【摘要】：用水總量控制是我國(guó)實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的重要手段。滹沱河流域地處全國(guó)最缺水的華北平原與山西高原相接地區(qū),近年來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,人類活動(dòng)的不斷增強(qiáng),導(dǎo)致滹沱河流域水資源時(shí)空分布不均、供需矛盾問(wèn)題更加突出。水量調(diào)度,作為水資源優(yōu)化配置的重要手段,對(duì)于實(shí)現(xiàn)滹沱河流域水資源的高效利用與精細(xì)化管理具有重要意義。本文在中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)、需水預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,并結(jié)合水資源調(diào)度通用軟件框架,通過(guò)系統(tǒng)定制和二次開(kāi)發(fā),構(gòu)建滿足流域調(diào)度需求的水資源調(diào)度模型。首先,在分析滹沱河流域徑流年內(nèi)、年際變化特征的基礎(chǔ)上,運(yùn)用相關(guān)系數(shù)法,從130項(xiàng)大氣環(huán)流指標(biāo)中篩選出與徑流序列相關(guān)性較高的預(yù)報(bào)因子,同時(shí)結(jié)合BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建滹沱河流域中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)模型,并驗(yàn)證該模型的適用性。其次,以滹沱河流域水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ),綜合考慮行政區(qū)的用水結(jié)構(gòu),分析流域的用水指標(biāo)及用水定額,并根據(jù)定額法建立流域需水預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)滹沱河流域未來(lái)的用水變化情況。然后,以滹沱河流域年調(diào)度計(jì)劃編制為例,通過(guò)分析流域需水量、水庫(kù)蓄水量的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,以流域供需缺額最小和水庫(kù)末水位之和最大為目標(biāo)建立滹沱河流域梯級(jí)水庫(kù)群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,并采用兩種多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)其進(jìn)行求解。模擬結(jié)果表明,DE算法在流域供需缺額、水庫(kù)末水位之和方面優(yōu)于POA算法。最后,基于來(lái)水預(yù)報(bào)模型、需水預(yù)測(cè)模型和水資源調(diào)度模型,在水資源調(diào)度通用軟件的框架上,開(kāi)發(fā)滹沱河流域水資源調(diào)度決策支持系統(tǒng)。研究結(jié)果表明,開(kāi)展滹沱河流域水資源調(diào)度模型研究,對(duì)落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度用水總量控制指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)流域水資源高效利用意義重大。同時(shí),基于調(diào)度通用軟件框架的滹沱河流域水資源調(diào)度決策支持系統(tǒng),對(duì)于相似流域推進(jìn)水利信息化工作具有很有的示范作用。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP18;TV213.4
【圖文】：

2.1 地理位置滹沱河是山西省境內(nèi)的八大河流之一，屬于海河流域子牙河水系。它發(fā)源于忻州市繁峙縣泰戲山腳下的喬兒溝，向西經(jīng)過(guò)繁峙縣、代縣、原平市、忻府區(qū)后急遇東流，經(jīng)定襄縣流出忻州市，在陽(yáng)泉市流入河北省，流入子牙河，在天津市境流入海河，最后注入渤海海域。滹沱河干流總長(zhǎng) 615km，流域控制面積24664km2，其中在忻州市河流長(zhǎng)度為 251km，流域面積 11936km2，約占流域總面積的 48.4%。根據(jù)研究目的，研究區(qū)范圍確定為下茹越水庫(kù)以下至忻州市市界，涉及忻州市 6 個(gè)縣(市/區(qū))，研究區(qū)有云中河、牧馬河、陽(yáng)武河、清水河等支流，米家寨、下茹越、蘆莊等水文站，西歲興、觀上、神山等 7 座大中型水庫(kù)。滹沱河是忻州市最大的河流，同時(shí)也是忻州人民賴以生存和發(fā)展的母親河（馬月偉、趙鵬宇等，2016、2015）。

從圖 3-1 可以看出，1966-2018 年徑流經(jīng)歷了豐枯交替變化。1976 年前，整體趨勢(shì)表現(xiàn)為減少；1976-1984 呈明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，且 5 年滑動(dòng)平均比 10 年平均表現(xiàn)更為劇烈；1985-1993 變化周期短，增減交替明顯；1994-2000 年變幅較大；2000 以來(lái)徑流量有所減小，起伏較為平緩，在 2016 年后稍有增長(zhǎng)。

年為突變開(kāi)始時(shí)間，且為減少突變，前后徑流變化率達(dá)到 27.3%�；瑒�(dòng) t 檢驗(yàn)結(jié)果中因 1996 年發(fā)生了特大洪水，出現(xiàn)虛假突變，徑流量短暫上升，1984 年后徑流量整體是減少趨勢(shì)，1996 年不能作為突變開(kāi)始時(shí)間。1975 年突變?cè)诨瑒?dòng) t 檢驗(yàn)中沒(méi)有得到驗(yàn)證，根據(jù)徑流資料，結(jié)合趨勢(shì)性分析研究，可知 1975 年是豐水年，有增加趨勢(shì)，沒(méi)有達(dá)到突變程度。

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