第七章 水资源系统分析方法简介资料
水资源系统分析
第一章1.系统的概念：系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分（元素）结合而成的具有特定功能的有机整体。
2.系统的属性：集合性、相关性、层次性、整体性、目的性、环境适应性。
3.系统分析的特点：在思想方法上，强调整体性观点和协调精神。
在系统分析过程中注重多学科合作、分析者与决策者合作在系统分析技术上，将定性分析与定量分析相结合在系统分析工具方面，以计算机为主要工具4.水资源系统：处在一定环境下，为实现水资源的开发目标，由相互联系、相互作用的若干水资源工程单元（物质单元）和管理技术单元（概念单元）组成的有机整体工程水资源系统水资源系统由物质单元和概念单元组成5.水资源系统分析特点：多科学性、多目标性、层次性、不确定性、时空不均匀性、非线性6.系统描述：根据所研究问题的性质和目的，对水资源系统进行定性分析，了解系统的结构、功能、环境及其相互关系。
7.系统分析方法在水资源系统中的应用范围：水资源系统规划、水资源系统专业规划、大型水利水电工程规划设计、水利水电工程建设组织管理、水利水电工程运行调度、区域水资源优化配置、水利水电工程与生态环境8.模型变量：包括决策变量、状态变量、模型参数、输入变量和输出变量。
9.系统模拟：也称系统仿真，根据研究目标建立反映系统结构和行为的数学模型，通过计算机对模型进行模拟求解，得到所模拟系统的有关特性，为系统预测、决策等提供依据第二章10.线性规划数学模型三要素：决策变量、与决策变量有关的目标函数、与决策变量有关的约束条件11.基：对于LPS(2-7)的约束方程AX=b，若系数矩阵A的秩r（A）=m，B是A的m阶可逆子阵，则称B为LP问题的一个基。
12.基可行解与可行基：满足非负条件的基解称为基可行解。
基可行解既是基解又是可行解，是位于可行域中的基解。
基可行解对应的基B即为可行基。
13.凸集：p23 顶点：p2314.对偶定理：若LP有最优解，那么LD也有最优解，且二者目标函数值相等。
水资源系统分析基础详解
⑵水资源系统分析人员不足
一个水资源分析人员应具有： ①即懂得地表水，又懂得地下水—也就是说应具有工程水文学、随机水
文学、水文地质学和地下水动力学，以及气象学的基础知识。
②应把水质和水量统一起来考虑—即要有水化学、环境水利学和生态环 境学的基础知识。
③即懂得工程技术，又懂得经济分析—即要有水工建筑、农田水利、水
4）系统分析
用系统论的观点进行寻优决策，是运筹学在各个学科领
域的应用和发展。
系统分析的步骤： ⑴问题的确立
系统建立后，对所确立的问题必须明确三大要素：
①目标 ②可行决策 ③ 约束条件：反映系统与其所处环境的联系的制约关系。
⑵建立模型
⑶模型的求解和验证
验证方法：①再现过去的历史过程，与实际记录相对照；
论、信息论等；
70年代到80年代，系统科学的发展主要是系统
自组织理论的建立；
80年代以来，非线性科学和复杂性研究
3）系统工程 研究的技术内容： （1） 运筹学：运筹学所要研究的问题是在环境约束条件下，
应用辩证的方法，对系统进行全面规划、统筹兼顾，使系统所 追求的服务目标达到最优。主要分支如下：
⑹ 研究成果的实施
4.1.2水资源系统分析及方法
水资源系统分析就是系统工程的观点、思维逻辑和分析方法
在水资源领域中的应用。
水资源系统的特点： 1）系统 多为自然系统和人工系统相结合的复合系统。 2）目标 多目标系统
3）模型结构
常采用分解模型，进行多层次的多级优化。
目前水资源规划中应用较多的是线性规划、非线性规划、
网络技术，以及排队论、决策论等。
⑷模拟分析法
