第四水資源規(guī)劃的原理與方法

第四水資源規(guī)劃的原理與方法第四水資源規(guī)劃的原理與方法3第一節(jié)水資源規(guī)劃得概述一、水資源規(guī)劃得概念就就是以水資源利用、調(diào)配為對(duì)象,在一定區(qū)域內(nèi)為開發(fā)水資源、防治水患、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高水資源綜合利用效益而制定得總體措施計(jì)劃與安排。主要內(nèi)容包括:水資源量與質(zhì)得計(jì)算與評(píng)估;水資源功能得劃分與協(xié)調(diào);水資源得供需平衡與水量科學(xué)分配;水資源保護(hù)與災(zāi)害防治規(guī)劃;相應(yīng)得水利工程規(guī)劃方案設(shè)計(jì)及論證。4二、水資源規(guī)劃得類型(一)流域水資源規(guī)劃對(duì)象:整個(gè)江河流域內(nèi)容:防洪、灌溉、排澇、發(fā)電、航運(yùn)、供水、養(yǎng)殖、旅游、水環(huán)境保護(hù)、水土保持等。第一節(jié)水資源規(guī)劃得概述(二)跨流域水資源規(guī)劃對(duì)象:一個(gè)以上江河流域內(nèi)容:社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響、生態(tài)環(huán)境影響、可持續(xù)性。5二、水資源規(guī)劃得類型(三)地區(qū)水資源規(guī)劃對(duì)象:行政區(qū)、經(jīng)濟(jì)區(qū)、工程影響區(qū)內(nèi)容:防洪、灌溉、排澇、發(fā)電、航運(yùn)、供水、養(yǎng)殖、旅游、水環(huán)境保護(hù)、水土保持等(側(cè)重點(diǎn))。第一節(jié)水資源規(guī)劃得概述(四)專門水資源規(guī)劃對(duì)象:某一專門任務(wù)、某一行業(yè)內(nèi)容:防洪、水力發(fā)電、灌溉、城市供水、水資源保護(hù)、航運(yùn)及重大水利工程規(guī)劃。6三、水資源規(guī)劃得指導(dǎo)思想與原則(一)指導(dǎo)思想水量平衡;水土平衡;水鹽平衡;水沙平衡;水污染與治理平衡;水投資來源與分配得平衡。第一節(jié)水資源規(guī)劃得概述水土資源匹配問題;重要礦產(chǎn)資源、文物淹沒問題;林草地用水、生態(tài)環(huán)境持續(xù)問題。7三、水資源規(guī)劃得指導(dǎo)思想與原則(二)規(guī)劃應(yīng)遵循得基本原則社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)兼顧得原則;以水資源合理配置為中心原則;按社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律辦事得原則;節(jié)流與開源并舉得原則;實(shí)事求就是、量力而行得原則;指導(dǎo)思想全面轉(zhuǎn)變得原則。第一節(jié)水資源規(guī)劃得概述8一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)水資源規(guī)劃、方法論、三個(gè)層次:哲學(xué)層次(解決基本價(jià)值觀問題)經(jīng)濟(jì)學(xué)層次工程學(xué)層次第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟9一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(一)水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)水文學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟10一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(一)水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟11一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(一)水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)工程學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟12一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(一)水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜14一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(一)水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟15一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(二)水資源規(guī)劃方法要點(diǎn)以發(fā)展過程中得水資源演變?yōu)槌霭l(fā)點(diǎn)以流域?yàn)閷?duì)象得整體研究以水循環(huán)為基礎(chǔ)得現(xiàn)狀整體評(píng)價(jià)以水資源合理配置為中心得總體規(guī)劃模型體系水資源合理配置得多層次多目標(biāo)群決策方法第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟16一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(二)水資源規(guī)劃方法要點(diǎn)基于環(huán)境與生態(tài)需水得水資源可利用量確定基于邊際成本代替得工程可供水量分析數(shù)學(xué)模型與水資源管理信息系統(tǒng)數(shù)字化流域建設(shè)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟17一、水資源規(guī)劃得科學(xué)基礎(chǔ)與方法要點(diǎn)(三)規(guī)劃分區(qū)與規(guī)劃水平年規(guī)劃分區(qū)規(guī)劃水平年第