水资源系统分析第一讲
第五章 水资源总量计算与系统分析
分区水资源总量的计算途径有两种(可任选其中一 种方法计算):一是划分类型区,用区域水资源总量表 达式直接计算;二是在计算地表水资源数量和地下水补 给量的基础上,将两者相加再扣除重复水量。
第一节 水资源总量计算
一、水资源总量分析
在一个区域内,如果把地表水、土壤水、地下水作为 一个整体看待,则天然状态下的总补给量为大气降水量, 总排泄量为河川径流量、总蒸散发量和地下潜流量之和, 二者间的差值即为区域内地表、土壤和地下的蓄水变量。 地表水主要有河流水、水库、湖泊水等,它的补给源 除大气降水外还有地下水、冰川融水等,由河川径流、水 面蒸发和土壤入渗三种途径进行排泄; 土壤水为包气带的含水量,它主要由大气降水补给, 亦有特殊区域的河流水入渗补给,消耗于土壤蒸发、植物 散发和下渗补给地下水或以壤中流形式流入河道; 地下水包括河川基流、地下水潜流(含地下水周边流 出量)和地下水储蓄,地下水由降水和地表水体通过包气 带下渗补给,排泄方式有基流、潜流与潜水蒸发三种。
W RQD
式中:W为水资源总量;R为地表水资源量;Q为地下水 资源量;D为地表水和地下水相互转化的重复水量。 地表水和地下水的重复计算量D,因地貌类型区不同, 二者间的转化形式和转化强度不同,故D的计算方法存在差 异,不同地貌类型区的水资源总量计算方法也就不同。
第一节 水资源总量计算
1、单一山丘区水资源总量的计算 这种类型的地区一般包括山丘区、岩溶山区、黄 土高原丘陵沟壑区。地表水资源量为当地河川径流量, 地下水资源量按总排泄量计算,相当于当地降水入渗补
式中:Qm为山丘区地下水资源量;Qp为平原区地下水资源量; Qk为山前侧渗流入补给量;Qs为地表水对平原区地下水的补给 量;k为山丘区河川基流量Rgm与河川径流量Rm的比值。
水资源系统分析第一讲
1、什么是水资源规划?
国外没有形成如中国所特有的水利行业 的综合概念,而在近几十年来水资源问 题发展并越来越突出后,逐渐又赋予水 资源了许多涉及与水有关各方面的内涵, 从而出现十分接近中国的水利行业的水 资源行业。在这个层次上,国外的水资 源规划就等同于中国的水利规划。
1、什么是水资源规划?
水资源规划的研究对象包括什么? 水循环系统 人类社会系统 生态环境系统
3、漫谈现代水资源规划的发展
墨西哥的水资源政策最初起源于1917年 的宪法基本宣言:“水是国家所拥有的 财产,只有得到有关联邦权力机构的授 权才得以使用”。经过了70年的发展, 墨西哥逐步形成一套比较完整的法律制 度,规定了所有想使用国家水资源的个 人、公共团体和私人企业的权利和义务, 以及国家的职责范围。
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源规划的基本工作内容有哪些? 1、水资源规划的问题识别 2、水资源规划方案集的拟定 3、水资源规划方案集的运算 4、水资源规划方案的影响评价 5、水资源规划方案的评价与选择 6、水资源规划的方案落实
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源规划的基本工作步骤是什么?
(1)问题剖析阶段(包括问题的目标选择阶段) (2) 规划或管理模型制定阶段 (3) 系统模型的优化计算阶段 (4) 影响评价 (5) 规划方案评价 (6) 工程实施阶段 (7) 运行阶段 (8) 系统规划和运行策略阶段
1、什么是水资源规划?
观点1:
水利规划是指为防治水旱灾害、合理开发 利用水土资源而制定的总体安排,内容包 括:确定研究范围,确定规划方针、任务 和目标,研究防治水害的对策,综合评价 流域水资源的分配和供需平衡对策,拟定 全局部署及部分重要的枢纽工程的布局, 综合评价规划方案实施后对经济、社会和 环境可能的影响,提出为实施这些目标需 采用的重要措施及程序等。
水资源规划与管理1-7章
第二节 水资源管理的基本内容
三.水资源管理的原则
1.坚持依法治水 2.坚持水资源国有的原则 3.坚持局部服从整体的原则 4.坚持市场经济原则
第二节 水资源管理的基本内容
四.水资源管理的准则
1.综合效率 2.技术效率 3.实施的可靠性 4.可持续发展
第三节 水资源规划与管理的联系及工作流程
一.水资源规划与管理的联系及区别
第三节 最严格水资源管理制度
1、最严格水资源管理制度的定义
最严格的水资源管理制度是一种行政管理制度 ,它是指根据区域水资源潜力,按照水资源利用 的底限,制定水资源开发、利用、排放标准,并 用最严格的行政行为进行管理的制度。
第三节 最严格水资源管理制度
2、主要内容
三条红线:水资源开发利用控制红线;用水效率控制红 线;水功能区限制纳污红线。 四项制度:用水总量控制制度;用水效率控制制度;水 功能区限制纳污制度;水资源管理责任和考核制度。
第二节 水资源数量评价
2、降水量计算
(2) 流域或区域面上的平均降水量计算方法有:
a.算术平均法:此法简单,但当降水量随地形变化 较大时,精度较差;只有当地形起伏不大,且降水 量观测站分布较均匀时,计算效果较好。
第二节 水资源数量评价
2、降水量计算
(2) 流域或区域面上的平均降水量计算方法有: b.等值线法:一般来说,等值线法是计算流域(或 区域)平均降水量的较完善方法,因为它考虑了地 形变化对降水的影响。因此,当地形变化较大,区 域内有足够数量的降水量观测站,又能够根据水资 料结合地形变化绘制出降水量等值线图时,采用等 值线方法是比较理想的。 c.泰森多边形法:当流域内待选的降水量观测站比 较少,绘制降水量等值线又比较困难时,可以选用 本方法。
