跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度理論研究

內(nèi)容簡介

本書圍繞跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度問題，以遼寧省“東水西調(diào)”三線聯(lián)調(diào)項目為實例開展理論研究。首先，對水資源調(diào)度理論研究背景、意義進行概述，對跨流域調(diào)水系統(tǒng)特征、國內(nèi)外跨流域調(diào)水工程建設情況、跨流域調(diào)水及水庫群聯(lián)合調(diào)度現(xiàn)狀進行綜述，在總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎上，介紹本文主要研究內(nèi)容。其次，在明確跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度決策制定過程特點的基礎上，采用0-1規(guī)劃方法確定水庫群*調(diào)、供水過程，不僅可為采用隱隨機優(yōu)化方法確定跨流域水庫群調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則提供*化樣本過程，而且對于跨流域調(diào)水工程調(diào)度運行評價具有重要意義；然后，對水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則形式與提取方法進行總結(jié)分析，為跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則研究奠定基礎；再者，基于跨流域水庫群*調(diào)、供水過程，提出了提取跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則的集對分析新方法，通過提高水庫*調(diào)度決策與待定調(diào)度決策間的聯(lián)系度，優(yōu)化確定跨流域水庫群調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則。接下來，以供水調(diào)度圖和調(diào)水控制線為聯(lián)合調(diào)度規(guī)則形式，采用模擬-優(yōu)化模式，構(gòu)建同時考慮跨流域調(diào)水和供水的復雜水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，添加考慮供水調(diào)度圖先驗形狀特征的形狀約束，提出一種借鑒逐步優(yōu)化算法思想的逐庫優(yōu)化粒子群算法，逐步優(yōu)化單個或兩個水庫的調(diào)度規(guī)則，以降低單次優(yōu)化變量的維數(shù)，從而提高其搜索全局*解的能力。針對跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度問題存在的主從遞階結(jié)構(gòu)，本文提出了調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則相結(jié)合的跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則，建立了確定水庫群調(diào)水、供水規(guī)則的二層規(guī)劃模型，采用并行種群混合進化的粒子群算法對調(diào)水控制線和供水調(diào)度圖進行分層優(yōu)化，*終得到滿足上、下層決策要求的跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則。*后，對研究內(nèi)容進行總結(jié)，對跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度問題下一步研究方向進行展望。

以遼寧省東水西調(diào)工程為研究實例，圍繞跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度的兩個關鍵問題：跨流域水庫群的復雜系統(tǒng)建模和優(yōu)化調(diào)度模型的高效求解，研究均衡考慮水庫調(diào)蓄能力與供水壓力等多因素的調(diào)水量優(yōu)化分配方法和共同供水目標分配方法，建立相應的水庫群聯(lián)合調(diào)度模型，應用基于敏感性分析的降維方法進行求解，生成水庫群優(yōu)化調(diào)度規(guī)則來指導水庫群實際調(diào)度，為充分發(fā)揮跨流域水庫群的綜合效益提供理論和技術支持。

針對當前的大規(guī)?？缌饔蛩畮烊郝?lián)合優(yōu)化調(diào)度關鍵問題，通過開展多目標優(yōu)化理論、自適應進化策略和數(shù)據(jù)挖掘技術等多學科的交叉與融合，研究均衡考慮水庫調(diào)蓄能力與供水壓力的調(diào)水量優(yōu)化分配方法與基于虛擬聚合水庫的共同供水目標分配規(guī)則，建立相應的水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，應用多目標遺傳算法與不等概率動態(tài)搜索算法結(jié)合的分布式并行計算框架進行求解，生成水庫群優(yōu)化調(diào)度規(guī)則來指導水庫群實際調(diào)度。最終形成“調(diào)水量優(yōu)化分配—供水量優(yōu)化分配—水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度”，一個較為系統(tǒng)的大規(guī)模跨流域水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的基本理論框架，為充分發(fā)揮大規(guī)?？缌饔蛩畮烊旱木C合效益提供理論和技術支持。

《水庫群聯(lián)合調(diào)度實用方法與應用》編著者張松達、夏國團、王士武、錢鏡林。 本書作者對水庫群聯(lián)合調(diào)度的理論方法和技術應用進行了實踐和探索，組織攻關了多項科研課題，提出了水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度有關的理論、方法，取得了滿意的結(jié)果，獲得了多項獎勵。本書提出的漸進最優(yōu)性法與遺傳算法的組合方法，分期空庫系數(shù)約束的調(diào)度函數(shù)方法，以及分維數(shù)分析在劃定過渡期的應用、基于產(chǎn)流預報的泄洪調(diào)度方式、干旱期考慮適度缺水深度的限供水量的確定等均是作者經(jīng)過潛心研究，并在多年的實踐中證明有效的方法。書中的算例也是實際應用的調(diào)度實踐。編著本書，旨在與同行交流探討，以期促進水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度技術進步，也借此供從事水利規(guī)劃、設計、科研、運行管理等相關人員參考。