發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 20:37

　　 水是一切生命賴以生存的自然資源,人類社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)水資源的開(kāi)發(fā)與利用。近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,很多水資源稟賦較差的地區(qū),水資源紛紛告急。由于我國(guó)水資源時(shí)空分布極為不均,南方水多,北方水少�？缌饔蛘{(diào)水已經(jīng)成為我國(guó)解決水資源危機(jī)的重要途徑之一。調(diào)水工程往往路線長(zhǎng),布局復(fù)雜,而一些遠(yuǎn)程受水區(qū)因其政治經(jīng)濟(jì)地位顯著,往往是調(diào)水工程補(bǔ)水的重中之重。由于遠(yuǎn)程受水區(qū)距離水源區(qū)遙遠(yuǎn),與水源區(qū)水文特性往往差異顯著,而且漫長(zhǎng)的距離使得工程建設(shè)技術(shù)難度高、投資耗費(fèi)大。如果對(duì)其水資源的規(guī)劃不足,決策有誤,就會(huì)因過(guò)大的工程量造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果確定的調(diào)水量過(guò)小,會(huì)給遠(yuǎn)程受水區(qū)遺留水資源問(wèn)題；而受到調(diào)水距離、工程難度的限制,遺留的水資源問(wèn)題在今后很難彌補(bǔ)。所以對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)的水資源規(guī)劃進(jìn)行深入的研究,對(duì)調(diào)水工程的實(shí)施與運(yùn)行有著重要的意義。 雖然目前對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)的規(guī)劃仍然存在很多問(wèn)題,但是在眾多的問(wèn)題中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的問(wèn)題是對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)水資源系統(tǒng)的分析、對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)未來(lái)發(fā)展階段需水量的預(yù)測(cè),以及遠(yuǎn)程受水區(qū)與水源區(qū)之間的水文聯(lián)合特性等,這些問(wèn)題對(duì)于調(diào)水的可行性、補(bǔ)水方案的制定都十分關(guān)鍵。所以本文針對(duì)跨流域調(diào)水工程規(guī)劃中遠(yuǎn)程受水區(qū)的水資源利用變動(dòng)分析及需水預(yù)測(cè)、水資源可持續(xù)評(píng)價(jià)及水資源系統(tǒng)的演化機(jī)理、不同水文區(qū)降水豐枯遭遇分析等關(guān)鍵問(wèn)題,以EW調(diào)水工程遠(yuǎn)程受水區(qū)為對(duì)象進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下： (1)受水區(qū)水資源利用變動(dòng)分析研究。針對(duì)因素分解法進(jìn)行水資源利用變動(dòng)分析時(shí)存在殘差的問(wèn)題,引入了無(wú)殘差的LMDI完全分解法進(jìn)行分解分析。通過(guò)在EW調(diào)水工程遠(yuǎn)程受水區(qū)的應(yīng)用,表明非完全分解的拉氏法和帕氏法的殘差都較大,應(yīng)謹(jǐn)慎使用；簡(jiǎn)單平均迪氏法的殘差較拉氏法和帕氏法的殘差小很多,而LMDI的分解效果最好,殘差為0。 (2)受水區(qū)需水預(yù)測(cè)研究。在目前的需水預(yù)測(cè)中,往往缺乏對(duì)用水機(jī)理的深入分析。本文通過(guò)對(duì)因素分解法完全分解及非完全分解公式的分析推導(dǎo),在尋找用水量驅(qū)動(dòng)因子與其對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)水量之間相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上,發(fā)展了基于因素分解法的需水預(yù)測(cè)模型。結(jié)合EW調(diào)水工程遠(yuǎn)程受水區(qū)的實(shí)例驗(yàn)證,表明該法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較高,預(yù)測(cè)結(jié)果可靠。 (3)受水區(qū)水資源可持續(xù)利用水平評(píng)價(jià)研究。對(duì)于跨流域調(diào)水工程的受水區(qū),由于水資源嚴(yán)重匱乏,供水子系統(tǒng)對(duì)水資源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有著極大的影響；而且由于水資源的缺乏,受水區(qū)生態(tài)環(huán)境往往也很脆弱。