01-水资源系统分析概论
第一节 系统工程的基本概念和主要内容
五、系统分析的一般步骤
系统分析事实上是一种在一定程度上定型化的科学 方法,以使思考能沿着一定的渠道有指导地来通过 界于所要求到达的目标和所设计的系统性能之间的 各种错综复杂的道路。最后能得出一个完整的比较 方案。一般可划分为下列五个工作步骤:
目标的陈述 开发规划 探索性研究 可行性研究
第一节 水资源开发利用及其策略思想
水资源系统分析理论与应用 参考资料
2000-10-1
2006-1-1
2010-02-09
第一节 水资源开发利用及其策略思想
主要内容
水资源系统分析概述 线性规划 整数规划 非线性规划 动态规划 模拟技术 多目标规划方法 遗传算法 人工神经网络基本原理 博弈论(简介) 除涝排水系统的优化规划、防洪库群规划和调度、水电站 供水库群的优化规划和调度、节水灌溉优化管理
第一节 水资源开发利用及其策略思想
水资源系统分析概述
第一节 系统工程的基本概念和主要内容
一、系统工程学的概念 二、系统组成和系统的边界、范围 三、系统分析与运筹学 四、系统分析的特点 五、系统分析的一般步骤 六、系统分析的核心内容和基本途径
第二节 水资源系统的特点和分析途径
一、水资源系统特征 二、水资源系统分析途径
将原型系统的输入资料,系统本身的物理功能及输出目标表达为计算 机算式。 对模型进行验证、修改。
缺点:
由于变量、参数和函数的组合,其方案很多,难以枚举,用比较或试 错法不一定得到全局最优解,而可能只是局部最优解。
优点:
对于一个复杂系统,难以充分精确地用数学模型来概括和描述,及难 于求解析解(或数值解)者,总是可以用计算机来模拟此种系统,并按 各种输入方案计算其结果。最后通过比较求得一定程度的“最优解”。
水资源承载力预警系统分析
水资源承载力预警系统分析一、水资源承载力预警系统概念与机制(一)预警的概念内涵与工作原理预警的科学内涵包括预警指标、警戒阈值、预测并评价危害范围及程度、调控措施5个方面。
预警的科学过程就是通过总结以往系统的发展规律,对已选定的预警指标划定一定的警戒阈值;同时在系统变化趋势预测基础上,利用警戒阈值对警情的危害范围和程度进行判断,以此向关联方发出不同的示警信号,为其及时采取调控措施从而减轻相关损失提供参考。
从预警过程可看出预警是一种更高层次意义上的预测和评价,预警的目的在于基于预测的结果,对其进行价值意义上的评价,相对于预测对全面宏观方面的关注,预警更倾向于对特定异常不利情况的警示作用。
系统科学是预警系统的理论基础,系统工程提供的科学研究方法自然成为解决预警相关问题的重要途径。
从1969年美国Hall提出的系统工程三维结构图中逻辑维的主要组成要素包括明确警义、寻找警源、分析警兆、预报警度和排除警患,预警的工作原理就是在明确警义的基础上,寻找警源并分析警兆,达到预报警度最终排除警患的目的。
预警原理中的警义包含警素和警度两方面的内容,警素是指系统发展过程中出现了哪些警情,在实际研究中可按照警情的来源或者性质进行分类;警度是指警情的严重程度,通常用等级进行划分。
其中警度是明确警义的重点和难点,重点在于确定警度在实际应用中根据实际情况划分警限,警限的阈值范围直接影响到系统的状态判别;难点在于警限受制于空间地理位置的不同很难在不同地区划定统一标准,同时进行预警研究需要警限应在一定时间范围内保持相对稳定,但是实际上客观的警限随着时间应该是变化发展的。
警源是警情和警患的源头所在,是对事物发展造成不良后果的根源,寻找警源是调控措施能够治标又治本的关键;警兆是指先于警情发生的先兆事件,对预警的前瞻性起着至关重要的作用,分析警兆的目的在于通过对警兆的挖掘分析选用相较于警情指标在时间上先行的指标作为预警指标,在此基础上的预警才具有预先于警情的特性。
水资源评价ppt
表1—3 2002年各流域片用水消耗量及耗率( 单位:亿m3 )
流松 海 黄 淮 长
其中
内
域 辽 河 河 河 江 陆 太湖 珠江 东南诸河 西南诸河
片河
河
耗 310 279 220 393 762 94 393 165 71 390
水 量
(亿 m3)
耗 55 70 57 64 45 32 46 52 69 68 水 率
相协调
三、水资源开发利用现状分析
(一)供水量及其变化情况 供水量指各种水源工程为用户提供的包括输水损失在内的供水量,接
受水区分地表水源、地下水源和其他水源(指污水处理再利用量和集 雨工程供水量)统计。海水直接利用量(不包括海水淡化处理量)另 行统计,不计入总供水量中。 根据2002年水资源公报,当年全国总供水量5497亿m3,占当年水资源 总量的19.5%。地表水源供水量占80.1%,地下水源供水量占19.5%, 其他水源供水量(指污水处理再利用量和集雨工程供水量)占0.4%。 在省级行政区中,地下水源供水超过50%的有河北、北京、山西、河 南、山东和辽宁6个省(直辖市),其中河北省高达81%。另外,海 水直接利用量为216亿m3。主要的跨流域调水情况是:海河流域引黄 河水46.4亿m3,淮河流域从长江、黄河分别引水69.0亿m3和20.3亿m3, 山东半岛从黄河引水12.7亿m3,甘肃河西内陆河从黄河引水1.2亿m3。
