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1、新疆农业大学 博士学位论文 东南沿海地区水资源优化配置模型及其应用研究 姓名：岳春芳 申请学位级别：博士 专业：水利水电工程 指导教师：侍克斌 20040601 摘 要 水资源优化配置是水资源系统一个非常重要的研究领域我国在对北方缺水地区的 水资源优化配置方面做了大量的工作取得了丰硕的成果然而近年来处于我国经济 发展前沿的东南沿海地区由于咸潮导致水质恶化水资源的开发利用中对水质保护重 视不够造成的水环境污染破坏以及水资源的浪费造成了有水不能用的尴尬局面不 但不利于地区的经济持续发展也必然影响全国水资源的优化配置因此迫切需要着 力研究和解决新时期东南沿海地区水资源的开发利用配置节约保护与治理等问
2、 题加强水资源统一综合规划联合调度科学管理和高效利用确保实现社会经济 环境和资源的可持续发展本文针对东南沿海地区的供水安全问题建立了原水纯 净水耦合配置的水资源优化模型并以珠海市为例对该市的水资源进行优化配置 全文共分为八章第一章论述了我国水资源的基本状况存在的问题水资源优化 配置模型研究的发展状况和发展前景以及论文的研究内容和创新点第二章论述了水 资源合理配置的基本概念主要任务和研究方法基本原则及指标水资源短缺类型 研究了各种类型水资源短缺的模糊识别方法并对珠海市的水资源短缺类型进行模糊识 别第三章在分析东南沿海地区枯季咸潮时盐度的主要影响因素的基础上利用人工神 经网络建立了咸潮预报模型为获
3、取枯季河网地区的可供水量提供了一种切实可行的 方法并且对珠海市枯季咸潮进行预报从而掌握了珠海市枯季河道可供水量第四章 根据东南沿海地区的用水特点以及实施分质供水的要求建立了原水纯净水耦合 配置模型 模型中运用了水库和泵站群的联合优化调度 以及其与自来水厂供水的耦合 并对某一区域的水库泵站进行了优化调度运算第五章论述了动态模拟模型的基本概 念供需分析思路水资源配置模式在此基础上建立了东南沿海地区的水资源供需平 衡动态模拟模型第六章探讨了权重的理论与方法建立了水资源优化配置方案的评价 指标体系提出利用模糊优选理论对水资源优化配置方案进行评价第七章以水资源合 理配置理论为基础利用优化配置模型以及模糊
4、优选理论对珠海市的水资源优化配置 问题进行了实例研究第八章根据所做的工作得出了相关结论提出了建议 关键词水资源优化配置模型东南沿海地区 The Model and Application Study of Water Resources Optimum Allocation in Southeast Coastal Area Yue Chunfang (Water Conservancy and Hydroelectric Engineering) Supervised by Professor Shi Kebin Abstract: Water resources optimum alloc
5、ation is a significant research field in water resources systems and lots of achievements have been made in north China. Because of upper reaches of saltwater worsening water quality, neglecting water quality protection during water resources utilization and wasting water resources, an embarrassing
6、situation that a lot of water can not be used is caused rescently in the economy developmented area of our countrysoutheast coastal area. So, in order to quarantee the sustainable development of our society, economy, enviroment and resources, there is an urgent demand for studying and solving the pr
7、oblem of exploiting, allocatig, saving, protecting and regulating water resources in southeast coastal area, strengthening water resources planning, allying dispatch, sciential management and high efficiency utilization. Aiming at safety problem of supplying water in southeast coastal area, a model
8、of original and purifying water coupling allocation is set up in this paper. A case in Zhuhai city, its water resources is been optimum allcated. The paper is composed of eight chapters. Chapter 1, the research background, main research contents and new ideas are included. Chapter 2, the foundation
