收藏本站
《华北电力大学(北京)》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二型模糊分析法用于水文模拟与水资源配置

王春晓  
【摘要】:人口的持续增长以及工业化进程的加快带来了水资源需求的不断上升,水资源供需矛盾突出,导致了一系列生态环境问题。如何将水资源系统特征及其内在联系抽象到数学模型中,定量表征水资源系统中存在的复杂不确定性信息,是实现水资源优化配置的关键问题。因此,本文在辨识水资源系统复杂性的基础上,引入二型模糊集表征系统中存在的双重模糊信息,开发一系列二型模糊方法应用于水资源管理。具体包括:(1)二型模糊抽样模拟方法。该方法整合了SLURP模型与二型模糊抽样方法,能够有效处理模型中存在的模糊隶属度不确定问题。选取开都河流为研究区域,建立分布式流域水文模型,不仅验证了SLURP模型在开都河流域的适应性,而且对参数敏感性进行了定性分析。(2)二型模糊方差分析方法。该方法在二型模糊抽样模拟方法的基础上引入方差分析技术,不仅能够有效模拟开都河流域水文过程,而且能够定量分析多参数不确定性及其交互效应对模拟输出的影响。方法应用到开都河流域水文模拟,量化分析了SLURP模型中浅层土壤截留常数,浅层土壤最大持水量,深层地下水截留常数和降水系数四个参数对径流量峰值和均值的影响,识别了显著性因子,有助于提高模型率定效率。(3)二型模糊概率配点法。通过引入二型模糊随机变量,耦合多项式混沌展开和概率配点法,该方法能够有效处理模型参数获取过程中存在的模糊和随机信息,并在一定程度上提高了计算效率。方法应用到开都河流域降雨融雪混合产流过程模拟中,量化分析了参数不确定性对不同季节径流量的影响,探究了径流量随融雪过程的变化情况。(4)二型模糊区间优化方法。该方法通过在二型模糊集中插入普通模糊集进行降型,能够有效处理灌区水资源配置过程中存在的二型模糊区间信息,避免了过于简化带来的信息丢失。以漳卫南流域灌区为例,建立了基于二型模糊区间优化的地表水地下水联合配置模型,得到了不同地下水用水情景下水资源分配方案。结果有利于控制地下水水位,缓解地下水超采带来的生态环境问题。(5)二型模糊区间随机优化方法。该方法整合了EKM降型算法、机会约束优化方法和模糊可能性优化方法,不仅能够处理约束条件和目标函数中存在的双重模糊问题,而且能够处理约束右手边存在的二型模糊随机变量。综合考虑区域可用水资源量、用户需水量以及可用耕地面积等因素,建立了基于二型模糊区间随机优化的漳卫南流域灌区水资源配置模型,得到了不同允许违约水平下作物灌溉面积和水资源分配方案,权衡了系统风险和经济收益之间的关系。(6)二型模糊随机因子分析方法。该方法在二型模糊优化和随机优化方法的基础上耦合田口实验设计,不仅能够反映系统中可能存在的风险损失,而且能够量化不确定参数及其交互效应对决策方案的影响。方法应用到漳卫南流域灌区水资源管理中,量化分析了输水系数、输水成本和可用水量对系统收益、总灌溉面积、地下水分配量和地表水分配量的影响,有助于农业种植结构的优化调整。本文通过引入二型模糊参数、二型模糊区间数和二型模糊随机变量,拓展了水文水资源管理中不确定性的表征形式,开发了一系列二型模糊方法,建立了开都河流域分布式水文模型,揭示了不确定参数以及参数交互作用对模型输出的影响,对探究流域水文过程具有重要意义;构建了基于二型模糊优化的灌区水资源优化配置模型,揭示了灌区水资源配置与社会经济发展以及生态环境保护之间的互动联系,分析了系统可能存在的缺水风险以及不同地下水使用量可能带来的社会经济效益,平衡了有限水量、粮食生产、地下水开采和生态环境保护之间的矛盾,有助于提高水资源利用效率,建立和完善水资源安全保障体系。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P334;TV213.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭克伦;梁国华;何斌;;基于API水文模型的动态临界雨量山洪预警方法及应用[J];水电能源科学;2016年12期
2 张帆;郭萍;李茉;;基于双区间两阶段随机规划的黑河中游主要农作物种植结构优化[J];中国农业大学学报;2016年11期
3 粟晓玲;宋悦;刘俊民;党永仁;田智;;耦合地下水模拟的渠井灌区水资源时空优化配置[J];农业工程学报;2016年13期
4 李晨洋;张志鑫;;基于区间两阶段模糊随机模型的灌区多水源优化配置[J];农业工程学报;2016年12期
5 蒋南杰;权开兄;李成英;;柴达木盆地鱼卡水源地地下水数值模型建立与预测[J];青海大学学报(自然科学版);2016年03期
6 贺颖庆;任立良;李彬权;;基于IBUNE方法的水文模型不确定性分析[J];水文;2016年02期
7 付强;李佳鸿;刘东;李天霄;;考虑风险价值的不确定性水资源优化配置[J];农业工程学报;2016年07期
8 王艳红;;岳城水库供水管理中存在的问题与对策[J];水利经济;2016年02期
9 岳国峰;付强;赵可;李天霄;;基于区间规划水权交易模型研究[J];东北农业大学学报;2016年03期