从中国大陆水资源总量的趋势看:最近的20多年中,由于 环境变化,如受气候变化和人类经济活动导致的土地利用 和植被变化的影响,我国的水资源有不同程度的变化,无 论是降水和水资源数量略有减少,特别在中国北方地区 (如华北地区等),水资源数量减少的趋势比较明显。北 方缺水地区持续枯水年份的出现,以及黄河、淮河、海河 与汉江同时遭、遇枯水年份等不利因素的影响,加剧了北 方水资源供需失衡的矛盾。
水资源系统分析及应用new
印度
17800
3.7 2450
世界
468700 100 10340
从径流总量上看:巴西最多,俄罗斯次之,我国居 世界第六。
从人均径流量看:加拿大最多,其次是巴西,而我国只 有世界平均的1/4左右.
从图中我们 可以看出,我 国降水量的 地区分布存 在怎样的差 异?
我国降水量的分布呈现自东南向西北递减的趋势,所 以我国水资源的空间分布具有南多北少、东多西少的 特点
抽 取 地 下 水
海 水 淡 化
• 小结:
• 从上述实例可以看出,科技的进步促 进了人水关系的发展。科技落后的古 代,人类只能局限于水资源丰富的大 河流域发展。在科技发达的现代,人 类通过修建跨流域调水工程和大型蓄 水工程,来缓解水资源时空分布不均 的矛盾。从而大大拓展了人类生存和 发展的空间。
世界上水资源最丰富的国家径流资源比
较
国家
径流量(亿 占世界 人均径流量(立
立方米) 总量% 方米/人)
巴西
51912
11.0 43700
俄罗斯
40000
8.5 27000
加拿大
31220
6.7 129600
美国
29702
6.3 12920
印度尼西亚 28113
6.0 19000
中国
27115
5.8 2632
构成系统必须具备的三个条件:
1、至少要有两个或者两个以上的要素( 部分)才能组成系统。
• 2、要素(部分)之间相互联系、相互 作用,按照一定方式形成一个整体。
• 3、这个整体具有的功能是各个要素( 部分)的功能中所没有的。
2.2 系统的结构与功能
结构:相互联系、相互作用
第1讲 水资源 系统基本理
一 系统科学的形成和发展
3 80年代以来的发展
1) 非线性科学:非线性是数学概念,是相互作用的数学表达。 一个系统不仅是其部分的总和,这意味着叠加原理失效,在数学上说 就是非线性。一切事物作为系统,无论是系统内部结构和外显的系统 功能,以及系统演化过程都是相互作用的显示,因而也是非线性的。
信息和反馈是控制论思想的核心。认为“一切有目的的行为都可看 做需要负反馈的行为”,从而一切有目的的行为,都可借负反馈的不 断校正来实现。
一 系统科学的形成和发展
运筹学、控制论和信息学的成就,就把科学的定量的系统思想的适用 范围,从自然物扩展到人工物,从“物理”扩展到“事理”;为系统 科学横断自然科学、社会科学和工程技术的基本特征的形成奠定了基 础。
一 系统科学的形成和发展
1 20世纪40-60年代的发展 1)贝塔朗菲与一般系统论 他认为现实是一个有组织的由实体构成递阶秩序,在许多层次的叠加 中从物理、化学系统引向生物、社会系统;因此,不能把分割看待的部 分的行为和整体,必须考虑各个子系统和整个系统之间的关系才能了解 各部分的行为和整体。系统,“这个表面上看来平淡,抽象而空洞的概 念,其实充满了隐蔽、内涵、酵素和爆炸的潜力”。 一般系统论思想, “即从更一般的意义上制定出适于各种系统的原理和模型,而不讨论它 们的特殊种类、元素及所包含的各种动力”。 1945年《关于一般系统论》出版,提出一般系统论的任务 “乃是确立 适用于系统的一般原则”。要研究各种系统的一般方面、一致性和同构 性,要阐述和导出适用于一般系统或其子系统的模型、原理和规律。 缺陷在于偏重于概念阐述和定性描述,深入的定量理论和方法较少。
水资源综合管理系统分析
水资源综合管理系统分析【摘要】水资源综合管理是一个大的系统工程,当前我们面临的很多水问题都与水资源综合管理有关。
本文在对当前我国存在的水管理问题进行分析的基础上,探讨了我国进行水资源综合管理应考虑的各种关键性问题。
【关键词】水资源综合管理自然系统人类系统1 前言1.1 普遍存在的问题当前中国在经济和社会发展过程中所面临的很多挑战都与水密切相关。
缺水、水质恶化以及洪水的影响都是需要引起特别关注的问题。
水资源综合管理是能够帮助按照有效的成本和可持续的方法尽力处理水问题的一种过程。
水资源综合管理的概念已经引起了1992年在都柏林和里约热内卢召开的水与环境问题国际会议的特别关注。
目前普遍存在的问题主要有四个。
一是水资源面临的压力。
二是缺水人口。
三是污染的影响。
四是水管理危机。
以上水问题由于水管理中的种种缺陷而更加严重。
水资源的部门管理方法仍然通行并占主导地位,这导致了对水资源开发与管理的分割和不协调。
此外,水管理通常采取自上而下的体制,这种体制的合理性及有效性越来越被人们所怀疑。
这些普遍的问题都是由于对有限资源的无效管理和竞争增加所造成的。
因而对水资源综合管理方法进行研究是一个非常紧迫的课题。
2 水资源管理原则以都柏林原则为指导。
与水资源综合管理有关的一般原则、方法和指导方针很多,并且有其各自适用的范围。
都柏林原则是其中一套特别有用的原则。
它经过—系列国际咨询后最终于1992年在都柏林国际水和环境问题会议上提出,其目的在于促进那些对改善水资源管理十分重要的概念和实践的转变。
这些原则不是静态的,显然需要根据对其解释和实施的经验加以更新和具体化。
