水資源系統(tǒng)規(guī)劃模擬與優(yōu)化配置

序

前言

上篇省級(jí)水資源綜合規(guī)劃模擬——以云南為例

第1章水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查

1.1水資源區(qū)劃

1.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

1.3水資源調(diào)查評(píng)價(jià)主要成果

1.4供水設(shè)施及供水量調(diào)查

1.5供水水質(zhì)調(diào)查

1.6用水及其消耗量調(diào)查

1.7污染源調(diào)查評(píng)價(jià)

1.8用水水平及效率分析

1.9水資源開發(fā)利用程度分析

1.10水資源開發(fā)利用存在的問題

第2章水資源需求態(tài)勢分析

2.1經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢分析

2.2經(jīng)濟(jì)社會(huì)需水定額分析

2.3經(jīng)濟(jì)社會(huì)及生態(tài)需水量預(yù)測分析

第3章水資源供給預(yù)測

3.1水資源供給保障存在的問題

3.2供水預(yù)測總體規(guī)劃格局及基本原則

3.3主要水資源工程方案

3.4水源工程設(shè)計(jì)徑流過程分析

3.5可供水量預(yù)測

第4章水資源節(jié)約與保護(hù)措施

4.1現(xiàn)狀用水水平分析

4.2節(jié)水潛力分析

4.3節(jié)水規(guī)劃

4.4水資源保護(hù)措施

第5章水資源綜合規(guī)劃配置模擬系統(tǒng)及配置方案

5.1MIKEBASIN軟件及其應(yīng)用概述

5.2云南省水資源綜合規(guī)劃水資源配置模型

5.3水資源三次供需平衡分析

5.4水資源配置方案評(píng)價(jià)

中篇水資源優(yōu)化配置模擬——以滇中高原經(jīng)濟(jì)區(qū)為例

第6章水資源優(yōu)化配置研究現(xiàn)狀

6.1水資源優(yōu)化配置研究目的和意義

6.2水資源優(yōu)化配置方法

6.3水資源優(yōu)化配置展望

6.4本篇主要研究內(nèi)容

第7章水資源系統(tǒng)優(yōu)化配置模型結(jié)構(gòu)

7.1實(shí)例分析的研究范圍

7.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.3系統(tǒng)的概化網(wǎng)絡(luò)圖

7.4系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)則

第8章水資源優(yōu)化配置模擬模型

8.1建模思路

8.2模擬模型建模

8.3模型求解方法

第9章基于常規(guī)模擬的水資源配置模型

9.1來用水預(yù)測及分析

9.2基于常規(guī)模擬的洱海片水資源配置結(jié)果及分析

9.3基于常規(guī)模擬模型的滇中水資源配置分析

第10章基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的滇中水資源優(yōu)化配置研究

10.1水資源優(yōu)化配置動(dòng)態(tài)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型

10.2模型求解方法及過程

10.3優(yōu)化結(jié)果及分析

第11章系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在滇中洱海流域蓄水工程調(diào)度規(guī)則優(yōu)化中的應(yīng)用

11.1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理

11.2基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的水庫調(diào)度模型構(gòu)建

11.3模型的應(yīng)用

11.4模型輸出的結(jié)果分析

11.5系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)

第12章復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論在滇中洱海流域蓄水工程調(diào)度規(guī)則優(yōu)化中的應(yīng)用

12.1基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的水資源配置理論

12.2基于CAS理論的洱海流域水資源優(yōu)化配置數(shù)學(xué)模型

12.3基于CAS軟件平臺(tái)Swarm的水資源優(yōu)化配置模擬模型

12.4模擬結(jié)果及分析

第13章基于外流域調(diào)水的水資源大系統(tǒng)優(yōu)化配置及調(diào)水工程規(guī)模論證

13.1水資源大系統(tǒng)優(yōu)化配置及調(diào)水工程規(guī)模優(yōu)化模型

13.2結(jié)果與分析

下篇水資源模擬新技術(shù)在水利水電工程規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

第14章MIKEBASIN在引調(diào)水工程規(guī)模論證中的應(yīng)用

14.1牛欄江流域水資源及其開發(fā)利用概況

14.2滇池生態(tài)修復(fù)補(bǔ)水需求分析

14.3牛欄江水資源配置模型

14.4德澤水庫可調(diào)水量分析

第15章MIKEBASIN在建設(shè)項(xiàng)目水資源論證中的應(yīng)用

15.1項(xiàng)目概況

15.2水資源論證網(wǎng)絡(luò)模型系統(tǒng)