針對(duì)這樣的特點(diǎn),從供水水平、用水水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及生態(tài)環(huán)境建設(shè)水平等四個(gè)方面建立指標(biāo)體系；考慮到區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)的復(fù)雜性及模糊性,采用可變模糊評(píng)價(jià)模型及徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)(Radial Basis Function Network,簡(jiǎn)稱RBF)對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)1980-2009年以及2015規(guī)劃年的水資源可持續(xù)利用水平進(jìn)行評(píng)價(jià)�；�于評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)受水區(qū)水資源利用的“態(tài)”和“勢(shì)”分別進(jìn)行了分析,并對(duì)2015規(guī)劃年遠(yuǎn)程受水區(qū)不調(diào)水的情景與調(diào)水情景進(jìn)行了對(duì)比。 (4)受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)演變軌跡研究。清楚認(rèn)識(shí)受水區(qū)水資源系統(tǒng)演化的機(jī)理是有效監(jiān)測(cè)和調(diào)控受水區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和水資源(環(huán)境)適宜發(fā)展的基礎(chǔ)。針對(duì)Logistic增長(zhǎng)模型在描述區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)演變軌跡時(shí)不能夠反映演變模式多樣性的問(wèn)題,在對(duì)區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上,引入了更有彈性的Richards模型來(lái)描述區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)的演變過(guò)程。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展速度的不同,將區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)的演變模式分為迅速崛起型、緩慢崛起型和前后相近型。并利用自組織演化理論分析了區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期演變軌跡,分析表明區(qū)域水資源系統(tǒng)長(zhǎng)期的演變軌跡并非完全的連續(xù)性路徑演化,而是連續(xù)性漸變和間斷性“漲落”的結(jié)合�！皾q落”中孕含著動(dòng)力,潛藏著時(shí)機(jī),對(duì)于跨流域調(diào)水工程的受水區(qū),由于水資源極其缺乏,水資源系統(tǒng)脆弱,“漲落”現(xiàn)象的出現(xiàn)更應(yīng)該被重視,而不應(yīng)該被忽視。這對(duì)于提高受水區(qū)水資源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性,引導(dǎo)系統(tǒng)的良性發(fā)展,實(shí)現(xiàn)受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。最后,基于對(duì)受水區(qū)可持續(xù)利用水平的評(píng)價(jià)結(jié)果,利用Richards演化機(jī)制,對(duì)遠(yuǎn)程受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)的演化特征進(jìn)行了分析。 (5)不同水文區(qū)降水豐枯遭遇研究。針對(duì)一般多元Copula方法在進(jìn)行多維變量頻率分析時(shí)未能考慮變量間局部相關(guān)特性的缺陷,引入Pair-Copula建模方法,該法允許引入不同類型的Copula分布函數(shù),可以準(zhǔn)確地捕捉到隨機(jī)變量之間存在的局部相關(guān)結(jié)構(gòu)。通過(guò)在EW調(diào)水工程水源區(qū)、通過(guò)區(qū)及遠(yuǎn)程受水區(qū)三個(gè)水文區(qū)降水豐枯遭遇分析中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)：即使在三維情形下,水文變量之間都會(huì)存在明顯的局部相關(guān)結(jié)構(gòu),以至于無(wú)法使用一般三元Copula分布擬合；而通過(guò)Pair-Copula方法逐層引入不同類型的Copula,可以較好的描述水文變量之間的復(fù)雜相關(guān)結(jié)構(gòu),有效地對(duì)多元隨機(jī)變量進(jìn)行相關(guān)性分析。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TV213.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水資源利用變動(dòng)分析與需水預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)方法研究
        1.2.3 水資源復(fù)合系統(tǒng)演化軌跡的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 不同水文區(qū)降水豐枯頻率研究
    1.3 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 論文的主要內(nèi)容
        1.4.2 論文研究總體框架
2 調(diào)水工程及受水區(qū)概況
    2.1 EW跨流域調(diào)水工程簡(jiǎn)介
    2.2 遠(yuǎn)程受水區(qū)D市簡(jiǎn)介
        2.2.1 自然地理特征
        2.2.2 水文氣象特征
