【摘要】：20世紀末期以來,“信息化”成為中文中使用頻率非常高的熱詞,信息化發(fā)展水平也成為了現(xiàn)代社會經濟發(fā)展水平的重要標志之一,借助“信息化”,把現(xiàn)代信息技術與水利行業(yè)對接的“業(yè)務化”進行研究及應用是一次很有意義的嘗試。在“以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化”的實踐中,圍繞陜西引漢濟渭調水工程的關中受水區(qū)的區(qū)域水資源配置,本文對供需平衡和調配決策這兩個水資源管理“核心業(yè)務”開展基于數字水網的“業(yè)務化”研究,該選題在理論與實際應用上具有一定的探索價值。構建數字水網,基于數字水網進行業(yè)務化應用研究與“以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化”的實踐方向一致。如何構建拓撲數字水網?依托拓撲水網如何實現(xiàn)區(qū)域水資源的動態(tài)配置?基于數字水網的區(qū)域水資源配置的業(yè)務化應用怎樣落地?等問題是本論文要探討和解決的關鍵問題。本文從實用性出發(fā),進行拓撲數字水網標準化、配置管理業(yè)務化研究,論文的主要研究成果如下:(1)區(qū)別于空間數據化數字水網,提出并系統(tǒng)實現(xiàn)了拓撲數字水網�；诂F(xiàn)代信息技術和拓撲理論,從拓撲元素概化、拓撲關系建立兩個方面進行拓撲水網的描述;采用拓撲關聯(lián)矩陣,存儲拓撲數字水網的拓撲關系,將拓撲水網里的拓撲圖形的數據存儲結構劃分為概述類、屬性類、圖元類三類,與拓撲水網協(xié)同存儲;拓撲數字水網的數據交互統(tǒng)一用數據流模型進行管理�；诰C合集成平臺,把拓撲水網標準化、可視化,實現(xiàn)拓撲數字水網的靈活構建。以引漢濟渭調水工程受水區(qū)為例,構建了無引漢濟渭工程供水和有引漢濟渭工程供水情境下不同水平年的受水區(qū)拓撲數字水網。(2)提出了基于拓撲數字水網的傳統(tǒng)水利業(yè)務與信息技術對接的業(yè)務化方法。以組件技術為核心,從組件開發(fā)、組件復用、組件組合對數據處理角度出發(fā),將復雜計算粒度化;在拓撲數字水網上與業(yè)務組件耦合,通過映射關系表達建立拓撲數字水網與業(yè)務流程間的關系,將區(qū)域水資源系統(tǒng)中水量流動轉化過程與拓撲可視化水資源業(yè)務流程進行有機結合。通過拓撲數字水網和業(yè)務流程間的交互,實現(xiàn)了復雜水資源配置業(yè)務的過程化管理。整合了技術與業(yè)務,通過快速修改拓撲水網、更新業(yè)務組件、以及水網與組件間的映射關系,來適應業(yè)務的復雜性和動態(tài)性,能夠快速響應水資源配置業(yè)務的動態(tài)需求。(3)基于拓撲數字水網,實現(xiàn)了區(qū)域水資源供需平衡分析的業(yè)務化應用。圍繞引漢濟渭調水工程的受水區(qū)水資源配水規(guī)則及供需平衡業(yè)務,依托構建的拓撲數字水網開展了供需平衡分析的業(yè)務化。在相關業(yè)務組件開發(fā),基礎資料收集的基礎上,搭建了引漢濟渭調水工程受水區(qū)水資源供需平衡分析的拓撲化、業(yè)務化應用系統(tǒng)。具體開展了2010年、2025年、2030年的需水預測;分析了不同水平年水源、用水戶增減情況,供需關系改變的情況,系統(tǒng)響應的這些動態(tài)變化后進行供需平衡分析。在拓撲數字水網的業(yè)務化系統(tǒng)中可以細化、深入開展復雜業(yè)務。實現(xiàn)了無引漢濟渭工程供水情景下,2010年、2025年、2030年的受水區(qū)23個受水對象(考慮寶雞、眉縣)的供需平衡分析。2010年總需水量14.19億m3,當地水源供水工程可供水量約8.64億m3,缺水量5.55億m3,缺水率39.13%,2025年總需水25.58億m3;在挖掘當地水和充分利用中水的情景下,可供水量增加到12.55億m3;缺水量將增加到13.03億m3,缺水率為50.94%,2030年總需水量29.21億m3,供需平衡計算后,總缺水量為16.29億m3,缺水程度仍高達55.77%。(4)基于拓撲數字水網,實現(xiàn)了區(qū)域水資源優(yōu)化配置及方案優(yōu)選的業(yè)務化應用。繼承傳統(tǒng)的優(yōu)化配置方式,圍繞建模與求解,開展了相關的基礎研究�？紤]社會、經濟、生態(tài)環(huán)境三個配置目標,建立了多目標區(qū)域水資源配置模型,提出了基于決策偏好的多目標優(yōu)化算法(MOIA-PS),運用了NNIA算法和MOIA-PS求解得到多目標配置方案,通過模糊綜合評判法、灰色關聯(lián)度理想解評價方法、灰色關聯(lián)度分析法等多個方法進行方案集組合優(yōu)選;結合配置方案多人參與決策的特點,用群決策特征法進行評價指標賦權,讓組合優(yōu)選更合理。在拓撲數字水網環(huán)境下,實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置及方案優(yōu)選的業(yè)務化應用,強化配置決策過程,得出了2025年、2030年的最優(yōu)配置方案。在引漢濟渭工程供水后,2025年21個受水對象缺水率由47.76%下降到0.7%;2030年21個受水對象的缺水率從53.8%下降到3.58%,緩解了關中城市群發(fā)展的缺水壓力。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV213.4

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本文編號：2597869