10 杨改强;郭萍;李睿环;李茉;;基于排队理论的灌区渠系地表水及地下水优化配置模型[J];农业工程学报;2016年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 贾仰文;;WEP模型的开发与分布式流域水循环模拟[A];中国水利学会2003学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柏玲;气候变化对天山南坡典型流域径流过程的影响[D];华东师范大学;2016年
2 付殿峥;不确定性优化技术在区域资源能源配置系统中的应用研究[D];华北电力大学;2015年
3 周雅;改进型模糊规划方法及城市能源系统管理[D];华北电力大学;2015年
4 段凯;气候变化影响下的流域干旱评估研究[D];武汉大学;2014年
5 韩京成;不确定性水文模拟与流域管理模型研究[D];华北电力大学;2014年
6 李科;气候变化对美国麻州水资源系统供水量影响风险评价研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
7 索梅芹;基于存储论的区域资源优化方法研究[D];华北电力大学;2013年
8 史晓亮;基于SWAT模型的滦河流域分布式水文模拟与干旱评价方法研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年
9 李明亮;基于贝叶斯统计的水文模型不确定性研究[D];清华大学;2012年
10 龚伟;基于信息熵和互信息的流域水文模型不确定性分析[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪波;气候变化和人类活动对开都河源区径流的影响[D];新疆大学;2015年
2 张玉娜;基于SWAT模型的干旱区内陆河流域水资源敏感性分析[D];新疆大学;2014年
3 王志忠;通辽市灌溉水有效利用系数测算分析[D];吉林大学;2014年
4 张春红;基于层次分析法对岳城水库脆弱性的分析与评价[D];河北工程大学;2014年
5 韩鑫;GIS支持下开都河流域水文特征定量分析[D];四川师范大学;2014年
6 许杰玉;优化模拟模型在流域管理中的应用研究[D];华北电力大学;2013年
7 李晓雁;基于SWAT模型的香溪河流域农业水资源规划研究[D];华北电力大学;2013年
8 李其梁;淮沂水系洪泽湖与骆马湖水资源联合优化调度研究[D];天津大学;2012年
9 赵晓剑;水资源短缺风险综合评价[D];山东大学;2012年
10 罗文映;自然灾害因素对中国农民收入影响的实证研究[D];陕西师范大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 操信春;任杰;吴梦洋;郭相平;王卫光;;基于水足迹的中国农业用水效果评价[J];农业工程学报;2018年05期
2 王航;郭萍;张帆;;基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究[J];中国农业大学学报;2018年02期
3 张永雷;许玉凤;潘网生;;地表水地下水联合耦合模拟进展[J];现代农业科技;2017年24期
4 熊威;王姣;胡强;万小强;唐少龙;;山洪灾害临界雨量确定方法研究[J];江西水利科技;2017年06期
5 王立明;徐宁;高金强;;基于干旱河道生态修复的岳城水库生态调度[J];水资源保护;2017年06期
6 李晨洋;于伟铭;陈正锐;曹梦珂;郭婷婷;;考虑生态的灌区水资源区间两阶段随机规划模型建立与应用[J];农业工程学报;2017年21期
7 杜秀;;灌区水资源优化配置决策支持系统[J];水资源开发与管理;2017年10期
8 邓灵稚;杨振华;苏维词;;贵州喀斯特地区农作物种植结构优化对策[J];经济地理;2017年09期
9 付正辉;陆文涛;赵颢瑾;郭怀成;;水环境约束下区域适度人口研究[J];北京大学学报(自然科学版);2018年01期
10 付强;肖圆圆;崔嵩;刘东;李天霄;;基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置[J];农业机械学报;2017年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱悦璐;水文模型模拟的不确定性研究[D];西安理工大学;2017年
2 李茉;基于不确定性分析的农业水土资源多尺度优化配置方法与模型研究[D];中国农业大学;2017年
3 张俊龙;随机方法应用于水文过程分析与水质管理[D];华北电力大学(北京);2017年
4 王春晓;二型模糊分析法用于水文模拟与水资源配置[D];华北电力大学(北京);2017年
5 刘静;多重不确定性条件下流域水质管理与水资源配置[D];华北电力大学(北京);2017年
6 杨志远;气候变化和LUCC对黑土区典型流域干旱影响的定量评价[D];哈尔滨师范大学;2017年
7 尹军;流域干旱还原理论与方法研究[D];中国水利水电科学研究院;2017年
8 张灵;桑干河上游流域径流泥沙对气候要素与土地利用变化的响应研究[D];中国地质大学(北京);2017年
9 周如瑞;并联水库群防洪预报调度方式及其风险分析研究[D];大连理工大学;2017年