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”。
水资源系统分析学习课件.ppt
②决策变数是连续分布的，它的解xI可以是整
数、分数或小数。 ③目标函数的单一性。 ④线性规划模型是确定型的，即模型的参数和
系数cj、aij、bi都是已知的，确定的。
13:06
8
建立优化模型的步骤为：
1）根据研究问题的性质决定决策变量； 2）根据问题的目标，列出与决策变量有关
13:06
10
3)基可行解与可行基：满足非负条件的基解 称为基可行解；基可行解对应的基B即为可 行基。
4)最优解
13:06
11
简单线性规划的求解—图解法
求解模型：
max z 6 x1 4 x 2 ; 2 x1 3x 2 100 ; 4 x1 2 x 2 120 ; x1 , x 2 0
13:06
5
1、线性规划的基本形式
线性规划模型的基本数学形式为：
式中xj为决策变量，cj、aij、bi-为已知常数。 cj为目标函数的系数，又称价值系数； bi为资源约束常数； aij为技术系数。
括号中表示取三种约束不等式中一种，对一 个具体问题来说它将是唯一的。
13:06
13:06
3
1、线性规划的基本形式
线性规划模型的基本数学形式为：
max
z c1x1 c2 x cn xn
a11x1
a12
x2
a1n
xn
b1
a21x1 Leabharlann a22x2
a2n
xn
b2
第三讲 水资源系统优化问题
（线性规划）
13:06
水资源系统分析方法框架及在给排水工程中的应用
文章编号:1007-7596(2005)02-0030-02水资源系统分析方法框架及在给排水工程中的应用佟朝阳(哈尔滨供水有限责任公司南岗供水公司,哈尔滨 150001)摘 要:文章分析了水资源系统在给排水工程中的作用和特点,以及在给排水工程中需要解决的问题。
关键词:水资源系统;系统分析;给排水工程;方案;经济分析中图分类号:T V213 文献标识码:B [收稿日期]2005-01-25[作者简介]佟朝阳(1968-),男,黑龙江哈尔滨人,高级工程师。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,城市供水日益紧张,供需矛盾突现。
人类对土地的充分利用和工业的高速发展,对给水资源的开发利用提出了新的课题。
因此,对水资源数量与质量的规划、设计、运用、管理等问题的研究就变得非常必要。
为了以尽可能小的投资费用取得尽可能大的经济效益,水资源系统分析方法已引起各个方面的注意,而且在给排水工程建设中已发挥了重大作用。
1 水资源系统分析的作用、任务和特点对在建筑中和拟建的给排水工程项目,在规划、设计、施工的各阶段进行分析,通过比较可以选出最优方案,从而提高经济效益,减少浪费和损失。
它要求在考虑水资源开发利用时,必须对许多有关因素进行综合分析,包括现有供水系统及其容易扩大的规划;根据预期的人口、工业、农业的增长,规划未来的需水量;水质的管理和控制等。
水资源系统的分析必须考虑一个综合性的系统,该系统须具有以下几个特点:(1)把某一给排水工程开发利用问题看成该系统低一层次的分系统。
(2)各分系统之间存在着互相关联、互相依赖、互相制约的关系。
(3)系统有一个或多个服务目的或目标。
(4)系统是可以控制(设计和管理)的,控制的任务是为服务目的(或目标)而服务的。
(5)系统控制的规则是统筹兼顾,全面规划,局部服从全局,目前服从长远,低层次服从高层次的目标,各方面的矛盾能相互协调。
2 系统分析方法在给排水工程中需要解决的问题及系统分析的步骤2.1 水资源系统分析需要解决的问题(1)工程的选定和工程规模的优化确定。
水资源系统分析-动态规划
3
2 A 4 B2 B1 2 1 3
