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杨凌示范区水资源优化配置研究

作　者: 雷霄
导　师: 魏晓妹
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水资源利用与管理
关键词: 水资源优化配置多目标 MATLAB 杨凌示范区
分类号: TV213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水是生命的源泉,是影响社会发展和人类进步的不可缺少的自然资源,是生态环境系统中最活跃和影响最广泛的因素,水资源的可持续利用对于区域社会经济的可持续发展和区域生态环境安全都具有十分重要的意义。杨凌示范区作为全国惟一的农业高新产业示范区,区内水资源供需矛盾突出,水污染日趋严重,日益显现的水资源问题将会对杨凌示范区的发展产生着制约作用。因此,进行区域水资源优化配置研究对解决该区水资源供需矛盾,促进水资源的可持续利用有重要作用。本文在对杨凌示范区水资源及开发利用现状分析的基础上,构建了区域水资源优化配置模型,对该区的水资源进行了优化配置。取得如下主要研究成果:1.在杨凌示范区水资源开发利用现状分析的基础上,根据现状年(2005年)的基础资料,遵循可持续发展的原则,预测了未来规划水平年(2010年、2020年和2030年)的供需水量,进行了区域供需水量平衡分析,揭示了水资源供需矛盾。2.采取经济与生态相协调的配水方案,应用基于目标逼近法的系统总体优化求解方法,构建了以经济、社会和环境的综合效益最大为目标的区域水资源优化配置模型,探讨了模型参数的确定方法,借助MATLAB软件编制了计算机求解程序。水资源优化配置结果表明:(1)杨凌示范区在2010年与2020年的供需水量基本达到平衡,经过优化配置后,生活用水和环境用水完全能够满足,农业灌溉用水和工业用水存在少量的缺口,但都在模型的承受范围之内。2030年杨凌示范区缺水部门主要是工业部门,在50%和75%保证率下,工业缺水率高达53%,总缺水率为39%,属重度缺水;2020年各部门配水量是在模型追求最优情况下的解,它与各部门用水上限有一定的差距,造成缺水。(2)在规划水平年2010年,保证率由50%提高到75%时,杨凌示范区供水净效益减少,缺水量也减少,但COD排放量增加;在同一保证率下,与2010年相比2020年供水净效益增加,缺水量减少,但COD排放量增加。这表明:某一目标的改善(如总净效益增加,总缺水量减少),是以牺牲其它目标的利益(如COD排放增加)为代价,这体现了三个目标之间是相互矛盾、相互制约的特点,符合多目标优化的规律。3.结合杨凌示范区的用水现状、规划水平年的水资源优化配置方案以及对配置结果的分析,从工程措施和管理措施两个方面提出了实现杨凌示范区水资源优化配置的保障措施。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-18
  1.1 选题背景与研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-13
    1.2.3 存在的问题及研究趋势  13-15
  1.3 研究内容与方法  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15-16
    1.3.2 研究方法及技术路线  16-17
  1.4 小结  17-18
第二章杨凌示范区概况  18-27
  2.1 自然地理条件  18-21
    2.1.1 地理位置  18
    2.1.2 地形地貌  18-19
    2.1.3 气候条件  19
    2.1.4 河流水系  19-21
  2.2 社会经济状况  21-24
    2.2.1 概述  21
    2.2.2 农业  21-22
    2.2.3 工业  22-23
    2.2.4 经济发展与产业结构  23-24
  2.3 水资源概况  24-26
    2.3.1 地表水资源量  24-25
    2.3.2 地下水资源量  25
    2.3.3 水资源总量  25
    2.3.4 水资源质量  25-26
  2.4 小结  26-27
第三章水资源开发利用现状分析  27-32
  3.1 现状水利设施  27-28
  3.2 供用水现状  28-29
    3.2.1 供水现状  28
    3.2.2 用水现状  28-29
  3.3 现状用水水平及效率分析  29
  3.4 水资源开发利用程度  29-30
  3.5 水资源开发利用中存在的问题  30-31
  3.6 小结  31-32
第四章供需水预测及供需水量平衡分析  32-47
  4.1 需水量预测  32-40
    4.1.1 需水预测的原则与方法  32-34
    4.1.3 工业需水预测  34-36
    4.1.4 生活需水预测  36-39
    4.1.5 生态环境需水预测  39
    4.1.6 总需水量预测  39-40
  4.2 可供水量预测  40-45
    4.2.1 现状年可供水量  40-41
    4.2.2 水资源开发利用规划  41-42
    4.2.3 可供水量预测  42-45
  4.3 供需水量平衡分析  45-46
    4.3.1 一次平衡分析  45-46
    4.3.2 二次平衡分析  46
  4.4 小结  46-47
第五章水资源优化配置  47-71
  5.1 水资源优化配置的内涵  47-48
  5.2 水资源优化配置的基本原则  48-49
  5.3 水资源优化配置的目标  49-50
  5.4 水资源优化配置模型  50-59
    5.4.1 水源与用户组成  50-51
    5.4.2 目标函数  51-52
    5.4.3 约束条件  52
    5.4.4 总体模型  52-53
    5.4.5 模型参数确定  53-57
    5.4.6 模型的求解思路与方法  57-59
  5.5 模型的求解  59-68
    5.5.1 各分目标求解  59-60
    5.5.2 大系统总体优化  60-61
    5.5.3 水资源优化配置成果  61
    5.5.4 水资源优化配置成果分析  61-68
  5.6 水资源优化配置的保障措施  68-69
  5.7 小结  69-71
第六章总结与展望  71-73
  6.1 总结  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
作者简介  77

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