        2.2.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況
        2.2.4 水資源概況
        2.2.5 水資源開(kāi)發(fā)利用狀況
        2.2.6 用水情況及用水水平分析
        2.2.7 非常規(guī)水利用狀況
        2.2.8 水資源短缺形勢(shì)及影響
        2.2.9 水資源開(kāi)發(fā)利用的主要問(wèn)題
    2.3 小結(jié)
3 基于因素分解模型的水資源利用變動(dòng)分析及需水預(yù)測(cè)
    3.1 引言
    3.2 因素分解法簡(jiǎn)介
    3.3 基于LMDI分解的水資源需求預(yù)測(cè)模型
    3.4 受水區(qū)水資源利用變動(dòng)的分解分析
        3.4.1 多種分解結(jié)果殘差對(duì)比
        3.4.2 LMDI分解結(jié)果及分析
    3.5 水資源需求預(yù)測(cè)
        3.5.1 驅(qū)動(dòng)因子與驅(qū)動(dòng)水量的相關(guān)性分析
        3.5.2 驅(qū)動(dòng)水量的擬合檢驗(yàn)
        3.5.3 用水量的模擬檢驗(yàn)
        3.5.4 經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的設(shè)定及需水量的預(yù)測(cè)
        3.5.5 預(yù)測(cè)結(jié)果分析
    3.6 小結(jié)
4 受水區(qū)水資源可持續(xù)利用水平評(píng)價(jià)方法研究
    4.1 引言
    4.2 水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值
        4.2.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建原則
        4.2.2 指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)
        4.2.3 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確定
    4.3 水資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)模型
        4.3.1 可變模糊識(shí)別模型簡(jiǎn)介
        4.3.2 指標(biāo)組合權(quán)重的確定
        4.3.3 可變模糊集合法的評(píng)價(jià)步驟
        4.3.4 RBF網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
        4.3.5 RBF網(wǎng)絡(luò)模型評(píng)價(jià)的步驟
    4.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析
        4.4.1 可變模糊集的評(píng)價(jià)
        4.4.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的評(píng)價(jià)
        4.4.3 兩種方法評(píng)價(jià)結(jié)果的對(duì)比與討論
    4.5 小結(jié)
5 基于Richards方程的水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)演變規(guī)律分析
    5.1 引言
    5.2 受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的演變特點(diǎn)
    5.3 受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展演變曲線分析
        5.3.1 區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)發(fā)展演變的Richards方程
        5.3.2 區(qū)域水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的周期內(nèi)演變軌跡
        5.3.3 受水區(qū)水資源復(fù)合系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)時(shí)期演變軌跡
    5.4 實(shí)例分析
    5.5 小結(jié)
6 基于Pair-Copula的不同水文區(qū)降水豐枯遭遇研究
    6.1 引言
    6.2 研究方法
        6.2.1 Copula函數(shù)簡(jiǎn)介
        6.2.2 高維聯(lián)合分布的Pair-Copula分解模型
        6.2.3 Pair-Copula參數(shù)的估計(jì)
        6.2.4 Pair-Copula模型的檢驗(yàn)與選擇
        6.2.5 多維轉(zhuǎn)換一維的FEI法
    6.3 實(shí)例研究
        6.3.1 不同水文區(qū)降雨資料
        6.3.2 Pair-Copula模型的建立
        6.3.3 模型的對(duì)比
    6.4 結(jié)果分析
    6.5 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡(jiǎn)介

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2878316