f s opt v s , u
k k
u ,,u
k n
k ,n
k
k
, , sn 1
（二）、动态规划的基本思想
1、动态规划方法的关键在于正确地写出基本的递推 关系式和恰当的边界条件（简称基本方程）。要做到 这一点，就必须将问题的过程分成几个相互联系的阶 段，恰当的选取状态变量和决策变量及定义最优值函 数，从而把一个大问题转化成一组同类型的子问题， 然后逐个求解。即从边界条件开始，逐段递推寻优， 在每一个子问题的求解中，均利用了它前面的子问题 的最优化结果，依次进行，最后一个子问题所得的最 优解，就是整个问题的最优解。
变量称为状态变量。 状态变量的取值有一定的允许集合或范围，此集合 称为状态允许集合。
3、决策：表示当过程处于某一阶段的某个状态时， 可以作出不同的决定，从而确定下一阶段的状态，这 种决定称为决策。
描述决策的变量，称为决策变量。决策变量是状态 变量的函数。可用一个数、一组数或一向量（多维情 形）来描述。
图示如下：
状态转移方程是确定 过程由一个状态到另 一个状态的演变过程。 如果第k阶段状态变量 sk的值、该阶段的决策 变量一经确定，第k+1 阶段状态变量sk+1的值 也就确定。
s1
u1 1
s2
u2 2
第七章水资源可供水量计算与需水量预测
第6页，共86页。
▪ 如图1所示，在丰水年份，供水能力较大，而需水量很小， 故有弃水，可供水量决定于需水量，在枯水年份〔图右侧〕 需水量较大 ，但供水能力小， 可供水量决定于 供水能力，小于 需水量。
第7页，共86页。
▪ 因此，可供水量与水资源利用量是两个不同 的概念。通常情况下，实际供水能力同水资 源的丰、平、枯水量在时间分配上存在矛盾 ，因而大大降低了水资源的利用水平，所以 ，可供水量总是不大于可利用量。
1. 蓄水工程可供水量 1〕塘坝工程可供水量的计算 方法一：W塘= KV有效
方法二：W塘= 0.667 Te
方法三：W塘= 0.667 F C P
2〕中小型水库可供水量的计算
方法一：Wp= a W
方法二：W年= KV
第17页，共86页。
3〕大型水库可供水量的计算
方法一：年调节水库〔按月计算〕 W入表示水库月来水量，W0表示时段初水库蓄水量，M表示月需
需水量〔取用水量〕：Vf＝107
第5页，共86页。
➢ 不同保证率是指丰、平、枯等不同来水情况，同时也间接地 表示了供水工程对用户的保证程度。同一工程在不同保证率 下所提供的水量是不同的。
➢ 可供水量必须是通过供水工程为用户提供的。供水工程包括地表水
源供水工程、地下水源供水工程和其它水源供水工程。有时也包括
临时供水工程。供水工程包括：蓄、引、提、调水工程及临时工 程。 ➢ 没有通过供水工程设施直接被用户利用的水量，如农作物利用的
需水要求，通过水利工程可以提供的水量。 〔2〕可供水量的特点与要求
可供水量是某种计算条件下的供水工程设施所能提供 的水量。它不是供水工程最大供水量，也不是实际 供水量，是最大供水能力中能被用水用户利用的那 局部。有别于工程的实际供水量和工程的供水能力。
第七章水资源可供水量计算与需水量预测
第七章水资源可供水量计算与需水量预测在面临日益严重的水资源危机和供需矛盾的背景下，准确计算水资源的可供水量和预测需水量变得尤为重要。
这一章节将介绍水资源可供水量计算和需水量预测的方法和技术。
一、水资源可供水量计算水资源可供水量计算是指根据水文气象数据和水资源管理的相关要素，计算出一些时期内水资源的可供水量。
主要方法有以下几种：1.蒸散发计算法：根据当地的气象数据和蒸发模型，计算出水体表面的蒸散发量和降水量，再减去入渗和径流等损失，得到可供水量。
2.水库调度模型：通过建立水库调度模型，根据水库的蓄水容量、来水量和出水量等信息，计算出水库的可供水量。
