第四水資源規(guī)劃的原理與方法

第四水資源規(guī)劃的原理與方法第一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*2冰山河流森林沙漠海岸巖縫地下水水資源規(guī)劃是對(duì)流域或區(qū)域內(nèi)水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約和保護(hù)等方面在更高層次上的定量分析和綜合集成。提供了國(guó)土資源規(guī)劃和江河流域規(guī)劃的水資源基礎(chǔ)；通過(guò)水量時(shí)空分配調(diào)整和水環(huán)境的保護(hù)，協(xié)調(diào)防洪除澇、節(jié)水灌溉、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電、水土保持等專項(xiàng)規(guī)劃間的關(guān)系。

第二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*3第一節(jié)水資源規(guī)劃的概述一、水資源規(guī)劃的概念就是以水資源利用、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的總體措施計(jì)劃與安排。主要內(nèi)容包括：水資源量與質(zhì)的計(jì)算與評(píng)估；水資源功能的劃分與協(xié)調(diào)；水資源的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)的水利工程規(guī)劃方案設(shè)計(jì)及論證。第三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*4二、水資源規(guī)劃的類型（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)劃的概述（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。第四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*5二、水資源規(guī)劃的類型（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)劃的概述（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。第五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*6三、水資源規(guī)劃的指導(dǎo)思想和原則（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(lái)源與分配的平衡。第一節(jié)水資源規(guī)劃的概述水土資源匹配問(wèn)題；重要礦產(chǎn)資源、文物淹沒(méi)問(wèn)題；林草地用水、生態(tài)環(huán)境持續(xù)問(wèn)題。第六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*7三、水資源規(guī)劃的指導(dǎo)思想和原則（二）規(guī)劃應(yīng)遵循的基本原則社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)兼顧的原則；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)律辦事的原則；節(jié)流與開源并舉的原則；實(shí)事求是、量力而行的原則；指導(dǎo)思想全面轉(zhuǎn)變的原則。第一節(jié)水資源規(guī)劃的概述第七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*8一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(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(wèn)題）經(jīng)濟(jì)學(xué)層次工程學(xué)層次第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*9一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（一）水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)水文學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*10一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（一）水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*11一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（一）水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)工程學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*12一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（一）水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*13一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（一）水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*14一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（二）水資源規(guī)劃方法要點(diǎn)以發(fā)展過(guò)程中的水資源演變?yōu)槌霭l(fā)點(diǎn)以流域?yàn)閷?duì)象的整體研究以水循環(huán)為基礎(chǔ)的現(xiàn)狀整體評(píng)價(jià)以水資源合理配置為中心的總體規(guī)劃模型體系水資源合理配置的多層次多目標(biāo)群決策方法第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*15一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(diǎn)（二）水資源規(guī)劃方法要點(diǎn)基于環(huán)境和生態(tài)需水的水資源可利用量確定基于邊際成本代替的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)劃的基本理論及步驟第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*16一、水資源規(guī)劃的科學(xué)基礎(chǔ)和方法要點(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)劃的基本理論及步驟第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*17二、水資源規(guī)劃的目標(biāo)和任務(wù)2002年水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱提出的目標(biāo)：為我國(guó)水資源可持續(xù)利用和管理提供規(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、分析和評(píng)價(jià)水資源承載能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)水資源的要求，提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)和綜合治理的總體布局及實(shí)施方案，促進(jìn)我國(guó)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(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)劃的基本理論及步驟第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*18二、水資源規(guī)劃的目標(biāo)和任務(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)劃的基本理論及步驟水資源規(guī)劃的目標(biāo)具有多重性等特點(diǎn)。水資源規(guī)劃的一般任務(wù)和內(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)”。第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*19三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟區(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)否第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*20三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟分區(qū)時(shí)要考慮的因素：地形地貌；不同的行政區(qū)應(yīng)該劃在不同的分區(qū)（完整性）；不同的河流水系應(yīng)該分開，同時(shí)要參照供水系統(tǒng)，盡可能不要把完整的供水系統(tǒng)一分為二。區(qū)域劃分分區(qū)時(shí)要注意的問(wèn)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)。第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*21三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的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。搜集資料第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*22三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的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)。