都柏林原则得到普遍支持。
都柏林原则为1992年在里约热内卢召开的联合国环境与发展大会所通过的《21世纪议程》的建议(关于淡水资源的第18章)做出了重大的贡献。
自此以来,这些原则(被称为都柏林-里约原则)受到了国际社会的普遍支持,成为支撑水资源综合管理的指导性原则。
这些原则在1998年哈拉雷和巴黎召开的国际水会议以及联合国可持续发展委员会在1998年召开的“里约+5”后续会议上得到了重申和完善。
水文学原理(水文水资源绪论及第一章)PPT课件
%
淡水亿 km3
%
96.54
0
0
地表水
0.242541
1.75
0.2417
69.0
地下水
0.23700
1.71
0.1083
30.916
土壤水
0.000165
0.001
0.000165
0.047
大气水
0.000129
0.0009
0.000129
0.037
生物水
0.0000112
0.00001
0.0000112
承压水
大气降水
水汽水平运动
地面 蒸发 根系吸收
蒸腾 内陆
海陆间
海上
滴落 地表径流
根系吸收 地下径流
蒸腾
滴落 根系吸收
水面蒸发 海洋
2.水文学的研究内容:
水文学作为地球物理科学的一个分 支,主要研究地球系统中水的存在、分 布、运动和循环变化规律,水的物理性 质、化学性质,以及水圈与大气圈、岩 石圈和生物圈的相互关系。
各省会城月市份 分月降雨量
400 350 300 250 200 150 100
50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份
降雨量(mm)
北 京 天 津 石家庄 太 原 呼和浩特 哈尔滨 长 春 沈 阳
上 海 南 京 合 肥 杭 州 福 州 南 昌 武 汉 长 沙 南 宁
香 港 澳 门 台 北
年径流量(亿m3) 牋巴西 牋俄联邦 牋加拿大 牋美国 牋印度尼西亚
中国 牋印度 牋日本
各主要国家的年径流总量
60000 50000 40000 30000 20000 10000
1水资源系统分析概论
输出 系统
系统对 环境的 作用
降水
反馈
人类利用水量 自然消耗水量 外流河入境水量 …
流域水资源系统的环境包括
自然因素
人为因素
绪论>> 1.1 系统
1.1.2 系统的结构与功能
• 3.系统功能:将输入转换为输出。由系统结构 和环境决定,由输入、输出间的关系体现。
水利枢纽的功能 把天然径流量(输入)调节为人类所需要的水量过程 (输出),水利枢纽的结构决定了在防洪、发电、供水 等方面的功能。
• 时空不均匀性: 降雨量蒸发量动态变化与地域分布特性
• 非线性:水资源系统中许多约束条件和函数都为非线性
绪论>> 1.3 系统分析在水资源领域中的应用
1.2.2 水资源系统分析
• 水资源系统分析步骤
系统描述 目标选择 方案确定 约束分析 模型建立 模型求解
结构、功能、环境及的相互关系 反映系统整体性目的,不能只考虑局部 确定系统中所有可执行的决策方案 确定系统中所有约束条件,不遗漏,不矛盾 数学模型、预测模型、优化模型、模拟模型、评价模型等 求解,分析模型参数变化对结果的影响 将模型结果与历史资料比较,看结果是否可靠
以系统观点为指导 科学理论:哲学
在科学技 术体系中 的地位
基础学科:语文、数学 技术学科:运筹学
工程技术学科
绪论
四、运筹学的分支
数学规划(线性规划、整数规划、动态规划) 决策论 对策论 图论 排队论 存储论
绪论
五、运筹学的工作步骤
例:库存问题
明确问题(提出、形成) 建立数学模型 求解 结果分析(解的检验、控制、实施)
对不同的研究对象方法不同
绪论>> 1.2 系统工程学与系统分析
水资源系统分析线性规划与单纯形法PPT学习教案
凸集:如何集合C内任意两个点 X1,X2的连线上的所有点都在 集合内部,则C为凸集。
X=α X1+(1-α)X2∈C 0<α<1
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顶点:C中点X,若不在C中任何其他两点的 连线上,则为顶点。
A
不存在 X=α X1+(1-α)X2 0<α<1 有界凸集中的点都可由顶点的凸组合表示
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min z x1 2x2 3x3
2x1 x2 x3 9 3x1 x2 2x3 4 3x1 2x2 3x3 6 x1 0, x2 0, x3无约束
Max z x1 2x2 3x3 3x3
2x1 x2 x3 x3 9
3x31x1
x2 2x3 2x3 4 2x2 3x3 3x3
A
1 4
2 0
0 0
1 0
0 1
0 0
0 4 0 0 0 1
系数矩阵
1 0 0 0
(P3P4 P5 P6
)
0 0
1 0
0 1
0 0
0 0 0 1
基
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令非基变量xm+1=xm+2=…=xn=0,解出m个约束方程的 m个基 变量的唯一解X=(x1 x2 …xm )T,加上非基变量得到一个基解 X=(x1 x2 …xm 0…0)T
6
x1 0, x2 0, x3 , x3 0
Max z x1 2x2 3x3 3x3 0x4 0x5