3.水资源利用强度法：根据地区的经济发展情况和人口需求等因素，结合水资源的供应情况，计算出水资源的利用强度，从而得到可供水量。
4.土地利用变化法：通过分析土地利用的变化情况和土地利用类型的水需求量，结合水资源的供应情况，计算出可供水量。
以上方法都有其适用范围和局限性，需要根据具体情况选择合适的方法计算可供水量。
需水量预测是指根据当地的经济发展情况、人口增长情况和水资源利用强度等因素，预测未来一段时间内的水需求量。
主要方法有以下几种：1.统计模型法：通过收集历史数据，建立需水量与人口、经济等因素之间的关系模型，从而预测未来的水需求量。
2.时间序列分析法：通过对历史数据的时间序列进行分析，找出规律和趋势，从而预测未来的水需求量。
3.灰色模型法：通过对历史数据进行灰色模型建模，分析数据的发展趋势和规律，从而预测未来的水需求量。
4.地理信息系统（GIS）方法：通过将地理信息与水资源数据进行整合，预测未来的水需求量。
通过分析不同区域的水资源利用情况和需求特点，预测未来需水量的空间分布和变化趋势。
需水量的预测对于水资源的合理管理和规划具有重要的参考价值。
通过科学的需水量预测，可以提前采取措施，保证水资源的合理利用和供应。
综上所述，水资源可供水量的计算和需水量的预测是保障水资源可持续利用和供需平衡的重要工作。
水资源管理与利用的分析方法
水资源管理与利用的分析方法1.水资源综合评价方法-水资源供需分析：通过分析水资源的供应能力和需求状况，评价水资源的供需平衡情况，包括对水资源供应的调查与分析、对用水需求的预测与分析，并进行供需比较与优化。
-水资源质量评价：通过对水质状况的监测与调查研究，评价水资源的污染程度与影响，确定水资源的可利用程度，包括对水质状况的定性和定量评价。
-水资源价值评估：从经济、社会、生态等多个角度，综合评估水资源的价值，包括对水资源的经济价值、社会价值和生态价值等因素进行定量或定性分析，以实现对水资源的正确价值认识。
2.水资源模拟与预测方法-水资源模拟：通过建立与现实情况相符的数学模型，模拟水资源的供需平衡、水质变化等情况，以便理解系统的动态变化，包括建立水量平衡模型、水质模型等。
-水资源预测：通过对历史数据的分析和趋势预测，预测未来一段时间水资源的供应和需求情况，帮助决策者制定相应的水资源管理方案。
3.水资源利用效益评估方法-水资源供水效益评估：通过分析供水设施的运行状态、供水能力和供水效益，评估供水系统的运行状况，包括设施利用率、供水量满足率等指标。
-水资源利用效果评估：通过分析不同水资源利用途径的效果，评估不同利用方式的经济、社会和生态效益，包括对不同用水行业的水利效益分析、对水利工程的评价和效果分析等。
4.水资源需求管理方法-弹性需求管理：根据不同行业、地区和时间段的需水特点，制定相应的水价政策和用水调度管理措施，以引导用水需求的弹性调整和管理，实现水资源的高效利用。
-节水技术管理：通过推广和应用节水技术和设备，降低用水需求，提高水资源利用效率，包括对用水设备的节水改造、节水技术的推广等。
5.水资源保护与治理方法-水资源保护规划：通过制定水资源保护的长期规划和中长期规划，确定水资源保护的目标、原则和措施，保护水源地、减少水资源浪费等。
-水资源治理：对水资源污染、水生态破坏等问题进行治理，包括开展水资源环境综合整治、强化水资源管理和保护的法律法规等。
水资源综合管理系统分析方法探讨【用心整理精品资料】
水资源综合管理系统分析方法探讨曹广祝（辽宁省水文水资源勘测局沈阳 110003）【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。