搜集資料第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*23三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的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：是用于規(guī)劃的基礎(chǔ)資料，常以地形圖形式給出，是規(guī)劃水源工程、確定引水線路所必需的。第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*24三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的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的歷年逐月降雨量、蒸發(fā)量。各條河流主要控制站的實(shí)測(cè)徑流量。各條河流主要控制站的天然徑流量。歷年地下水資源量。搜集資料第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*25三、水資源規(guī)劃的步驟與程序第二節(jié)水資源規(guī)劃的基本理論及步驟水文資料可靠性檢查的常用方法：絕對(duì)值法；三年滑動(dòng)平均法；雙累積曲線法。水文資料的可靠性檢查第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一絕對(duì)值法*26圖4-2A、B兩水文站年徑流量柱狀圖（時(shí)間）第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三年滑動(dòng)平均法*27圖4-3某站降雨量過(guò)程線與三年滑動(dòng)平均過(guò)程線對(duì)照J(rèn)i=(Mi+Mi-1+Mi-2)/3J=Y(T)第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一雙累積曲線法*28圖4-4水文數(shù)據(jù)雙累積曲線第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*29一、水資源規(guī)劃的系統(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、相互作用的因素（或部分）而組成的集合體就稱為系統(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)理論第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*30一、水資源規(guī)劃的系統(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)目的和目標(biāo)；建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；實(shí)施模擬和優(yōu)化技術(shù)；進(jìn)行分析、綜合和評(píng)價(jià)；作出選擇方案的滿意決策。第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*31一、水資源規(guī)劃的系統(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)的幾個(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)利用的目標(biāo)或目的可能有一個(gè)或多個(gè)；目標(biāo)的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、相互制約的關(guān)系。（3）對(duì)采用的數(shù)學(xué)工具要求較高。（4）需要多學(xué)科的綜合。第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*32一、水資源規(guī)劃的系統(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)分析的步驟：第三節(jié)水資源規(guī)劃方法分析問(wèn)題，明確目的，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。第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*33一、水資源規(guī)劃的系統(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)第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*34一、水資源規(guī)劃的系統(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)模型是真實(shí)系統(tǒng)的抽象，是描述和表示真實(shí)系統(tǒng)行為的數(shù)學(xué)方程組。其作用：第三節(jié)水資源規(guī)劃方法揭示問(wèn)題的不同方面識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成元素間與環(huán)境間的函數(shù)關(guān)系確定其有效性和約束條件指明為定量分析需要收集的資料和數(shù)據(jù)第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*35一、水資源規(guī)劃的系統(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)化模型和模擬模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法模擬模型不是一種優(yōu)化技術(shù)。第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*36一、水資源規(guī)劃的系統(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)確定性模型和非確定性模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法確定性模型，是指模型中的所有參數(shù)和變量以及模型結(jié)構(gòu)都視為是確定的，從而建立的數(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。第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*37一、水資源規(guī)劃的系統(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)模型和動(dòng)態(tài)模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法靜態(tài)模型，是不考慮時(shí)間因子所建立的模型。動(dòng)態(tài)模型，把時(shí)間因子作為變量所建立的模型。第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*38一、水資源規(guī)劃的系統(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)模型和分布參數(shù)模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法集中參數(shù)模型是把一個(gè)系統(tǒng)單元看成一個(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，表示的過(guò)程是發(fā)生在空間的每一個(gè)點(diǎn)上，不能像集中參數(shù)模型那樣把系統(tǒng)看成是集中單元的一種相互連接。第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*39一、水資源規(guī)劃的系統(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)線性模型和非線性模型第三節(jié)水資源規(guī)劃方法第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*40二、水資源規(guī)劃模型的一般形式（一）水資源規(guī)劃管理模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式第三節(jié)水資源規(guī)劃方法第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*41二、水資源規(guī)劃模型的一般形式（二）水資源規(guī)劃管理模型的組成決策變量；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)劃管理模型的分類第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*42三、水資源規(guī)劃模型的建立（一）管理問(wèn)題的確定確定規(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)的狀態(tài)模擬模型—水資源系統(tǒng)的模型化第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*43三、水資源規(guī)劃模型的建立（三）建立水資源規(guī)劃管理模型—水資源系統(tǒng)的最優(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P159-161第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*44四、水資源管理模型的求解方法（一）線性規(guī)劃法(linearprogramming)求解方法：?jiǎn)渭冃畏ǖ谌?jié)水資源規(guī)劃方法參見P161-163第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期一*45四、水資源管理模型的求解方法（二）動(dòng)態(tài)規(guī)劃法(dynamicprogramming)第三節(jié)水資源規(guī)劃方法參見P163-1