2x1 x2 x3 x3 x4 9 3x1 x2 2x3 2x3 x5 4 3x1 2x2 3x3 3x3 6 x1, x2 , x3 , x3, x4 , x5 0
水资源系统分析剖析PPT学习教案
➢ 模拟模型优点
简单、灵活,应用最广泛。尤其在数字技术出 现后,已使水资源系统分析人员能够非常详细 的应用程序和图形来描述水资源系统的运行情 况。例如,综合河川径流和降雨系列生成模型 、洪波演算、以及水力发电、灌溉、城市供水 、水质控制、航道、港湾、旅游等水资源系统 的规划和管理。
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对于不清楚河流突然转入地下的地点而只考虑其均匀水量损失的 河道,在s点处的某个特定时段t的平均流量是距它最近的或最具有 代表性的测点流量 的函数,也是该点s和点s’ 之间河道长度 的函数。似定长度乙沿下游方向为正,则计算干旱地区流量的一 种方法是使用指数衰减函致:
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合适的模拟时段数以及每个模拟时段的长度,取 决于水文的变化(即天然流量的变化) 以及可用计算 时间。
第4页/共78页
6.1.3 天然河川径流量计算方法
在任一特定点上,可能抽用和存 蓄的水量在某种程度上是该点可 用水量的函数。
每一时段、每一个点的流量,必 须根据一个或多个附近测点的实 测流量数据进行计算。
第3页/共78页
河川径流计算是建立模拟模型的 前提和基础。
6.1.2 河川径流计算的时段划分
水资源规划方案中,当涉及在时间和空间上对天 然流量进行分配时,通常不用日流量或周流量, 而用旬、月流量就已足够了。
在这种分析中所考虑的最短时段,通常不少于水 流从流域的上游端到下游端所需的汇流时间。
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6.1.6 河川径流的随机生成技术 由于河川径流实际上是一个随机过程,因 此,随机生成技术在河川径流的计算中应用 广泛。
第13页/共78页
河川径流的随机生成技术主要包括:
统计的河川径流模型 自回归马尔可夫模型 自回归滑动平均模型 多站模型 多时段多站模型 根据降水资料生成河川径流
水资源系统分析课程设计
前言水资源系统分析是近几十年来发展迅速的一门学科,它利用系统科学的理论和方法分析制定水资源的合理开发、利用、保护和管理方案,以达到整体最优或最满意的综合效益。
系统分析方法已在水资源系统的规划、设计、施工、运行管理中得到了广泛的应用。
水资源系统分析方法包括系统建模方法、预测方法、优化方法、模拟方法、评价方法、决策方法等。
水资源系统分析与应用课程设计以基本的系统分析方法(线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、多目标规划与决策等系统优化方法、系统模拟方法)为主。
本次课程设计将采用Lingo对目标进行规划求解,LINGO是美国芝加哥(Chicago)大学的Linus Schrage(莱纳斯.施拉盖)教授于1980年前后开发,它是一种专门用于求解数学规划问题的软件包,广泛应用LINGO主要用于求解线性规划、非线性规划、二次规划和整数规划等问题,也可以于求解一些线性和非线性方程组及代数方程求根等。
Lingo的优点有:简单的模型表示、方便的数据输入和输出选择、强大的求解器、交互式模型或创建Turn-key应用程序。
其特色在于内置建模语言,提供十几个内部函数,可以允许决策变量是整数。
目录一、线性规划问题 (1)二、整数规划问题 (5)三、非线性规划问题 (7)四、动态规划问题 (8)五、多目标规划问题 (12)六、心得与体会 (16)一、线性规划问题一个灌区耕地面积1000hm²,可用灌溉水量360万m³。
在安排种植计划时考虑两种粮食作物A,B,其灌溉定额分别为3000m²/hm³、6000m²/hm³,每公顷净收入分别为4500元/、6000元。
问如何安排两种作物的种植面积才能使整个灌区净收入最大?解:以作物A,B的种植面积x1,x2为决策变量。
目标函数:总净收入(万元)最大maxZ=0.45 x1+0.60x2约束条件:(1) 耕地面积(hm²)X1+X2<=1000(2) 灌溉水量(m²/hm³)0.3X1+0.6X2<=360(3)非负约束X1,X2>=0用Lingo求解过程为计算列方程为:MAX=0.45*X1+0.60*X2;X1+X2<=1000;0.3*X1+0.6*X2<=360;X1>=0;X2>=0;计算结果为:Global optimal solution found.Objective value: 480.0000Infeasibilities: 0.000000Total solver iterations: 2Variable Value Reduced Cost X1 800.0000 0.000000 X2 200.0000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price1 480.0000 1.0000002 0.000000 0.30000003 0.000000 0.50000004 800.0000 0.0000005 200.0000 0.000000“OBJECTIVE FUNCTION VALUE 480.000”表示最优目标值为480.000(LINGO中将目标函数自动看作第1行,从第二行开始才是真正的约束条件)。
