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黃河流域水資源均衡調控與動態配置/黃河流域水量分配方案優化及綜合調度關鍵技術叢書 版權信息
- ISBN：9787030732484
- 條形碼：9787030732484 ; 978-7-03-073248-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
黃河流域水資源均衡調控與動態配置/黃河流域水量分配方案優化及綜合調度關鍵技術叢書 內容簡介
本書由黃河“八七”分水方案制定與運用評價、流域水資源動態均衡配置原理方法與技術、變化環境下黃河分水方案優化研究三部分構成。書中揭示了基于水-沙-生態多因子的流域水資源動態配置機制，創建了統籌公平與效率的流域水資源均衡調控原理，研發了流域水資源與動態均衡配置方法與模型系統，優化提出了分階段的分水方案調整建議，為提高流域水資源規劃及水量分配工作提供理論指導和技術參考。 本書可作為分水方案制定、水資源配置、水資源規劃與管理等方向科研人員和政府部門管理人員的參考用書，也可供水資源方向相關專業研究生參考閱讀。
黃河流域水資源均衡調控與動態配置/黃河流域水量分配方案優化及綜合調度關鍵技術叢書 目錄
目錄
前言
第1章 研究目標、內容與技術路線 1
1.1 研究目標 1
1.2 研究內容 1
1.3 技術路線 2
1.4 研究框架 3
第2章 國內外相關研究進展 5
2.1 國外研究進展 6
2.2 國內研究進展 9
2.3 研究發展趨勢 18
2.4 研究瓶頸 22
**篇 黃河“八七”分水方案制定與運用評價
第3章 黃河流域水資源及開發利用現狀分析 25
3.1 黃河天然徑流量及其變化趨勢 25
3.2 水資源開發利用歷程和現狀 28
3.3 近年來用水量和用水水平變化 32
第4章 黃河“八七”分水方案出臺歷史背景和研究歷程 40
4.1 歷史背景 40
4.2 分水原則 41
4.3 出臺歷程 42
4.4 分水方案的重要意義 44
第5章 黃河“八七”分水方案運用及評價 45
5.11988～1998年運用情況和執行效果分析 45
5.21999～2018年執行情況和效果分析 47
5.3 評價模型構建 55
5.4 黃河“八七”分水方案評價結果 59
第6章 黃河流域水資源面臨新形勢 65
6.1 國家重大戰略要求 65
6.2 流域重大水源條件變化 66
6.3 經濟社會發展及用水特征變化 66
6.4 水沙情勢與水沙調控能力變化 69
第二篇 流域水資源動態均衡配置原理方法與技術
第7章 流域水資源動態均衡配置研究框架 75
7.1 流域水資源特性分析 75
7.2 新時期水資源配置的需求及任務 76
7.3 研究思路及技術體系 78
第8章 基于水-沙-生態多因子的流域水資源動態配置機制 80
8.1 高效動態輸沙技術 80
8.2 生態流量過程耦合方法 85
8.3 流域水資源動態配置流程 90
第9章 統籌公平與效率的流域水資源均衡調控原理 93
9.1 資源配置中的效率與公平 93
9.2 水資源配置中的效率與公平 95
9.3 福利經濟學及社會福利函數 96
9.4 水資源配置社會福利函數構建 99
9.5 基于福利函數的流域水資源均衡調控 101
第10章 流域經濟社會剛性-剛彈性-彈性三層需水分析方法 106
10.1 流域剛性-剛彈性-彈性三層需水分析方法 106
10.2 生活分層需水 109
10.3 農業分層需水 109
10.4 工業、建筑及第三產業分層需水 111
10.5 河道外生態環境分層需水 112
第11章 用水公平協調性分析方法 113
11.1 公平協調性的基本原則 113
11.2 基于模糊隸屬度的用水滿意度函數 114
11.3 用水公平協調性計算 116
第12章 水資源綜合價值評估方法 119
12.1 水資源價值的內涵及構成 119
12.2 水資源生態經濟學理論與能值分析方法 122
12.3 黃河流域水資源綜合價值統一度量方法 123
12.4 黃河流域水體能值轉換率及能值/貨幣比率量化 127