1.2 目前中国存在的挑战目前在我国进行水资源管理需要解决的问题主要有以下内容：(1）确保人民用水.尽管国家对基本的人民生活用水给予了优先的满足，但是仍然还有上亿人口人得不到安全的饮用水。
很多人口没有合适的卫生设施。
水服务的不足主要是影响我们国家最贫穷的那部分人口.因而城市和乡村的供水和卫生问题将是未来几年内面临的最严重的挑战之一。
（2）确保粮食生产用水。
人口预测表明，在未来的25年内,将需要为新增加的2亿人口提供粮食。
水越来越被认识到是粮食生产中与土地资源同等重要的一个关键因素。
灌溉农业用水占总取水量的70％以上（占总耗水量的90%以上）。
即使按未来25年内灌溉水需求增加15~20%估计—-这也许是最低的标准-—严重的水冲突将会在灌溉农业用水与人类及生态的其他用水之间发生。
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。
水资源管理系统
水资源管理系统一、水资源管理系统的概述水资源是维系人类生态系统和社会经济发展的基础资源，是各个国家和地区最重要的战略资源之一。
随着人口的增长和经济的发展，水资源的需求量不断增加，但水资源的供应量却有限，因此如何合理高效地利用和管理水资源成为当今重大的问题之一。
水资源管理系统是一种将水资源管理理念、技术手段、管理体系等与信息技术完美结合的系统，其主要目的是对水资源的开发、利用、保护、监控、调度等方面进行全过程管理和优化配置，以实现水资源的可持续利用。
二、水资源管理系统的架构水资源管理系统主要由三个部分组成：数据采集系统、数据处理与分析系统和数据展示与应用系统。
1.数据采集系统：数据采集系统是水资源管理系统的基础，主要通过传感器和计量仪器等采集水文、水质等数据，并通过GPS、遥感等技术获取地形地貌、土壤、植被等环境数据，实现对水资源的全面监测和掌控。
2.数据处理与分析系统：数据处理与分析系统是水资源管理系统的核心，主要通过数据挖掘、模型建立、分析比对等手段深入分析跟踪水资源的变化规律和趋势，为决策提供科学的依据和参考。
3.数据展示与应用系统：数据展示与应用系统是水资源管理系统的外部表现层，主要通过可视化、报表预警、模拟仿真、智能判断等手段实现对水资源管理的优化和决策支持，同时也提供成果展示和信息共享等功能。
三、水资源管理系统的应用水资源管理系统主要应用在水库水文预报、水资源监测、水资源调度、水生态保护、灾害预警等领域。
具体可采用如下策略：1.统筹规划：通过系统分析和综合计算等方法，制定科学合理的水资源开发利用规划，做到生态稳定、经济繁荣、社会和谐。
2.动态監測：通过实时监测和预警等手段，对水资源的存量、质量、流向等进行跟踪和分析，及时发现和处理水资源的异常情况。
3.动态调控：通过智能化的水资源调度系统，掌握河流、水库等水源的动态流量和水质情况，实现流量和水质的优化调控和水源的最大化利用。
4.动态保护：通过建立环境保护指标体系，监控水体污染物浓度，加强对水生态环境的监测和调查，及时发现和处理有害因子，保护水生态环境。
7-水资源规划与利用-第七章(河流综合利用规划)
第七章河流综合利用规划§7.1 概述§7.2 河流综合利用规划的内容§7.3 水库群的水利水能计算本章思考题及课外延伸7.1 概述河流综合利用规划：可以协调国民经济各部门对治理和开发河流的具体要求，妥善处理上下游、左右岸以及相邻区域与河流治理和开发相关的利益关系，促进经济、社会、环境的协调和可持续发展。
河流综合利用规划的基本原则：（1）统一规划,全面安排,综合治理,综合利用；（2）系统规划与突出重点相结合；（3）依据<水法>,<江河流域规划编制规范>等法律规范标准；（4）正确处理与其它行业规划的关系;（5）正确处理各方面的关系；（6）实事求是的科学态度；（7）广泛听取多方面的意见。
