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《武汉大学》 2013年
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水资源势调配预警理论方法及应用

肖淳  
【摘要】:随着社会经济的快速发展,水资源供需矛盾日益突出,“人口、资源与生态环境”已经成为人类21世纪共同关心的重大问题。匮乏的水资源不仅制约了社会经济的快速发展,同时也导致了水生态环境的不断恶化。对于一定区域来说,水资源合理调配是解决上述问题的有效途径之一。水资源调配利用涉及到多个学科及多个层面,是一个非常庞大的复杂系统工程问题,采取何种有效的研究理论和方法是当前的研究难点之一。本文通过引入场的概念建立了水资源场理论,并广泛借鉴可持续发展、水资源系统分析等理论方法以及前人研究成果,提出了从整体上表征水质水量属性的水资源势的概念以及水资源场理论,建立了水资源势调配预警理论与方法体系,具有重要的理论及现实意义。研究的主要内容如下: 第1章绪论,阐述了论文的选题背景与研究意义,系统总结了国内外关于水资源优化配置、水资源承载能力、水资源可持续利用预警、场论等方面的研究动态和发展趋势,提出了全文的主要研究内容和技术路线。 第2章首次提出了水资源场的概念,进而提出了水资源势、水资源供给势、水资源需求势、水资源净势差等一系列新概念,并对相关概念的内涵进行了讨论,构建了水资源势函数,建立了水资源场基础理论体系。 第3章在论述水资源势调配内涵的基础上,提出了基于控制论的水资源势调配机理;基于多目标建模原理,建立了基于经济、社会和生态环境效益目标的度量模型,并加入了区域发展协调度约束,建立了水资源势调配整体模型,并结合多目标分解协调遗传算法对模型进行了求解;基于水资源势调配的协同机理特性,建立了水资源势调配方案的有序度评价模型。 第4章全面系统地分析了水资源势承载能力的概念与内涵,并讨论了水资源势承载能力的特性,提出了水资源势承载能力判定指标,包括水资源承载指标P承、水资源压力指标P压以及水资源承载压力度PP。 第5章系统描述了水资源势可持续利用预警的概念、原理和程序,结合水资源复合系统的特点,提出了水资源势可持续利用的预警指标,建立了水资源势可持续利用指标体系;结合相关标准确定了预警指标的合理警限,并提出了基于模糊优选和投影寻踪混沌优化方法的水资源势可持续利用预警模型。 第6章选择府环河流域供水区为典型区域,建立了该地区水资源势调配整体模型,并通过模型参数率定、模型求解,得到了不同情景下的水资源势调配方案,并对调配方案进行了系统有序度评价。在对配置方案进行分析的基础上,进一步分析了该地区水资源势承载能力,并预测了该地区未来水资源可持续利用的状况,提出了相关结论和建议,论证了本文提出的水资源势调配预警理论与方法的可行性和有效性。 最后,第7章对全文研究内容与成果进行了总结分析,并指出了有待进一步深入研究的问题。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TV213.4

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