10 卢亚静;高寒地区水土资源相互作用机制与联合调控[D];中国水利水电科学研究院;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 施国健;农作物废弃物(花生壳、甘蔗渣)对水中苯胺的吸附性研究[D];苏州科技大学;2017年
2 刘媛;N银行南京X支行个人理财业务服务质量提升研究[D];南京航空航天大学;2017年
3 乔萌萌;苏州市水资源脆弱性研究[D];苏州科技大学;2017年
4 段祥佩;基于SWAT模型气候与土地利用变化的产流产沙模拟研究[D];重庆师范大学;2017年
5 陈婷婷;反洗水组分对N0M超滤膜污染机理的研究[D];天津工业大学;2017年
6 蔡敏;抗干扰质子旋进磁力仪的研制[D];吉林大学;2016年
7 张飞跃;多模式对南亚大河流域气温降水模拟评估及预估不确定性研究[D];南京信息工程大学;2016年
8 魏子涵;井灌区不同灌溉方式的灌溉水利用效率评估与对玉米生长的影响[D];内蒙古农业大学;2016年
9 魏秋蕊;大连市水资源短缺风险评价研究[D];辽宁师范大学;2016年
10 冯晓青;华北隐伏型煤田松散承压含水层下开采顶板突水预测与防治技术研究[D];合肥工业大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付强;刘银凤;刘东;李天霄;刘巍;Amgad Osman;;基于区间多阶段随机规划模型的灌区多水源优化配置[J];农业工程学报;2016年01期
2 王丽珍;黄跃飞;王光谦;赵建世;;巴彦淖尔市水市场水权交易模型研究[J];水力发电学报;2015年06期
3 邢贞相;闫丹丹;刘美鑫;付强;李映辉;;三江平原近60年降水量时空变异特征分析[J];农业机械学报;2015年11期
4 齐学斌;黄仲冬;乔冬梅;张现超;李平;Mathiasn N Andersen;;灌区水资源合理配置研究进展[J];水科学进展;2015年02期
5 李朦;解建仓;杨柳;汪妮;朱记伟;;基于蚁群-粒子群混合算法的水资源优化配置研究[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2015年01期
6 程居富;郭萍;李茉;;双区间规划在单一作物水资源优化配置中的应用[J];节水灌溉;2014年12期
7 李萍;魏晓妹;降亚楠;冯东溥;;关中平原渠井双灌区地下水循环对环境变化的响应[J];农业工程学报;2014年18期
8 莫淑红;段海妮;沈冰;韩海军;聂思雨;;考虑不确定性的区间多阶段随机规划模型研究[J];水利学报;2014年12期
9 刘年磊;蒋洪强;吴文俊;;基于不确定性的水资源优化配置模型及其实证研究[J];中国环境科学;2014年06期
10 胡怀亮;秦克丽;张国岑;;河南省水井工程布局合理性研究[J];灌溉排水学报;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 童凯亮;炼油与生物燃料供应链优化及不确定性研究[D];浙江大学;2014年
2 祝颖;综合全无限规划方法应用于能源系统管理[D];华北电力大学;2014年
3 刘祖涵;塔里木河流域气候—水文过程的复杂性与非线性研究[D];华东师范大学;2014年
4 田烨;气候变化对极端径流影响评估中的不确定性研究[D];浙江大学;2013年
5 刘航;中国清洁发展机制与碳交易市场框架设计研究[D];中国地质大学;2013年
6 董磊华;考虑气候模式影响的径流模拟不确定性分析[D];武汉大学;2013年
7 李奇虎;西北干旱区气候变化及其对水文过程的影响[D];华东师范大学;2012年
8 黄建;煤炭清单与减排政策研究[D];复旦大学;2012年
9 高新宇;北京市可再生能源综合规划模型与政策研究[D];北京工业大学;2011年
10 曹明飞;能源与环境系统规划的不确定性及风险分析[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张家凤;开都河—孔雀河流域水资源优化配置研究[D];新疆农业大学;2012年
2 王莉;基于SWAT模型的气候变化对水资源影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
3 胡雅杰;基于SWAT模型的环江流域径流模拟研究[D];兰州大学;2012年
4 邹悦;基于SWAT模型的疏勒河中游径流模拟研究[D];西北师范大学;2012年
5 杨军军;基于SWAT模型的湟水流域径流模拟研究[D];青海师范大学;2012年
6 张海亮;基于AE和ArcGIS Server的煤矿安全管理系统的应用研究[D];西安科技大学;2011年
7 邢慧娟;基于AE的莱西矿政经济数据查询统计功能的程序实现[D];中国地质大学(北京);2011年
8 黄典;基于Aster G-DEM的金沙江白鹤滩河段河谷地貌特征研究[D];南京大学;2011年
9 杨迎宾;基于DEM的黄土丘陵区分布式小流域产流产沙模型的研究[D];重庆交通大学;2011年
10 曾超;GIS支持下岷江上游水文特征定量分析[D];四川师范大学;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026