12.5 黃河流域水資源價值量化結果及分析 132
12.6 水資源價值空間分布研究 141
第13章 黃河流域水資源動態均衡配置方法及模型系統 145
13.1 基于多主體理論的流域網絡關系構建 145
13.2 流域水資源動態均衡配置優化方法 153
13.3 流域水資源動態均衡配置模型系統總體構架 154
13.4 流域分層需水分析模型 157
13.5 水資源綜合價值評估模型 157
13.6 用水公平協調性分析模型 158
13.7 水資源供需網絡模擬模型 159
13.8 供水規則優化模型 163
第三篇 變化環境下黃河分水方案優化研究
第14章 黃河流域水資源調控策略 171
14.1 影響流域水資源供需共同因子分析 171
14.2 流域供給側策略研究 173
14.3 流域需求側策略研究 179
14.4 供需雙側聯動分析 182
第15章 黃河流域經濟社會和河流生態需水預測 187
15.1 深度節水分析 187
15.2 河道外需水分層預測結果 188
15.3 上中游河道內需水分析 191
15.4 下游河道內需水分析 194
第16章 分水方案優化場景設置分析 201
16.1 邊界條件 201
16.2 分水調整的制約因素分析 204
16.3 重大工程和供水條件變化 204
16.4 場景分析與方案設置 209
第17章 變化環境下分水方案多場景優化研究 212
17.1 場景1（現狀場景）212
17.2 場景2（現狀場景）215
17.3 場景3（規劃中期場景）220
17.4 場景4（規劃中期場景）225
17.5 場景5（規劃中期場景）230
17.6 場景6（規劃中期場景）235
17.7 場景7（規劃中期場景）240
17.8 場景8（規劃遠期場景）245
17.9 方案綜合分析 248
17.10 認識與建議 257
第18章 成果創新性與應用 261
18.1 成果總結 261
18.2 成果創新性 266
18.3 成果應用 269
18.4 展望 271
參考文獻 272
前言
第1章 研究目標、內容與技術路線 1
1.1 研究目標 1
1.2 研究內容 1
1.3 技術路線 2
1.4 研究框架 3
第2章 國內外相關研究進展 5
2.1 國外研究進展 6
2.2 國內研究進展 9
2.3 研究發展趨勢 18
2.4 研究瓶頸 22
**篇 黃河“八七”分水方案制定與運用評價
第3章 黃河流域水資源及開發利用現狀分析 25
3.1 黃河天然徑流量及其變化趨勢 25
3.2 水資源開發利用歷程和現狀 28
3.3 近年來用水量和用水水平變化 32
第4章 黃河“八七”分水方案出臺歷史背景和研究歷程 40
4.1 歷史背景 40
4.2 分水原則 41
4.3 出臺歷程 42
4.4 分水方案的重要意義 44
第5章 黃河“八七”分水方案運用及評價 45
5.11988～1998年運用情況和執行效果分析 45
5.21999～2018年執行情況和效果分析 47
5.3 評價模型構建 55
5.4 黃河“八七”分水方案評價結果 59
第6章 黃河流域水資源面臨新形勢 65
6.1 國家重大戰略要求 65
6.2 流域重大水源條件變化 66
6.3 經濟社會發展及用水特征變化 66
6.4 水沙情勢與水沙調控能力變化 69
第二篇 流域水資源動態均衡配置原理方法與技術
第7章 流域水資源動態均衡配置研究框架 75
7.1 流域水資源特性分析 75
7.2 新時期水資源配置的需求及任務 76
7.3 研究思路及技術體系 78
第8章 基于水-沙-生態多因子的流域水資源動態配置機制 80
8.1 高效動態輸沙技術 80
8.2 生態流量過程耦合方法 85
8.3 流域水資源動態配置流程 90
第9章 統籌公平與效率的流域水資源均衡調控原理 93
9.1 資源配置中的效率與公平 93
9.2 水資源配置中的效率與公平 95
9.3 福利經濟學及社會福利函數 96
9.4 水資源配置社會福利函數構建 99
9.5 基于福利函數的流域水資源均衡調控 101
第10章 流域經濟社會剛性-剛彈性-彈性三層需水分析方法 106