15.3模擬成果評(píng)價(jià)

15.4模擬結(jié)果分析評(píng)價(jià)

第16章跨州（市）河流水量分配的方法及應(yīng)用

16.1水量分配工作綜述

16.2水量分配的原則及方法

16.3試點(diǎn)流域的水量分配成果分析

16.4討論

第17章基于NAM模型的降雨—徑流模擬

17.1NAM模型簡介

17.2研究區(qū)概況

17.3模擬計(jì)算結(jié)果

17.4結(jié)論與展望

第18章空間變異理論在水資源配置中的應(yīng)用

18.1引言

18.2地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)基本原理

18.3灌溉定額與灌溉用水量的空間變異性分析

18.4區(qū)域需水量和缺水率的空間變異性分析

18.5討論

參考文獻(xiàn)

附錄2100433B

《水資源系統(tǒng)規(guī)劃模擬與優(yōu)化配置》重點(diǎn)探索了基于地理信息系統(tǒng)的省級(jí)水資源綜合規(guī)劃配置模型系統(tǒng)建立，各水平年長系列水資源三次供需平衡分析水資源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)與自優(yōu)化模擬、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等技術(shù)的綜合應(yīng)用改進(jìn)，以及建設(shè)項(xiàng)目水資源論證、大型引調(diào)水工程調(diào)水規(guī)模論證、河流水量分配等領(lǐng)域的新技術(shù)應(yīng)用等科學(xué)技術(shù)問題。

《聚合過程模擬與優(yōu)化:基于Polymer Plus》是基于Aspen Tech公司的聚合物流程模擬軟件Polymer Plus來介紹聚合過程的模擬與優(yōu)化的方法。全書共分為八部分。分別是：聚合過程流程模擬總論、Aspen Plus使用初步介紹、聚合物的計(jì)算機(jī)表示、自由基聚合的模擬、離子聚合的模擬、配位聚合的模擬、逐步聚合的模擬以及附錄?！毒酆线^程模擬與優(yōu)化:基于Polymer Plus》按聚合反應(yīng)機(jī)理來進(jìn)行組織，并結(jié)合工業(yè)大宗高分子樹脂的聚合過程的建模與優(yōu)化過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)模型的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了初步的介紹。《聚合過程模擬與優(yōu)化:基于Polymer Plus》可作為高等院校高分子化工、高分子材料與工程、化學(xué)工程與工藝等專業(yè)的本科生教材，也可供相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