9、of water resources optimum allocation is studied including essential concepts, main tasks and methods, principles and index, water resources deficient type and its fuzzy discerning method. Chapter 3, on the basis of analyzing main influence factors of salt degree in southeast coastal area during dry
10、 season, a saltwater prediction model is set up by using artificial neural network. Chapter 4, according to water supplying characters in southeast coastal area, a model of original and purifying water coupling allocation is set up. Chapter 5, the dynamic simulating model is discussed including its
11、essential concepts, demand and supply water analyzing, and water resources allocation pattern, etc. Chapter 6, determining weights method is discussed, evaluating index system is set up and water resources optimum allocation plan is evaluated by using fuzzy optimum theory. Chapter 7, the theory and
12、application of water resources optimum allocation is studied in Zhuhai city. Chapter 8, main conclusions are drawn and some problems to be further studied are discussed. Key words: water resources; optimum allocation; model; southeast coastal area 1 第一章 综 述 1 . 1 引言 水是生命的摇篮它是人类赖以生存的宝贵资源也是重要的动力资源水资源通
13、 常是指淡水资源 它维系着整个生物圈中生态系统的平衡及运动 保障人类生存和社会 经济发展是无法替代的重要资源地球 70%的面积覆盖着水地球上水的总蕴藏量 为 1.391018m3但是其中 97.5%都是无法利用的咸水而余下的 2.5%的淡水中又有 68.7%冻结在南极和格林兰的冰盖中其余大部分是埋藏于地下深处的深层地下水占 30.1%这部分淡水不宜开采供人类使用易于开采供人类使用的淡水仅占世界淡水资 源的 0.266%即江河湖泊水库以及较易开采的浅层地下水其总量约为 93 万亿 m3所以地球上的水资源是十分紧缺而珍贵的水资源的紧缺问题越来越引起世界 的关注据联合国预测3到 2025 年全球 2
14、/3 的人口将面临缺水的威胁并严重制 约着下个世纪经济和社会发展世界银行副行长萨拉杰丁预言下个世纪的战争将是 由于水而不是由于石油或政治引起的这向人们警示水资源正面临着世界性危机 1996 年 5 月在纽约召开的第三届自然资源委员会上由联合国开发支持和管理 服务部(United Nations Department of Development Support and Management (Service UN DDSMS)提出的统计分析中4对占世界总人口 98.83%的 153 个国家分别根据人均占 有水资源量人均国民经济总产值人均取(用)水量等指标进行了综合分析将 153 个 国家分成四
15、类第一类国家为水资源丰富国有 100 个国家人口 19.31757 亿占世 界总人口的 34.19%第二类为水资源脆弱国有 17 个国家人口 19.06366 亿占世 界总人口的 33.74%第三类为水资源紧缺国有 17 个国家人口 14.49022 亿占世 界总人口的 25.65%第四类为水资源贫乏国有 19 个国家人口 3.62371 亿占世界 人口的 6.41%我国属于第二类国家 我国水资源总量并不少但人均和亩均水量却不丰富5我国水资源总量为 28124 亿 m3其中河川径流量为 27115 亿 m3仅次于巴西前苏联加拿大美国和印度尼 西亚五国居世界第 6 位但我国人均水资源量如按 19
16、98 年 12.48 亿人口计算只有 2251m3约为世界人均水资源量的四分之一亩均水资源量也只有 1770m3相当于世 界平均水平的三分之二左右我国水资源的地区(空间)分布很不均匀与耕地人口的 地区分布也不相适应 水土资源组合不合理 我国长江以南地区水资源总量占全国总量 的 81%人口数占全国的 54.7%耕地面积却只占全国的 35.9%而北方四区水资源总 量只占全国总量的 14.4%耕地面积却占全国的 58.3%同时我国降水量南北分布严重 不均水量年内及年际变化大水旱灾害频繁由于我国位于东亚季风区降水和径流 的年内分配很不均匀 枯水年和丰水年交替出现 平均约每三年发生一次较严重的水旱 灾害另外我国土地面积广各地气候不一有些地方常年干旱有些地方洪涝成灾 如我国北方气候相对干旱旱地较多土壤偏砂性地下水位低降雨多集中在夏季 2 于是造成这些地区长期供水不足并且这已成为该地区农业生产发展的主要限制因素 而我国南方地区降雨丰沛地下水位相对较高降雨时间又相对较长极易造成该地区 的洪涝之灾 不仅会造成大量的水资源的浪费 对农业生产的发展也带来了严重的损害 水资源短缺也制