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟18二、水資源規(guī)劃得目標(biāo)與任務(wù)2002年水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱提出得目標(biāo):為我國(guó)水資源可持續(xù)利用與管理提供規(guī)劃基礎(chǔ),要在進(jìn)一步查清我國(guó)水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀、分析與評(píng)價(jià)水資源承載能力得基礎(chǔ)上,根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)水資源得要求,提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)與綜合治理得總體布局及實(shí)施方案,促進(jìn)我國(guó)人口、資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)得協(xié)調(diào)發(fā)展,以水資源可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟19二、水資源規(guī)劃得目標(biāo)與任務(wù)水資源規(guī)劃中,目標(biāo)可分為:興利目標(biāo)治理目標(biāo)第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟水資源規(guī)劃得目標(biāo)具有多重性等特點(diǎn)。水資源規(guī)劃得一般任務(wù)與內(nèi)容:進(jìn)行“水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水資源開發(fā)利用情況調(diào)查評(píng)價(jià)、需水預(yù)測(cè)、節(jié)約用水、水資源保護(hù)、供水預(yù)測(cè)、水資源配置、總體布局與實(shí)施方案、規(guī)劃實(shí)施效果評(píng)價(jià)”。20三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟區(qū)域劃分搜集資料并進(jìn)行合理性檢查水資源評(píng)價(jià)水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀工程條件下規(guī)劃水平年水資源供需分析水資源工程規(guī)劃規(guī)劃工程條件下規(guī)劃水平年水資源供需分析結(jié)束社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)否21三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟分區(qū)時(shí)要考慮得因素:地形地貌;不同得行政區(qū)應(yīng)該劃在不同得分區(qū)(完整性);不同得河流水系應(yīng)該分開,同時(shí)要參照供水系統(tǒng),盡可能不要把完整得供水系統(tǒng)一分為二。區(qū)域劃分分區(qū)時(shí)要注意得問題:要求精度越高,分得越細(xì);根據(jù)原有工作基礎(chǔ),確定分區(qū)詳略;多方論證比較,多次反復(fù),確定最優(yōu)。22三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟基本資料包括:社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料;水文資料;地質(zhì)資料;水資源開發(fā)利用資料;地形地貌資料。搜集資料23三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟地質(zhì)資料包括:土壤巖性;給水度;滲透系數(shù);地下徑流模數(shù)。搜集資料24三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀資料包括:水源工程狀況;工程規(guī)模;各年實(shí)際供水量。搜集資料地形地貌資料:就是用于規(guī)劃得基礎(chǔ)資料,常以地形圖形式給出,就是規(guī)劃水源工程、確定引水線路所必需得。25三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟水文資料包括:流域內(nèi)各雨量站或主要雨量站得歷年逐月降雨量、蒸發(fā)量。各條河流主要控制站得實(shí)測(cè)徑流量。各條河流主要控制站得天然徑流量。歷年地下水資源量。搜集資料26三、水資源規(guī)劃得步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃得基本理論及步驟水文資料可靠性檢查得常用方法:絕對(duì)值法;三年滑動(dòng)平均法;雙累積曲線法。水文資料得可靠性檢查絕對(duì)值法27圖4-2A、B兩水文站年徑流量柱狀圖(時(shí)間)三年滑動(dòng)平均法28圖4-3某站降雨量過程線與三年滑動(dòng)平均過程線對(duì)照J(rèn)i=(Mi+Mi-1+Mi-2)/3J=Y(T)雙累積曲線法29圖4-4水文數(shù)據(jù)雙累積曲線30一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(一)水資源系統(tǒng)分析方法凡就是在一定環(huán)境下,為實(shí)現(xiàn)某一目標(biāo),由若干相互聯(lián)系、相互制約、相互作用得因素(或部分)而組成得集合體就稱為系統(tǒng)。第三節(jié)水資源規(guī)劃方法系統(tǒng)方法普里高津---耗散結(jié)構(gòu)理論(混沌有序)哈肯---協(xié)同論查德---模糊數(shù)學(xué)鄧聚龍---灰色系統(tǒng)理論31一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(一)水資源系統(tǒng)分析方法系統(tǒng)分析方法內(nèi)容:第三節(jié)水資源規(guī)劃方法確定系統(tǒng)目得與目標(biāo);建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;實(shí)施模擬與優(yōu)化技術(shù);進(jìn)行分析、綜合與評(píng)價(jià);作出選擇方案得滿意決策。