水资源Ppt精品课件1
倡导节约水资源 树立科学的资源观
教学重点和难点
二、说学情
学情分析
知识基础 对水资源有一定了解,对水资 源的时空分布不难理解;但对 水资源的合理利用还没形成完
整的综合利用的思想
能力基础 具备基本的地理特征分析、比 较与概括能力、地理因果关系 分析与推理能力和地理信息加
工能力
三、说教法与学法
三、说教法与学法
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4、中国若不能创造出一种新哲学,则 民族再 兴只是 空谈” ,张岱 年这话 表明唯 有创造 新哲学 我们民 族才有 振兴的 希望
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5 、开篇引用的两句民歌,颇具地域 风情和 民族特 色,既 暗示了 本文人 物之间 的关系 ,又营 造了浓 郁的抒 情氛围 。
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6 、本文很少有直接抒发人物内心情 感的语 句,结 尾部分 描绘的 昏暗而 又不失 温暖的 静谧 场景,令人回味无穷。
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2、班组完工后,对产品的保护进行系 统管理 ,对班 组已完 成并形 成系统 功能的 产品, 经验收 后,即 组织人 力、物 力和相 应的技 术手段 进行产 品保护 ,直至 形成最 终产品 ,并指 派专人 看护直 至交付 业主使 用为止 。
3 、张岱年在哲学研究上取得的巨大 成就, 跟他学 生时代 对中外 哲学典 籍的深 入研究 、名师 的指导 、好学 深思的 品性有 关。
图表分析 合作探究
水资源的分布规律:降水量大、水循环活跃的 地区,水资源丰富;降水量小、水循环不活跃 的地区,水资源贫乏。
图表分析 合作探究
图表分析 合作探究
我国水资源的分布特点
空间分布 时间分布
东多西少,南多北少 夏秋多,冬春少
原因:降水量的时空分布不均
空间:降水量从东南沿海向西北内陆递减
水资源系统
四、地下水含水系统与地下水流动系统
(二)地下水流动系统:
4. 研究意义:可帮助确定地下水的补给、径 流和排泄过程。 源:补给区 汇:排泄区 (1)地下水的补给:大气降水、地表水体、 凝结水、含水层之间和人工补给。
二、地表水资源量与质的时空分布特点
(一)、地表水水量的时空分布特点: 1.空间分布不均:影响因素 ⑥水系分类: e.混合状水系:较大水系因其幅员广阔,地形、地质复杂,水 系内各河流的分布形态也复杂多样,常为上述各种水系状 态组合而成如长江水系的上游金沙江、雅砻江、大渡河为 平行状,嘉陵江为扇状,汉江为羽毛状,湘江、赣江为树 枝状等,这些不同类型的干支流分布,使长江成为混合状 水系。
第二节水资源系统的构成及特点
一、地表水系统的组成要素及结构 二、地表水资源量与质的时空分布特点 三、地下水系统的组成要素及结构 四、地下水含水系统与地下水流动系统 五、水资源属性及分类
二、地表水资源量与质的时空分布特点
(一)、地表水水量的时空分布特点: 1.空间分布不均:影响因素 1)降水量 降水量大的地区地表径流深、产水模数和 河网密度大。 2)流域特征不同导致局部流域地表产流数量、河网形 态相差很大。 ①地表岩土的渗透性 ②坡度的陡缓 ③植被覆盖度 ④植被种类 ⑤坡向 ⑥水系形状
上述各形态的水在地壳中分布有一定规律性。
三、地下水系统的组成要素及结构
1.地下水: 上述各形态的水在地壳中 分布有一定规律性。 如右图所示。
2.地下水系统组成:赋存于岩石空隙中的水、具有空隙的岩层。
三、地下水系统的组成要素及结构
3. 地下水分类: (1)地下水按其埋藏条件,可分上层滞水、潜水和承压水三种。 上层滞水:存在于地面以下局部不透水层上面的滞水,分布范围 有限,是季节性或临时性的水源。 潜水:埋藏于地面以下第一个隔水层以上具有自由水面的地下 水。潜水面的标高称为地下水位。 承压水:充满于两个隔水层之间的含水层中,承受有超静水压力 的地下水。承压水不易被污染,可作供水水源。
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事件
科学家希罗得到测量截面流量的方法 在中国和朝鲜出现测量雨量的仪器 总结出水的连续性 出现下泻量的测量方法 出现降雨和蒸发的测量方法 出现河流流量的测量方法 伯努利方程和出现压力计 现代水表出现 美国出现垦殖工程 第一份水资源规划报告——加勒廷报告出现 第一个有过滤功能的供水工程 第一次出现利用水力发电 保护和管理沙漠的相关法案 美国成立地质勘探局 气象局成立 颁布开垦法 迈阿密城提出防洪规划 美国成立地球物理协会 在水文曲线中规定谢尔曼单位 美国成立田纳西流域管理局
3、漫谈现代水资源规划的发展
(3)水资源规划管理与法律的历史进程
3、漫谈现代水资源规划的发展
英国在15世纪就开始水的立法,它的第 一部水法诞生于1585年。以后又颁布了 许多专业性的法律。 美国虽然没有颁布全国性的综合水法, 但自20世纪以来,先后颁布了一系列法 令。
3、漫谈现代水资源规划的发展
1、什么是水资源规划?
