缺、用水紧张、水资源不合理利用是我国水资源面临的严峻问题,基于水资源现状,合理、科学的水资源优化配置是实现水资源协调可持续发展的必要条件。以邯郸市为研究对象,采用改进人工鱼群算法,建立水资源优化配置模型,对邯郸市水资源进行合理分配。结果表明,在规划水平年2020年,25%、50%保证率下仅有武安县缺水,缺水率分别为4.8%、11.5%;在75%保证率下,涉县、武安县、永年县缺水,缺水率分别为1.8%、21.1%、10.8%;相比优化配置前,供需平衡矛盾有了明显改善,水资源优化配置较为合理;改进的人工鱼群算法较基本人工鱼群算法具有更强的可行性,为水资源优化配置提出一个新思路。     

基于比率方法和BP神经网络的柳州市工业需水量区间预测

鉴于工业用水量测量的不确定性,其区间预测研究具有实际意义,基于比率方法和BP神经网络,构建了柳州市工业需水量区间预测模型。以2007～2013年数据为训练集,预测了2014～2019年柳州市工业需水量区间,引入综合指标对预测区间的适用性进行分析,发现置信水平80%情况下,预测模型的可靠性良好。进一步预测了2025年柳州市工业需水量,结果表明2025年柳州市工业需水量维持在3.378×10⁸m³左右,置信水平80%条件下,工业需水量波动区间为2.924×10⁸～3.832×10⁸m³。该结果对柳州市水资源规划具有一定的理论和实践意义。     

基于多目标粒子群算法的水资源优化配置研究

在分析阿拉尔市水资源利用现状的基础上,构建了以区域供水系统总缺水量最小、水库损失水量最小为目标的水资源优化配置模型,应用多目标粒子群算法,对阿拉尔市2015、2020和2025年三个水平年,二种不同保证率(P=50%、P=75%)下的水资源优化配置方案进行求解。结果表明,该方法有效解决了阿拉尔市水资源系统不同水平年、多水源、多用户、多受水区、多工程、多目标的求解问题,得到了阿拉尔市各受水区及其各用水部门的分配水量,实现了阿拉尔市水资源的综合配置。     

海上天然气处理平台节能降耗措施探讨

天然气作为绿色低碳能源,其开采过程中也会伴随大量的二氧化碳排放。某天然气处理平台在生产过程中,根据不同的系统或工况实施了一系列的工艺、设备和逻辑改造,在保障系统安全稳定运行的同时,极大地减少了天然气开采过程中的碳排放量。通过将三甘醇系统气提气由天然气改为氮气、尾气流程加装冷却器,年节省天然气消耗30×10⁴m³,回收轻烃122m³;对凝析油外输泵进行逻辑改造,将流量控制阀FV的控制模式由单一的流量PID控制,改为流量和频率串级控制,实现流量设点随频率的变化而变化,外输泵能耗降低3%,缓冲罐闪蒸气量降低约1000m³/d;通过天然气增压工艺参数适应性优化,在平均湿气输送量1400×10⁴m³/d的前提下,日均耗气由20.27×10⁴m³/d降至14.75×10⁴m³/d,每天节省燃气5.52×10⁴m³;通过新增高压和低压火炬气...     

基于粒子群算法的水资源优化配置研究

为了合理分配引大济湟工程从大通河调出的7.5×108 m3水量,以满足引大济湟工程受水区的生活、生产及生态用水需求,通过建立以供水净效益最大、供水系统总缺水量最小为目标函数的水资源优化配置模型,运用粒子群算法得到了受水区4类水源、5类用水户在2015、2020、2030三个规划水平年的多年平均情况下的水资源优化配置方案。结果表明,2015、2020、2030年净外调水量分别为3.10×108、6.05×108、7.34×108 m3,缺水量分别为0.69×108、0.64×108、2.15×108 m3,部分区域农业用水存在缺口,仍需采取必要的节水措施。     