32一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(一)水資源系統(tǒng)分析方法水資源系統(tǒng)得幾個(gè)主要特點(diǎn):第三節(jié)水資源規(guī)劃方法(1)水資源開發(fā)利用得目標(biāo)或目得可能有一個(gè)或多個(gè);目標(biāo)得層次有高低主次之分。(2)水資源系統(tǒng)各分系統(tǒng)有相互關(guān)聯(lián)、相互依賴、相互制約得關(guān)系。(3)對(duì)采用得數(shù)學(xué)工具要求較高。(4)需要多學(xué)科得綜合。33一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(一)水資源系統(tǒng)分析方法水資源系統(tǒng)分析得步驟:第三節(jié)水資源規(guī)劃方法分析問題,明確目得,確定目標(biāo);建立數(shù)學(xué)模型;求解數(shù)學(xué)模型并檢驗(yàn);決策方案檢驗(yàn);研究計(jì)劃實(shí)施。34一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)數(shù)學(xué)模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法模擬技術(shù)優(yōu)化技術(shù)求解系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)35一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)數(shù)學(xué)模型就是真實(shí)系統(tǒng)得抽象,就是描述與表示真實(shí)系統(tǒng)行為得數(shù)學(xué)方程組。其作用:第三節(jié)水資源規(guī)劃方法揭示問題得不同方面識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成元素間與環(huán)境間得函數(shù)關(guān)系確定其有效性與約束條件指明為定量分析需要收集得資料與數(shù)據(jù)36一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)最優(yōu)化模型與模擬模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法模擬模型不就是一種優(yōu)化技術(shù)。37一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)確定性模型與非確定性模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法確定性模型,就是指模型中得所有參數(shù)與變量以及模型結(jié)構(gòu)都視為就是確定得,從而建立得數(shù)學(xué)模型。如常系數(shù)線性規(guī)劃模型。四類不確定性表現(xiàn)形式:①偶然性;②模糊性;③灰色性;④未確知性。38一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)靜態(tài)模型與動(dòng)態(tài)模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法靜態(tài)模型,就是不考慮時(shí)間因子所建立得模型。動(dòng)態(tài)模型,把時(shí)間因子作為變量所建立得模型。39一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)集中參數(shù)模型與分布參數(shù)模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法集中參數(shù)模型就是把一個(gè)系統(tǒng)單元瞧成一個(gè)整體,忽略其內(nèi)部活動(dòng),而只注意其輸入與輸出信息;分布參數(shù)模型,表示得過程就是發(fā)生在空間得每一個(gè)點(diǎn)上,不能像集中參數(shù)模型那樣把系統(tǒng)瞧成就是集中單元得一種相互連接。40一、水資源規(guī)劃得系統(tǒng)分析方法與優(yōu)化技術(shù)(二)水資源規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)線性模型與非線性模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法41二、水資源規(guī)劃模型得一般形式(一)水資源規(guī)劃管理模型得數(shù)學(xué)表達(dá)式第三節(jié)水資源規(guī)劃方法42二、水資源規(guī)劃模型得一般形式(二)水資源規(guī)劃管理模型得組成決策變量;目標(biāo)函數(shù);約束條件。第三節(jié)水資源規(guī)劃方法均衡約束;水量約束;水質(zhì)約束;水位約束;經(jīng)濟(jì)約束。(三)水資源規(guī)劃管理模型得分類43三、水資源規(guī)劃模型得建立(一)管理問題得確定確定規(guī)劃管理目標(biāo);確定規(guī)劃管理區(qū)范圍;選定規(guī)劃管理期限。第三節(jié)水資源規(guī)劃方法(二)建立水資源系統(tǒng)得狀態(tài)模擬模型—水資源系統(tǒng)得模型化44三、水資源規(guī)劃模型得建立(三)建立水資源規(guī)劃管理模型—水資源系統(tǒng)得最優(yōu)化嵌入法(embedingmethod);響應(yīng)矩陣法(methodofresponsematrix)。第三節(jié)水資源規(guī)劃方法參見P159-16145四、水資源管理模型得求解方法(一)線性規(guī)劃法(linearprogramming)求解方法:單純形法第三節(jié)水資源規(guī)劃方法參見P161-16346四、水資源管理模型得求解方法(二)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法(dynamicprogramming)第