国外没有形成如中国所特有的水利行业 的综合概念,而在近几十年来水资源问 题发展并越来越突出后,逐渐又赋予水 资源了许多涉及与水有关各方面的内涵, 从而出现十分接近中国的水利行业的水 资源行业。在这个层次上,国外的水资 源规划就等同于中国的水利规划。
1、什么是水资源规划?
水资源规划的研究对象包括什么? 水循环系统 人类社会系统 生态环境系统
3、漫谈现代水资源规划的发展
墨西哥的水资源政策最初起源于1917年 的宪法基本宣言:“水是国家所拥有的 财产,只有得到有关联邦权力机构的授 权才得以使用”。经过了70年的发展, 墨西哥逐步形成一套比较完整的法律制 度,规定了所有想使用国家水资源的个 人、公共团体和私人企业的权利和义务, 以及国家的职责范围。
1、什么是水资源规划?
水资源规划的基本特点有哪些? 复杂巨系统,包含多个子系统 多目标 多层次 时效性 动态性
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源规划的目标和任务主要有哪些? 获得经济效益; 调整地区的分配; 促进充分就业; 推动和支持经济增长; 取得某种无形的或不好量度的目标,诸如保 护自然环境,巩固国防等等; 其他目的。 总的来讲,可以概括为保障经济社会的可持 续发展。
水资源可持续利用 保障措施制定
3、漫谈现代水资源规划的发展
(1)水资源规划的历史
3、漫谈现代水资源规划的发展
水资源规划的历史与人类文明同步,在人类 文明产生的同时,就出现了水资源规划。据 历史资料显示,古埃及在公元前3500年,就 有了水资源规划活动。 流量的测定是水资源规划中最为基础的一步, 17世纪到18世纪,开始发展出专门研究水资 源科学和技术的团体,他们最主要的一个目 标就是为水资源规划提供科学依据。
3、漫谈现代水资源规划的发展
新中国后水利事业有了崭新的面貌,开始重 新蓬勃发展起来,50余年的水利建设,取得 了举世瞩目的成就。
修建加固堤防25万公里 建成大中小型水库8万座 形成了5,600亿立方米供水能力 灌溉面积达8.3亿亩(1949年2.4亿亩) 全国用水量由1949年的约1,000亿m3达到2000年的 5732亿m3,农业占72%,工业占22%,城镇生活占 6%,人均综合用水量从不足200m3增加到458m3
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源规划的基本工作内容有哪些? 1、水资源规划的问题识别 2、水资源规划方案集的拟定 3、水资源规划方案集的运算 4、水资源规划方案的影响评价 5、水资源规划方案的评价与选择 6、水资源规划的方案落实
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源规划的基本工作步骤是什么?
(1)问题剖析阶段(包括问题的目标选择阶段) (2) 规划或管理模型制定阶段 (3) 系统模型的优化计算阶段 (4) 影响评价 (5) 规划方案评价 (6) 工程实施阶段 (7) 运行阶段 (8) 系统规划和运行策略阶段
3、漫谈现代水资源规划的发展
我国于1988年1月颁布了第一部水法, 2002年又颁布了经修订后的水法,进一 步明确了水资源开发与利用及其管理的 准则。此外,近十余年,我国陆续颁布 了一系列与水法配套的专业法规,正逐 渐形成完整的水法体系。
水资源规划的内容基本上就相当于中国的 水利综合规划的内容,包括对水的控制、 利用和保护的各个方面的总体安排。例如:
1、什么是水资源规划?
观点2:
台湾《中国工程师手册》中关于“水资源 规划”的定义指出:“以水之控制及利用 为主要对象之活动,统称水资源事业,它 包括水害防治、增加水源和用水”,而对 这些内容的总体安排,即水资源规划 。
1935
1941 1950 1958 1959 1972 1974 1980 2001
美国成立规划协会
出现降雨频率分析 成立水资源开发库克委员会 颁布供水法案 就水资源问题成立克尔委员会 颁布控制水污染法案 颁布安全饮水法案 中国开展第一次全国水资源评价 中国开展第一次全国水资源综合规划
3、漫谈现代水资源规划的发展
1、什么是水资源规划?