河北省南水北调受水区水资源优化配置研究

为了使南水北调工程能最大限度地缓解河北省严重缺水状况及在工程建成后更好地发挥工程效益,根据南水北调海河流域平原区受水情况,将其划分为18个子区、6个用水部门,以供水系统缺水率最小、经济效益最大化为目标,以水源可供水量、用户需水量、水源至用户的供水能力等为约束条件,建立了水资源优化配置模型。并采用多目标粒子群算法对模型进行求解,获得了以2030年为水平年的水资源配置结果。通过分析发现,南水北调工程实施后能有效缓解海河平原区严重缺水的状况,大幅提高了河北省水资源和水环境的承载能力,但仍有不同程度的缺水。     

城市水资源协调配置问题中双层规划模型及应用

为解决水资源配置系统中的不确定性和层次性问题,开发出具有层次关系的双层优化模型,其中以经济效益为上层目标,配水量为下层目标。将所开发的双层优化模型应用于北京市大兴区的水资源配置系统,并运用模糊满意度算法和Lingo软件对模型进行求解。双层优化结果表明,2016、2021、2026年该地区水资源配置系统的经济效益分别达到5.28×10~8、7.42×10~8、8.42×10~8元,配水总量分别达到21 923×10~4、24 768×10~4、26 817×10~4 m~3,相应的COD排放量分别为4 199.2、4 700.3、4 649.1t;其次,82%的水量来源于地表水和南水北调水源。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可为决策者提供不同情景下的优化方案,并为决策者制定水资源配置方案提供决策支持。     

甘肃省泾河流域典型灌区耗水系数监测试验研究

以甘肃省泾河流域为主要研究对象，选取泾河上游泾河南干渠灌区为典型试验灌区，对泾河南干渠灌区的灌溉退水、农田含水率、农作物生长趋势等进行监测，并采用引排差法与多层次土壤水分平衡模型(VSMB模型)相结合的方式，对泾河南干渠灌区的耗水量进行试验。根据监测试验，泾河南干渠灌区2018年总引水量2 076×10⁴m³,总退水量523×10⁴m³,采用引排差法得到泾河南干渠灌区耗水系数为0.56;甘肃农业大学试验田典型地块全年总引水量0.190 1×10⁴m³,地表无退水，采用引排差法得到耗水系数为0.75,采用VSMB模型得到耗水系数为0.71。该研究结果可为泾河地区其他农业灌区耗水系数研究提供参考，对灌区规划设计和高效农业灌溉试点工作具有一定的指导意义。     

基于改进多目标蝙蝠算法的洛河流域水库优化调度

为了发挥水资源综合利用的最大效益,实现水库发电和供水效益双赢的优化调度需求,以水库发电量最大和水库下游用水区域总缺水量最小为目标建立了多目标优化调度模型。同时,提出改进多目标蝙蝠算法(IMOBA)用于求解多目标优化调度模型,该算法引入外部精英蝙蝠集EBS()来存储算法寻优过程中的非劣解,设计一种基于混沌原理的脉冲发射率生成机制来增强算法的搜索能力,并加入变异操作以提高算法的种群多样性。将改进多目标蝙蝠算法应用在洛河流域故县水库,得到丰、平、枯三种典型年下的故县水库调度方案集。结果表明,IMOBA算法合理有效且优于多目标蝙蝠算法(MOBA),能较好地反映洛河流域故县水库的发电和供水要求。同时验证了多目标优化调度模型的可行性,为流域水库多目标优化调度方案的制定提供了新途径。     

基于MOEA/D算法的衡水市水资源多目标优化配置

水资源供需之间的矛盾日趋激化，优化配置、高效利用区域内有限水资源变得尤为重要。以衡水市水资源配置为例，综合考虑衡水市水资源优化配置需求，建立了以社会效益、经济效益和生态效益为目标函数的水资源多目标优化配置模型，给出了基于MOEA/D算法的水资源优化配置方案，并将所提方案与基于NSGA-Ⅲ算法的方案进行了对比试验。结果表明，所提方案优于文献方案，可为衡水市水资源合理配置提供依据。     

