基于复杂水资源系统的水利工程生态调度研究

本文重点研究了基于复杂水资源系统的水利工程生态调度问题,在介绍了复杂水资源系统的基础上,对以其为基础的水利工程生态调度准备工作进行了阐述,并给出了具体的实现策略。

复杂水资源系统调蓄计算的时变耦合模型

复杂水资源系统的基础结构是供用水网络,网络节点包括供水节点和受水单元,其中供水节点又分为当地地表水、地下水、外调水、再生水等若干类型.水资源系统的供用水过程是一个随时间变化的过程,由于当地地表水、外调水等来水过程随着气象过程的变化而呈现出随机性,而受水单元的需水过程相对稳定(主要取决于单元的人口、经济发展情况和季节特点).要实现水资源系统的供需平衡,往往需要增加调蓄节点,进行调蓄计算.本研究应用复杂系统网络理论,构建了复杂水资源系统调蓄计算的时变耦合模型,建立了多水源、多用户的时变耦合矩阵及其相关算法.模型被用于引汉济渭配水工程的调蓄计算,得到了不同频率年引汉济渭工程的调蓄容量需求,为引汉济渭配水工程调蓄设计奠定了基础.

基于区间不确定性水资源复杂系统的协调演化研究

水资源系统是具有不确定性的复杂系统。本文通过分析水资源系统的复杂性与不确定性,构建了基于区间不确定条件下的水资源复杂系统协调演化分析方法。在利用主成分分析法得到子系统综合发展水平的基础上,采用系统的协调性指数模型来揭示系统间的相互关系,然后根据系统的信息熵得到其协调有序度,以此来反映水资源复杂系统的演化规律。以大连市为例的应用研究表明,基于区间不确定性的水资源复杂系统协调演化,能够客观真实地揭示水资源复杂系统的演化区间及其发展趋势,对于实现区域水资源和社会经济的可持续发展具有重要指导意义。

基于CAS范式的水资源系统复杂性分析

分析了复杂性定义与特征,揭示复杂性的主、客体本质。指出水资源系统也具有主、客体本质,复杂性是水资源系统的一个重要特征。结合复杂适应系统对涉及到经济、环境、人文和水资源规划等多方面的水资源系统进行分析研究。将水资源系统看成是由若干个相对独立的有适应性的个体所组成的一个有层次的网络体系,用定量与定性相结合的方式得到系统的演化规律。建立流域级的水资源复杂适应性系统模型对于研究水资源管理和维持生态平衡等都能起到直接的推动作用。

水资源复杂巨系统及其和谐性探析

全球变化及人类活动导致了水资源开发利用过程中的复杂性逐渐增加。在开放的复杂巨系统理论基础上,提出了水资源复杂巨系统概念,并进行了全面阐述;剖析了水资源复杂巨系统的系统组成和水网架构,着重探讨了系统和谐的层次与和谐性原理。针对可持续水资源管理的内涵和范畴,提出水资源复杂巨系统研究需采用多学科知识相结合、定性与定量研究相结合、科学理论与实践经验相结合、宏观与微观研究相结合的综合集成方法。

基于耗散结构理论的水资源复杂系统演化研究

基于耗散结构理论和熵原理对水资源复杂系统进行正负熵分析,通过构建系统正负熵指标体系,采用改进的灰色聚类白化函数方法与玻尔兹曼方程计算系统的正负熵值,并引入布鲁塞尔器模型,结合系统正负熵值分析系统的发展演化机制,对水资源复杂系统发展演化的内涵及耗散结构特征进行阐述。以滕州市为例,研究结果表明:通过分析水资源复杂系统发展演化机制的动态特征,能够客观揭示系统的演化趋势。

面向关系结构的水资源集对分析研究进展

水资源-经济社会-生态环境复杂系统的智能分析是水利科学发展和经济社会发展的重要研究,面向关系结构的集对分析从确定性不确定性的联系和转换的角度提供了一种全面、细致、动态分析该复杂系统的基本途径,对定量处理水资源复杂系统确定性不确定性问题具有重要意义。基于文献计量方法分析指出水资源集对分析研究正发展为一个新兴领域,主要研究成果集中于水利工程、土木工程和资源科学领域,研究热点主要有集对分析中的联系度和联系数方法、水资源分析预测与评价方法及其在水资源承载力、水资源可持续利用、水安全、水资源-经济社会协调发展中的应用。基于上述研究热点,在阐述水资源集对分析的关系结构特征基础上,重点综述了水资源集对关系结构分析、水资源集对预测、水资源集对评价、水资源集对决策调控4个方向的研究进展,并展望了水资源集对分析研究的未来发展趋势,以期进一步推动水资源集对分析的发展,为水资源复杂系统分析管控提供重要理论支撑。

基于CAS范式的水利-经济协调发展研究

文中建立流域级的水资源复杂适应性系统模型,对于研究水资源管理、调度、维持生态平衡等都能起到直接的推动作用。以滇池流域为例,分析水利投资与国民经济发展的关系。运用水资源复杂系统理论对滇池流域水资源系统进行分析计算,从水利与国民经济协调发展的关系角度对滇池流域的水资源可持续管理进行分析。把水利投资从社会总投资中分离出来,模拟出社会、经济和生态系统的关系,计算水利投资的经济效益,给调节水利投资与国民经济之间的关系提供一个合理依据。