面向河流生境改善的水库调度建模理论与方法研究

《面向河流生境改善的水库调度建模理论与方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号D201077786学校代码10487密级博士学位论文面向河流生境改善的水库调度建模理论与方法研究学位申请人：赵越学科专业：系统分析与集成指导教师：周建中教授答辩日期：2014年5月31日万方数据万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofScienceStudyonModelingTheoryandMethodologyofReservoirOperationforRiverEcosystemR

2、estorationPh.D.Candidate：ZHAOYueMajor：SystemAnalysisandIntegrationSupervisor：Prof.ZHOUJianzhongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做

3、出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：

4、日期：年月日日期：年月日万方数据万方数据本论文研究工作获得以下基金资助，在此鸣谢：1、国家自然科学基金重点项目：长江上游水库群复杂多维广义耦合系统调度理论与方法（项目编号：51239004）2、国家科技支撑计划专题：梯级枢纽联合调度决策支持系统研究（项目编号：2008BAB29B08-06）3、水利部公益性行业科研专项经费项目：面向生态调度的长江中上游复杂水库群多维调控策略研究（项目编号：200701008）4、水利部公益性行业科研专项经费项目：大东湖水网调度关键技术研究及应用（项目编号：201001080）万方数据万方数据华中科

5、技大学博士学位论文摘要水资源是一种清洁可再生能源，它对人类社会经济发展起着举足轻重的作用。通过水利工程的建设和运行，人类对自然径流过程进行人工干预从而实现天然径流能量的转换和资源的重新分配。水利枢纽在防洪、供水、发电、航运、灌溉等方面产生了巨大的社会及经济效益。但是，大坝阻隔造成河道破碎化、片段化现象严重，水库的调度运行对水资源时空分布也产生了剧烈的改变，这些不利影响导致河流生态系统遭到较为严重的破坏，引发了一系列生态问题如库区富营养化、生物多样性下降、湿地退化等。随着生态问题的日益凸显以及社会环保意识的逐渐增强，如何通过水库合理

6、运行减轻水利工程对生态系统造成的不利影响已成为水库调度研究领域中的热点问题。目前，我国已建大坝数量位居世界首位，大规模的流域水电建设对河流生态系统造成了严重甚至不可逆转的破坏。传统以经济效益最大化为核心的调度理念已无法适应实现河流生态环境保护与修复的工程需求，加之我国水库生态调度研究与实践起步较晚，因此亟需研究并发展具有科学性且符合我国国情的生态调度建模理论与方法。本文围绕长江中游主要水生态问题，以河流生境改善和修复为目标，采用生态水文学、生态水力学、复杂系统建模理论相结合的建模途径，对水库生态调度建模理论与方法进行了深入的研究，

7、初步取得了以下具有理论意义及工程实际应用价值的研究成果。（1）考虑到已有物理栖息地模型仅能在具有较完备生态监测资料河段使用的局限性，本文提出了基于Mamdani型模糊推理和基于自适应神经模糊系统的物理栖息地模拟方法。研究采用三角形网格上求解二维浅水方程的Godunov型有限体积模型进行流场模拟，从而计算得到栖息地内各单元的流速及水深。以此为基础，分别采用Mamdani型模糊推理机及自适应神经模糊系统将河流物理要素转换为适宜度，最终建立研究河段流量-加权可用面积关系曲线，并以此确定生态需水量。为验证模型有效性，以长江珍稀保护物种中华

8、鲟为研究对象，对其葛洲坝下产卵场进行物理栖息地模拟。与已有研究及生态监测资料的对比结果表明，本文提出的模型可靠有效，有助于生态监测资料匮乏的河流开展相关生态保护及河流管理。（2）以水利工程对河流天然径流过程的影响为切入点，采用水文变指标法、变异范围