流域水资源优化配置研究

用分层递阶分析的方法探讨了流域水资源优化配置模型的建立和求解思路。将流域系统化，以追求经济效益、社会效益和环境效益为目标建立流域水资源优化配置供水模型，多目标统一用经济标准衡量，加上各种约束条件将流域水资源系统模型化，用大系统多目标递阶动态规划方法求解，以取得水资源优化配置的最佳方案。该模型以太子河流域水资源优化配置为实例具有实际意义。     

基于均衡发展的郁江流域水资源优化配置

为使郁江流域水资源分配方案有利于沿岸区域之间的均衡发展,将基尼系数及纳什效率系数引入到水资源优化配置研究中,分别作为度量区域水资源分配公平程度和效率高低的指标,二者耦合作为区域均衡发展的度量标准。以经济效益和社会效益为目标,应用NSGA-Ⅱ对模型求解,得到郁江流域2020、2030年75%保证率一般节水模式下的水资源配置结果。结果表明,郁江流域平均缺水率为8.29%,比只有公平约束及只有效率约束时的缺水率均要小,且目标均达最优,考虑了流域各区域的协调发展,可为郁江流域水资源规划管理提供依据。     

生物柴油臭氧氧化裂解的传质-反应动力学

提出以生物柴油为原料臭氧氧化裂解制备壬二酸单甲酯的新工艺。在双搅拌釜中,从乙酸、丙酸、己酸、壬酸4种溶剂中筛选出乙酸作为反应溶剂;进一步研究该工艺两步气液反应的传质-反应动力学。结果表明:两步气液反应的传质-反应动力学区域均为快速拟一级反应区域;在T=305 K下,第1步臭氧化反应的二级反应速率常数k₂=1.39×10⁴m³/(kmol·s),增强因子E与液相双键浓度C_BL的关系为E=427.16C_BL^1/2,R²=0.98;在T=363 K下,第2步臭氧氧化物氧化裂解反应的二级反应速率常数k₂=3.87×10⁴m³/(kmol·s),增强因子E与液相臭氧化物浓度C_BL的关系为E=359.44C_BL^1/2,R₂=0.99。     

改进的NSGA-Ⅱ法在邢台市水资源优化配置中的应用

针对水资源求解多目标优化问题的方法存在的不足,在基本NSGA-Ⅱ法的基础上,通过自适应动态调整方法对交叉率和变异率进行了改进,同时以社会效益和经济效益最大为目标,结合满足目标函数的各类约束条件,建立了邢台市水资源优化配置模型,将改进后的NSGA-Ⅱ法应用于模型的求解,并与NSGA法和基本NSGA-Ⅱ法求解结果进行了对比。结果表明,改进的NSGA-Ⅱ法应用于求解多水源多用户多目标水资源优化配置可行,且能提高计算精度。     

正常运行期条件下三峡电站发电能力分析

为复核正常运行期条件下三峡电站的发电能力、探究不同调度方式及上游水库调蓄对三峡电站发电能力的影响，以初设方案、优化调度方案、2015版调度规程方案、2019版调度规程方案为调度计算模型，选取初步设计测算所用1946～1975年宜昌站天然径流系列，在考虑上游主要控制性水库的基础上进行还现计算以反映正常运行期三峡入库径流特征，并对比分析了天然、还现径流分别按照四种调度模型运行情景下的三峡电站发电能力。结果表明，正常运行期条件下三峡电站发电能力为1 008×10⁸kW·h,较设计值提高了14.3%;通过优化调度方式可显著提升水库10月蓄满率，相比初设方式，三峡电站发电能力提升约55×10⁸～90×10⁸kW·h;在上游水库调蓄作用下三峡年内入库径流系列明显坦化，水资源利用率有效提升，三峡电站发电能力提升约8×10⁸～28×10⁸kW·h。