观点1:
而水资源规划则主要指在统一的方针、任 务和目标的指导下,通过对水资源的时空 分布的再调整,协调防洪抗旱、开源节流、 供需平衡以及发电、通航、水土保持、景 观和生态环境保护等专业方面的关系,评 价方案实施后对经济、社会和环境的潜在 影响。
1、什么是水资源规划?
观点2:
2、水资源规划基本内容与步骤
水资源调查评价 水资源开发利用现状评价
水 资 源 综 合 规 划 信 息 系 统 建 设
水资源需求预测
节约用水规划
水资源开发利用潜力 分析与供水预测
水资源保护与 水污染防治规划 水 资 源 综 合 规 划 专 题 研 究
水资源合理配置
水资源开发利用布局 与实施方案制定
规划实施效果评价
3、漫谈现代水资源规划的发展
到了唐、宋时期,农田水利方面则出现了利用 坎儿井的灌溉方法。而在航运渠道方面出现了 复闸,澳闸等比单闸优越很多的闸门形式。 元、明、清等朝代,水资源利用与规划得到了 进一步发展和完善。我国开始了与世界的交流, 开始学习和应用西方近代的水利科学技术,开 始结合我国的原有经验进行现代水资源规划与 利用的实践,虽在某些方面有所发展,但规模 不大。
1、什么是水资源规划?
观点1,认为水资源规划是水利规划的 重要组成部分; 观点2,认为水资源规划的内容上就相 当于水利规划。
1、什么是水资源规划?
观点1:
现代意义下的水资源规划是水利规划的重 要组成部分,主要是对流域或区域水利综 合规划中关于水资源多种功能的协调、为 适应各类用水需要的水量科学分配、水的 供需分析及解决途径、水质的防治规划等 方面的总体安排。
1、什么是水资源规划?
观点2:
美国古德曼(A.S.Goodman)也认为水资源 规划就是在开发利用水资源的活动中,对 水资源的开发目标及其功能,在相互协调 的前提下做出的总体安排。
1、什么是水资源规划?
产生这种认识上的差别的原因是什么?
在世界上有些国家,水利和水资源接近。Water
resources = 水利;在中国,水利一词长期存在并形 成一些固定概念。 在我国,一般水利包括治水、用水各个方面,涉及水 利,能源,交通,农业等部门。水资源多是指为水利 工作的前期论证和后期管理,偏重于“软件”。 水资源学在中国属水利科学中综合性分支学科,与水 利史、水利经济学等并列。
表2-1
时间(年) 4000 3200 3000 2750 2200 1950 公 元 前
水资源利用及水资源规划的历史重要事件
事件 在埃及和美索不达米亚出现了4000项灌溉工程 第一个有史料记载的水资源规划工程出现 尼罗河修建第一座水坝 印度河中南亚的一条河流附近出现第一次供水和排水工程 中国的水利工程 修建连接尼罗河和红河的运河
3、漫谈现代水资源规划的发展
18世纪数学领域的蓬勃发展对水文水资源有 着重要意义,其中柏努利(Bernoulli)方程和 欧拉(Euler)方程的出现,为系统描述水的 运动提供了基本方程。 虽然人类进行水资源规划活动可以追溯到很 久以前,但人们在理论指导下有理论地进行 水资源规划,是开始于20世纪30年代。在美 国,开始研究地表水与地下水源,考虑工程 措施、调水及水处理问题,评价工程实施的 经济效益等,系统完成了最早的水资源规划 的全部内容。
1、什么是水资源规划?
观点1:
水利规划是指为防治水旱灾害、合理开发 利用水土资源而制定的总体安排,内容包 括:确定研究范围,确定规划方针、任务 和目标,研究防治水害的对策,综合评价 流域水资源的分配和供需平衡对策,拟定 全局部署及部分重要的枢纽工程的布局, 综合评价规划方案实施后对经济、社会和 环境可能的影响,提出为实施这些目标需 采用的重要措施及程序等。
法国1964年的《水法》,将全国分为六大流域, 建立了六大流域的管理局,作为流域内用户、 地方政府、中央政府的代表委员会即“水议会” 的执行机构。 日本是以专门职能机构管理水资源的典型代表, 防洪与河道治理由建设省管理,发电和工业用 水由通商产业省负责,灌溉和农业开发由农林 水产省负责,水污染防洪由环境厅负责。在这 些机构之上,国土厅作为综合协调机构,负责 编制全国河川水系综合规划,制定水的中长期 供应计划,审议评价各部门的水资源开发计划。
3、漫谈现代水资源规划的发展
历史上知名的人工开凿的航运河道有很多
Biblioteka 吴王夫差在公元前186年为战事需要开挖了连接长江 和淮河的邗沟,它起自江苏的淮阴,经过几个重要 城镇最后汇入长江; 建于公元前340年的鸿沟,将淮河上游和黄河沟通, 并将黄河的水引入了当时的大梁,也就是现在的开 封; 修于公元前221年前后的灵渠接通了湘、漓二水,从 而沟通了长江和珠江两大水系的航道; 最著名的莫过于修于隋朝的南北大运河。
(2)我国的水资源开发利用及水资源规 划发展