10.1 流域剛性-剛彈性-彈性三層需水分析方法 106
10.2 生活分層需水 109
10.3 農業分層需水 109
10.4 工業、建筑及第三產業分層需水 111
10.5 河道外生態環境分層需水 112
第11章 用水公平協調性分析方法 113
11.1 公平協調性的基本原則 113
11.2 基于模糊隸屬度的用水滿意度函數 114
11.3 用水公平協調性計算 116
第12章 水資源綜合價值評估方法 119
12.1 水資源價值的內涵及構成 119
12.2 水資源生態經濟學理論與能值分析方法 122
12.3 黃河流域水資源綜合價值統一度量方法 123
12.4 黃河流域水體能值轉換率及能值/貨幣比率量化 127
12.5 黃河流域水資源價值量化結果及分析 132
12.6 水資源價值空間分布研究 141
第13章 黃河流域水資源動態均衡配置方法及模型系統 145
13.1 基于多主體理論的流域網絡關系構建 145
13.2 流域水資源動態均衡配置優化方法 153
13.3 流域水資源動態均衡配置模型系統總體構架 154
13.4 流域分層需水分析模型 157
13.5 水資源綜合價值評估模型 157
13.6 用水公平協調性分析模型 158
13.7 水資源供需網絡模擬模型 159
13.8 供水規則優化模型 163
第三篇 變化環境下黃河分水方案優化研究
第14章 黃河流域水資源調控策略 171
14.1 影響流域水資源供需共同因子分析 171
14.2 流域供給側策略研究 173
14.3 流域需求側策略研究 179
14.4 供需雙側聯動分析 182
第15章 黃河流域經濟社會和河流生態需水預測 187
15.1 深度節水分析 187
15.2 河道外需水分層預測結果 188
15.3 上中游河道內需水分析 191
15.4 下游河道內需水分析 194
第16章 分水方案優化場景設置分析 201
16.1 邊界條件 201
16.2 分水調整的制約因素分析 204
16.3 重大工程和供水條件變化 204
16.4 場景分析與方案設置 209
第17章 變化環境下分水方案多場景優化研究 212
17.1 場景1（現狀場景）212
17.2 場景2（現狀場景）215
17.3 場景3（規劃中期場景）220
17.4 場景4（規劃中期場景）225
17.5 場景5（規劃中期場景）230
17.6 場景6（規劃中期場景）235
17.7 場景7（規劃中期場景）240
17.8 場景8（規劃遠期場景）245
17.9 方案綜合分析 248
17.10 認識與建議 257
第18章 成果創新性與應用 261
18.1 成果總結 261
18.2 成果創新性 266
18.3 成果應用 269
18.4 展望 271
參考文獻 272
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黃河流域水資源均衡調控與動態配置/黃河流域水量分配方案優化及綜合調度關鍵技術叢書 節選
第1章 研究目標、內容與技術路線 1.1 研究目標 本書針對“缺水流域水資源動態均衡配置理論”科學問題，創新水資源綜合價值評估方法，提出流域水資源均衡調控策略，創建基于綜合價值與均衡調控的流域水資源動態配置理論；建立流域水資源供需雙側聯動分析方法，研發黃河流域水資源動態均衡配置模型；建立變化環境下缺水流域水資源動態均衡配置技術體系，提出適應環境變化的黃河流域水資源動態均衡配置方案和《黃河可供水量分配方案》（黃河“八七”分水方案）優化調整政策性建議，開展黃河水量動態優化配置的應用示范。 1.2 研究內容 按照理論研究—技術創建—模型開發—方案優化—示范應用總體思路，重點開展4個方面研究：一是流域水資源綜合價值評估，二是基于綜合價值與均衡調控的流域水資源動態配置理論，三是基于供需雙側聯動的黃河流域水資源調控策略研究，四是黃河流域水資源動態均衡配置。 （1）流域水資源綜合價值評估 針對黃河流域水資源的特點，研究水資源經濟、社會與生態環境服務功能的表現形態，界定水資源的綜合價值內涵及構成；提出水資源經濟價值核算方法；研究水資源社會價值的體現形式和定量評估方法；研究水資源生態環境價值定量評估方法；研究水資源綜合價值的統一度量方法，評估黃河流域水資源的綜合價值。 （2）基于綜合價值與均衡調控的流域水資源動態配置理論 研究基于綜合價值驅動的水資源系統優化方法；分析省際、河段、部門之間用水的競爭性關系，統籌公平與效率，構建流域水資源均衡調控原理；解析資源、經濟、社會、生態、環境等子系統的互饋機理和水資源系統的均衡機制，研究子系統協調度的表征方法；創建基于綜合價值與均衡調控的流域水資源動態配置理論。 （3）基于供需雙側聯動的黃河流域水資源調控策略研究 識別流域層面影響水資源供需的共同因子，建立流域水資源供需雙側聯動的分析方法。從供給側研究非常規水源利用、攔沙挖沙換水、輸沙水量年際優化等調控措施；從需求側研究高效節水、調整產業結構、優化產業布局等調控措施。研究共同因子作用下的流域水資源供需形勢，構建流域水資源調控的方案集。 （4）黃河流域水資源動態均衡配置 耦合流域水資源綜合價值和流域五個子系統協調度，研發黃河流域水資源動態均衡配置模型，并研究求解方法；構建黃河流域水資源系統網絡圖，考慮黃河流域水沙變化、經濟社會發展、生態環境演變、工程調控措施等，優化提出適應未來環境變化的黃河流域水資源動態均衡配置方案。開展動態均衡配置方案綜合評估，提出黃河“八七”分水方案優化調整建議。 1.3 技術路線 按照理論研究—技術創建—模型開發—方案優化—示范應用總體思路開展研究。 （1）理論研究 以生態學、社會學、環境學、經濟學等基本理論為基礎，界定水資源的綜合價值內涵及構成，研究水資源經濟價值定量核算與社會價值、生態價值評估方法，創建綜合價值的概念和分析方法。結合多目標優化理論，研究基于綜合價值驅動的水資源系統優化方法。建立流域資源、經濟、社會、生態、環境五維協同的均衡度表征方法，統籌公平與效率，創建流域水資源均衡調控原理。以綜合價值驅動為基礎，集成均衡調控目標、手段、方法、方式，創建缺水流域水資源動態均衡配置理論。 （2）技術創建 采用計量經濟學生產函數理論，研究水資源經濟價值核算方法；采用社會學方法，計算水資源在社會保障與社會穩定等方面的社會價值；以生態學理論為基礎，計算水資源生態價值；以能值理論為基礎，提出基于能值理論的水資源綜合價值統一度量方法。基于歷史統計資料與統計模擬方法，考慮公平與效率、收益與風險等方面，分析資源、經濟、社會、生態、環境等子系統均衡的一致性本質和矛盾性表現，采用系統動力學方法，解析子系統間的互饋機理和水資源系統的均衡機制。采用因子分析或相關分析的方法，識別流域層面影響水資源供需的共同因子；以系統動力學為基礎，研究流域供水子系統與用水子系統的耦合機制。基于以上研究，創建基于綜合價值與均衡調控的水資源動態均衡配置技術。 （3）模型開發 考慮資源再生、經濟發展、社會公平、生態穩定、環境改善等多目標需求，分析影響系統均衡的變量和約束，研究流域水資源動態配置的目標函數和約束方程。以多目標均衡與優化、水資源綜合價值評估、水資源供需聯動模擬、交互式決策評價等為核心模塊，研發適應環境變化具有時空分析、過程模擬、目標協調功能的黃河流域水資源動態均衡配置模型。考慮水資源配置群決策層次性，采用智能優化算法對模型進行求解。 （4）方案優化與示范應用 考慮黃河流域水沙變化、經濟社會發展、生態環境演變、工程調控措施等，構建黃河流域水資源調控的方案集。構建黃河流域水資源系統網絡圖，應用流域水資源動態配置模型，研究各方案用水與經濟、社會、生態環境的效應關系，利用協同學原理和交互式決策技術，研究優化提出適應環境變化的黃河流域水資源動態均衡配置方案。開展動態均衡配置方案綜合評估，提出黃河“八七”分水方案優化調整建議，并開展示范應用。 1.4 研究框架 本書研究主要包括三部分：一是黃河“八七”分水方案制定與運用評價，二是流域水資源動態均衡配置原理方法與技術，三是變化環境下黃河分水方案優化研究，見圖1-1。 圖1-1 技術路線 黃河“八七”分水方案制定與運用評價，梳理了分水方案出臺背景、發展完善過程、執行情況、基本條件變化，在此基礎上提出變化環境下缺水流域水資源動態均衡配置理論的科學問題及分水方案優化的研究思路。 