中小流域水资源可持续开发利用规划的理论与模型研究--无定河流域水资源可持续开发利用规划实例

【摘要】：我国是一个水旱灾害频繁，水资源时空分布极不均衡，人均水资源贫乏，且面临水资源 短缺、水质污染、环境恶化等许多水问题挑战的国家。因此，寻找区域水资源可持续开发利 用的方法，使整个国民经济协调、快速、稳定发展，己被社会特别是学术界所关注。 本文从中小流域入手，结合无定河流域实例，以可持续发展思想为指导，以系统工程理 论为依据，对区域水资源与整个国民经济协调发展的规划理论和方法进行较为系统的研究。 通过研究过去、分析现状，预测未来，确定发展目标，建立数学模型，采用模拟技术，提出 区域水资源可持续开发利用规划方案；同时结合可持续发展测度指标体系的研究，对规划方 案进行优选，最终提出包括水资源开发利用、污水处理、环境保护在内的中小流域水资源可 持续开发利用规划推荐方案。其主要研究成果如下： (1)分析了水资源系统的新涵义，指出水资源系统中水资源开发利用与经济发展的 关系及其系统的特点，从生态环境、社会、经济角度出发研究了如何使水资源得到合理的开 发利用，从而寻求最适合的经济发展速度，达到水资源的供需平衡；根据水资源规划与管理 的多目标特点，提出并建立了扩展的多目标动态规划模型，此模型以水资源规划为核心，加 入了水资源需求、水环境容量、生态需水量、水环境及废污水制等局部模型，组成宏观经 济、水资源系统，并建立模型间的交互关系，采用以大系统分解协调子系统的全局观点，局 部服从整体，最终寻求水资源合理开发的完整方案，并采用定性与定量研究相结合、人—— 机结合、动态模拟的方法，解诀大规模复杂系统规划问题； （2）采用多种模型和方法预测了无定河流域社会经济各部门用水变化、河道生态需 水量，确定了无定河流域水资源开发规模，并在此基础上进行了水资源供需平衡分析； （3）根据无定河流域未来30年的需水预测，通过模型求解得到了无定河流域新建、 扩建水利工程的主要技术参数及建设排序，为无定河流域可持续发展提供了科学对策； （4）在河道水环境容量的基础上，首次在流域中考虑了水环境容量的影响， 提出了排放口最优化及排放口最优化与增大水库调节流量相结合两种方案，得到两种方案下 污水处理厂规模及年处理费用，丰富了流域规划研究的内容； （5）在流域规划中通过水库群的联合调度，保证了无定河流域各月的出境水量，避 免河道出现断流的情况，提高河流的生态环境功能； 一 1 西安理工大学博士学位论文 一 历）根据无定河流域的实际状况，以可持续发展为指导思想，首次提出和建立了无 定河流域可持续发展的水资源溅u测度指标体系和指标评价模型，并对无定河流域未来各个 水平年可持续性进行了删，从而论证了本文得出的无定河流域水资源溅u满足可持续性， 可供有关部门决策参考。