克孜河流域径流预测及水量分配研究

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1、万方数据耘疆农业大学硕士学位论文1．1选题背景和研究意义第一章绪论水是生命之源，是人类赖以生存活动的物质基础，是支撑社会经济不断发展的基础性资源，是社会可持续发展的重要保障。我国的水资源时空分布不均、人均水资源占有量低、南涝北旱等基本国情决定了水资源在农业生产和经济社会发展中的重要作用。当前我国水资源形势面临着十分严峻的局面，水资源总量短缺、水污染严重、用水不合理造成资源浪费、生态与环境恶化、土地沙漠化等问题尚未得到改善，严峻的水资源问题制约着我国经济可持续发展。新疆地处内陆干旱地区，降雨量少，水资源总量不足，而且大、中型河流径流年内分配不均衡，来水与灌区农

2、业用水时空分配不相匹配，而新疆又是一个完全依靠灌溉的农业地区，农业用水量占全疆用水总量的92．87％⋯，水资源在农业生产和经济社会发展中的起着特别重要的作用。由于新疆干旱缺水的特殊自然地理条件，加之缺乏科学有效的水量管理机制及灌溉制度，水资源短缺与水资源浪费现象并存，水资源已经成为制约新疆农业生产和社会经济发展的主要瓶颈。因此在水资源环境的硬约束下，研究水资源的统一开发、利用、节约和调配，以水资源的可持续利用带动新疆经济的可持续发展，是新疆水资源研究的主要方向之一。新疆河川径流总量879亿订，其中97％形成于山区，38178．7MW水能理论蕴藏量都在山区河段

3、【21，随着近几年加快新疆山区水库建设，如何科学实施山区水库与平原水库的联合调度，有效的调控、配置、利用水资源，不仅是新疆地区农业生产和社会经济不断发展的需要，也是合理开发利用水资源实现可持续发展、支撑生态系统循环的需要。干旱区水资源的形成特点以及高效利用、合理配置的基本要求使水库调度管理的工作地位越来越突出，由于缺乏准确可靠的长期水文预报，尤其是对于年调节水库，水库调度管理人员无法提前为水库调度做好防洪抗旱准备。1998年克孜河卡拉贝利水库电站大坝被冲毁，1999年克孜河卡拉贝利水库再次洪水，这次由于水情预报万方数据竞殁网漉壤径滚强嚣爱承t分配研冠及时，提

4、前做好抗洪抢险准备，水库经受住了考验，卡拉贝利水库两次发生洪水的实测流量分别是1700m3／s、2200m3／s，因此准确可靠地进行径流预测，可以为水库防洪发电提供指导作用；同时通过入库径流预测进行水库电站运行优化调度，对工程的科学管理及最大限度的发挥水库调度的经济效益和社会效益，有着十分重要的理论意义和现实意义。2015年中央一号文件指出，我国农业资源短缺，污染加重、开发过度，在资源环境硬约束下保障农业经济发展、提高农业资源的开发利用率，加强地下水超采区综合治理和农业用水计量，建立农业定额管理及灌溉用水总量控制制度，是我国提升农业资源可持续发展能力首要解决

5、的问题。因此，在地表水、地下水供水总量控制条件下，对水量进行合理分配十分必要。喀什自然环境恶劣，土壤盐渍化、土地沙漠化、干旱缺水，这些严峻的问题制约着喀什经济区的农业发展。如何在供水总量实行限额的约束下，对喀什地表水、地下水进行合理的调配，提高水资源开发利用效率，提升农业可持续发展能力，是值得研究的问题。本文以克孜河流域为研究对象，对卡拉贝利水库的入库流量进行周期性分析，建立合理的预测模型，并对克孜河流域水库建立优化调度模型，最大限度的发挥水库调度的经济社会效益和生态效益，同时对喀什市农业用水在供水总量控制的限额条件下进行合理分配，具有重要的科学与应用价值。

6、因此，本文的研究成果对其它地区的同类研究与应用具有良好的借鉴作用。1．2研究进展围绕着论文的研究内容，主要对径流预测及水量分配的研究进展展开综述。1．2．1径流预测研究进展径流由于受到人类活动和自然环境变化的影响，水文特性非常复杂，对提高径流预测精度增加了困难。经过国内外不少专家学者不断的研究探索，已经取得了丰硕的成果，其中典型的方法有：人工神经网络方法、蚁群算法、灰色记忆法、微粒群算法、支持向量机法、遗传算法等，以及近年来引起广大专家学者广泛关注的小波理论分析2万方数据新疆农业大学碗±学位论文法。l⋯211人工神经网络方法人工神经网络具有非线性映射能力、逼

7、近功能，自适应性强等特点，在上世纪90年代在水文序列的预报中得到应用，目前在国内外很多学科和领域已经得到广泛应用和高度重视【31。1995年胡铁松等通过分析综述人工神经网络应用现状，认为神经网络能够有效的解决一些复杂水文水源问题【4】。2004年HuangW【51、2009年牟丽琴【6】全面的比较分析数理统计方法和神经网络模型预测结果，指出神经网络模型在径流预测中是可行、合理的。但是在实践中也可以看到它也存在一些问题，如网络结构难以确定、易于陷入局部极小点、训练收敛速度慢等缺尉71。为了解决传统的人工神经网络方法存在的不足，2011年刘晓刚【8】借助Matl

8、ab软件运用BP神经网络模型对年径流进行预测，解决了