《聚合過程模擬與優(yōu)化:基于Polymer Plus》：高等學(xué)校教材。

1 緒論

1.1 聚合過程流程模擬簡介

1.2 聚合過程的建模方法

1.3 聚合物流程模擬與優(yōu)化應(yīng)用實(shí)例介紹

1.4 我國開展聚合過程模擬與優(yōu)化的意義

2 Aspen Plus使用初步介紹

2.1 Aspen Plus模擬的一般步驟

2.2 圖形界面

2.3 示例

2.3.1 苯乙烯的生產(chǎn)工藝和流程圖

2.3.2 打開Aspen Plus

2.3.3 選擇運(yùn)行類型

2.3.4 建立空白模擬文件

2.3.5 創(chuàng)建流程

2.3.6 規(guī)定計(jì)算的全局信息

2.3.7 規(guī)定組分

2.3.8 選擇物性方法

2.3.9 輸入流股規(guī)定

2.3.10 輸入模塊規(guī)定

2.3.11 運(yùn)行模型

2.3.12 查看運(yùn)行結(jié)果

2.3.13 模型的驗(yàn)證與分析

2.3.14 模擬所對(duì)應(yīng)的Input文件

2.3.15 工程提示

3 聚合物的計(jì)算機(jī)表示

3.1 聚合物體系的分子組成

3.2 聚合物的鏈段表示

3.2.1 鏈段的基本概念

3.2.2 鏈段的種類

3.2.3 鏈段的命名

3.2.4 鏈段數(shù)據(jù)庫

3.3 聚合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

3.3.1 聚合物的矩

3.3.2 聚合度

3.3.3 平均分子量

3.4 低聚物

3.5 計(jì)算舉例

3.6 敏感性分析

4 自由基聚合的模擬

4.1 基本知識(shí)

4.2 自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的建模

4.3 凝膠效應(yīng)

4.4 動(dòng)力學(xué)反應(yīng)組的定義

4.5 聚合物屬性的計(jì)算

4.6 聚苯乙烯的模擬

4.6.1 模型運(yùn)行和計(jì)算結(jié)果

4.6.2 模型分析

5 離子聚合的模擬

5.1 離子聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的建模

5.1.1 活性中心生成反應(yīng)

5.1.2 鏈引發(fā)反應(yīng)

5.1.3 鏈增長反應(yīng)

5.1.4 締合反應(yīng)

5.1.5 離子交換反應(yīng)

5.1.6 活性種電離

5.1.7 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)

5.1.8 鏈終止反應(yīng)

5.2 離子聚合反應(yīng)的定義

5.3 離子聚合物屬性的計(jì)算

5.4 SBS聚合工序的模擬

5.4.1 SBS簡介

5.4.2 模擬流程

5.4.3 組分與進(jìn)料

5.4.4 物性和相平衡

5.4.5 聚合動(dòng)力學(xué)

5.4.6 反應(yīng)器的操作

5.4.7 模型結(jié)果和結(jié)論

6 配位聚合的模擬

6.1 Z-N聚合的特點(diǎn)

6.2 Z-N聚合動(dòng)力學(xué)簡介

6.3 多活性中心數(shù)據(jù)解析

6.4 乙烯淤漿聚合熱力學(xué)參數(shù)的回歸

6.4.1 Sanchez-Lacombe狀態(tài)方程

6.4.2 HDPE聚乙烯SL狀態(tài)參數(shù)的回歸

6.5 聚合物本體物性的計(jì)算

6.5.1 液相摩爾體積(密度)的計(jì)算

6.5.2 Van Krevelen液相摩爾體積模型

6.5.3 Tait模型

6.5.4 混合物的液相摩爾體積

6.5.5 熔體流動(dòng)速率(MFR)的預(yù)測

6.5.6 Bremnei-Rudin熱塑性塑料模型

6.5.7 Quaekenbos關(guān)系式

6.5.8 用戶的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式及其實(shí)現(xiàn)

6.6 LLDPE的模擬計(jì)算

6.6.1 流程和工藝描述

6.6.2 組分

6.6.3 Properties——物性方法

6.6.4 主要單元的操作條件

6.6.5 聚合動(dòng)力學(xué)機(jī)理和參數(shù)估計(jì)方法

6.6.6 單中心反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型

6.6.7 GPC曲線的解析

6.6.8 多中心反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型

6.6.9 收斂算法

6.6.10 全流程模擬

6.6.11 數(shù)據(jù)回顧和一致性檢驗(yàn)

6.6.12 模型的應(yīng)用

7 逐步聚合的模擬

7.1 逐步聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理

7.2 逐步聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模

7.3 聚合物非隨機(jī)二液相活度系數(shù)模型(PolyNRTL)

7.4 PET三釜聚合工藝的模擬

7.4.1 生產(chǎn)工藝流程簡介

7.4.2 組分的定義

7.4.3 定義聚合物

7.4.4 定義低聚物

7.4.5 流股數(shù)據(jù)

7.4.6 單元操作數(shù)據(jù)

7.4.7 物性和相平衡

7.4.8 聚合動(dòng)力學(xué)