流域水資源動態均衡配置原理方法與技術，創建了基于水-沙-生態多因子的流域水資源動態配置機制，構建了統籌公平與效率的流域水資源均衡調控原理，提出了流域剛性-剛彈性-彈性三層需水分析方法、用水公平協調性分析方法、水資源綜合價值評估方法，研發了流域水資源與動態均衡配置方法與模型系統。 變化環境下黃河分水方案優化研究，建立了流域供給側及需求側調控策略，提出了黃河流域經濟社會和河流生態需水成果，分析了分水方案優化場景設置，開展了變化環境下分水方案多場景優化研究，建立了多場景下分水方案調整方案集，提出了分階段的黃河“八七”分水方案優化調整建議。 第2章國內外相關研究進展第2章國內外相關研究進展 水資源合理配置是實現水資源公平、持續利用的有效調控措施之一，已成為當今世界關注的熱點，水資源合理配置研究的發展，是與水資源的持續利用和人類社會協調發展密不可分的，隨著人們的認識水平、科學技術和配置實踐的不斷深化，對于水資源合理配置的認識和理解也呈現出一個不斷深化的過程（王浩和游進軍，2008）。國內外水資源配置研究歷程見圖2-1。 圖2-1 國內外水資源配置研究歷程 2.1 國外研究進展 關于水資源配置的研究，國外*早始于20世紀40年代。國外學者以系統分析為手段針對水庫優化問題展開研究工作，拉開了系統性研究水資源問題的序幕。真正意義上的水資源配置研究來自同一時期的美國學者，其研究內容包括估算未來用水需求等方面，體現出水資源配置理念的雛形（趙鳴雁等，2005）。系統分析理論與優化方法的引入為水資源系統研究工作創造了良好的理論環境，隨后計算機技術的迅猛發展為大規模模擬水資源系統提供了強有力的硬件保障。 20世紀50～60年代，在理論方法與技術手段綜合提升的有利條件下，對復雜的水資源系統進行更合理、更詳細的描述成為可能，水資源配置技術得到迅速的發展。1950年，美國總統水資源政策委員會的報告，是*早綜述水資源開發、利用和保護問題的報告之一，該報告的出臺推動了行政管理部門進一步開展水資源方面的調查研究工作。1953年，美國陸軍工程師兵團（United States Army Corps of Engineers，USACE）開發出*早的水資源模擬模型，用于解決六座運行調度的實際問題。Emery和Meek（1960）構建出解決尼羅河流域水庫調度問題的模擬模型。Maass等（1962）出版的《水資源系統設計》深入探討了利用計算機技術結合系統分析方法在水資源配置領域應用的可行性。該研究開啟了水資源系統分析的新局面，隨后在系統分析理論配置研究及實踐中得到了推廣與應用，對完善水資源合理優化配置理論體系起到了推動作用。Hufschmidt和Fiering（1966）利用模擬技術對利哈伊（Lehigh）河流系統進行規劃。 20世紀70年代，伴隨計算機技術、系統分析理論和模擬技術的發展及其在水資源領域的應用，關于水資源配置的研究成果逐漸增多。Joeres等（1971）利用線性規劃理論編程進行了多水源供水方面的研究。伯拉斯1972年所著的《水資源科學分配》是*早比較系統地研究水資源分配理論與方法的專著，該專著較為全面地論述了水資源開發利用的合理方法，圍繞水資源系統的設計和應用這個核心問題，著重介紹了運籌學數學方法和計算機技術在水資源工程中的應用（伯拉斯，1983）。Dudley和Burt（1973）采用動態規劃方法研究了水庫給灌區供水問題，并利用馬爾可夫鏈對動態遞推方程進行了加權。Mulvihill和Dracup（1974）在處理城市廢污水與供水問題時采用了非線性方法，并在此基礎上建立了聯合規劃模型。Haimes和Hall（1974）對多目標水資源系統的功能進行了探討，并考慮地下水與地表水聯合調度問題，從多目標多水源的角度推動了水資源配置模型技術的發展。Cohon和Marks（1975）采用三種標準建立了實用的評價多目標水資源規劃的編程技術。Grigg和Bryson（1975）構建了基于系統動力學的水資源規劃模型。Singh和Titli（1978）總結了前人的研究成果，并在此基礎上分別探討了優化控制理論和流域系統分解。
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