7.4.9 計(jì)算結(jié)果

7.4.10 產(chǎn)品性質(zhì)——特性黏度的建模

7.4.11 模型應(yīng)用

8 附錄

8.1 Segment數(shù)據(jù)庫中整理的鏈段列表

8.2 模擬文獻(xiàn)

8.2.1 一般性文獻(xiàn)

8.2.2 乳液聚合的文獻(xiàn)

8.2.3 懸浮聚合的文獻(xiàn)

8.2.4 離子聚合的文獻(xiàn)

8.2.5 聚烯烴的文獻(xiàn)

8.2.6 逐步聚合模擬的文獻(xiàn)

8.2.7 聚合物熱力學(xué)的文獻(xiàn)

8.2.8 其他

參考文獻(xiàn)

Polymer Plus是Aspen Tech公司在20世紀(jì)90年代推出的主要產(chǎn)品之一，是Aspen Teeh公司聚合物工業(yè)解決方案的重要組成部分。它提出了一套以鏈段為特征的聚合物識(shí)別方法；能對(duì)自由基均相、懸浮及乳液聚合、離子聚合、Ziegler-Natta聚合、縮聚等動(dòng)力學(xué)模擬；包含了一個(gè)完善的聚合物、單體、鏈段、官能團(tuán)的物性數(shù)據(jù)庫和大量物性及動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型；可對(duì)部分使用性能，如t、熔融流動(dòng)速率（流動(dòng)性）進(jìn)行預(yù)測。

本書基于Aspen Tech公司的聚合物流程模擬軟件Polymer Plus，介紹聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的建模、相平衡的計(jì)算、最終性質(zhì)的預(yù)測以及聚合過程的模擬與優(yōu)化的方法。

本書按聚合反應(yīng)機(jī)理來進(jìn)行組織，為了讀者學(xué)習(xí)的方便，在第2章增加了Aspen Plus軟件使用指南；第3章對(duì)流程模擬中聚合物的數(shù)字表示方法進(jìn)行了說明，定義了一系列聚合物的結(jié)構(gòu)屬性，并用一個(gè)簡單的實(shí)例說明了Polymer Plus建模的基本方法和步驟；第4章對(duì)Polymer Plus中內(nèi)置的自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并用聚苯乙烯的例子加以說明；第5章對(duì)離子聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模進(jìn)行了介紹，以SBS為例介紹了間歇聚合過程的模擬；第6章對(duì)Ziegler-Natta聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了介紹，并以乙烯/聚乙烯的相平衡參數(shù)求取為例，說明了參數(shù)估計(jì)方法；以LLDPE的聚合過程為例，詳細(xì)說明了Zie-gler-Natta聚合過程中多活性中心的建模方法。此外，還簡單介紹了聚合物最終性質(zhì)——熔融指數(shù)的預(yù)測方法；第7章對(duì)逐步聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模進(jìn)行了簡單介紹，并詳細(xì)解析了Pol-ymer Plus中逐步聚合建模的步驟和內(nèi)在的化學(xué)原理。并以聚酯生產(chǎn)的簡化模型為例進(jìn)行了說明。在建模中，對(duì)相平衡計(jì)算的活度系數(shù)模型進(jìn)行了簡單介紹，最后再次對(duì)特性黏度、熔融指數(shù)的預(yù)測進(jìn)行了說明。

本書由北京石油化工學(xué)院顧凱、黃繼紅編寫。筆者在Polymer Plus的學(xué)習(xí)中得到了美國弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)化工系劉裔安教授的指導(dǎo)。在學(xué)習(xí)和教學(xué)及工業(yè)實(shí)踐中，得到了中國石油化工有限公司科技開發(fā)部、燕山仿真培訓(xùn)中心和石化盈科信息技術(shù)有限公司的支持，在此表示感謝！

限于筆者業(yè)務(wù)活動(dòng)范圍和學(xué)識(shí)水平，書中必有許多不盡如人意之處，誤漏之處在所難免，敬請讀者不吝賜教和指正。2100433B