河流综合利用规划的步骤与方法：1、准备阶段（1）明确规划目的、任务、范围和类型，制定工作大纲和技术大纲；（2）收集资料；（3）查勘前的准备；（4）制定查勘计划；（5）径流分析与计算。
2、外业查勘阶段（1）对流域基本情况补充调查；（2）河流概况及水库查勘；（3）管区查勘；（4）洪水与河道调查。
3、规划研究阶段（1）确定流域治理开发的原则、方针和任务；（2）拟定规划方案；（3）水利水能计算；（4）经济计算及方案比较；（5）选定近期工程。
7.2 河流综合利用规划的内容1 社会经济发展规划2 总体规划方案3 水资源供需分析与评价4 防洪规划5 治涝规划6 灌溉规划7 城乡生活及工业供水规划8 水利发电规划9 航运规划10 河道与河口整治规划11 水土保持规划12 水质保护规划13 漂木、渔业、滩涂开发、水利灭螺、旅游等规划14 重要枢纽规划15 环境影响评价16 流域水利管理17 经济评价与综合分析18 近期工程实施意见7.3 水库群的水利水能计算一水库群及其相互补偿的概念1 水库群：一群共同工作的水库整体（群体）。
2 类型：串联式（梯级）水库群并联式水库群混联式水库群3 任务：（1）选择水库群最优开发方式（形式、次序）；（2）确定各水库的开发规模；（3）拟定水库群最佳联合调度方式；（4）计算投资、效益、影响，进行经济、环境评价4 水库群的补偿调节作用水库群联合工作时，因水文情况与水库调节性能的差异，可以互相补偿，提高总的保证供水量或保证出力。
水资源利用优化的系统分析与模拟
水资源利用优化的系统分析与模拟随着人口的增长和经济的发展，水资源的需求量不断增加，而水资源的供应量却有限。
如何科学合理地利用水资源，成为了全球范围内重大的问题之一。
为了解决这个问题，很多国家和地区开始研究水资源利用优化的系统分析与模拟方法，以期实现水资源的高效利用和可持续发展。
一、系统分析系统分析是一种科学的研究方法，它将研究对象看作是一个相互关联、互为影响的复杂系统，通过对系统内部和外部各个因素进行分析，以了解系统的运行机理和规律，并提出针对性的建议和措施。
在水资源管理中，采用系统分析方法可以充分考虑到水资源管理的复杂性和多层次性，以及各种因素之间的相互作用和影响。
例如，可以考虑人口增长、经济发展、气候变化等多个因素，综合分析影响水资源利用的主要因素，并制定适当的管理方案。
二、模拟分析模拟分析是一种用模型来描述和模拟实际系统的方法。
在水资源利用方面，模拟分析可以帮助我们评估不同管理方案的效果，以及找出优化水资源利用的策略。
例如，可以利用模型对不同地区的供水系统进行分析，以了解其供水能力、水质状况和用水情况等，从而为相关管理部门提供科学合理的决策建议。
三、系统分析和模拟相结合系统分析和模拟分析是可以相互结合的，通过将二者结合到一起，可以更加准确地了解和分析水资源利用的情况，并提出更加科学的管理方案。
例如，利用系统分析和模拟分析相结合的方法，可以较为精确地模拟出不同情况下的供水能力、水质状况和用水情况，为相关管理部门提供决策方案。
同时，也可以评估不同管理方案的效果，进而提出优化的水资源利用策略。
四、案例分析以中国为例，水资源的供应量越来越紧张，尤其是北方地区。
针对这一问题，中国多个省市采用了系统分析和模拟分析相结合的方法，制定了一系列的水资源管理方案。
例如，在新疆维吾尔自治区，政府采用了水资源管理系统，通过对地下水和水资源的监测、分析和评估，实现了供水水源优化、频繁干旱地区用水规划设计等方面的优化。
水资源保护与水资源分析的方法
水资源保护与水资源分析的方法水资源是人类赖以生存的重要资源之一，然而由于人口增长、工业化以及气候变化等原因，全球面临着水资源逐渐减少和水质下降的严重挑战。
为了保护水资源，我们需要采取一系列的方法和措施，同时也需要进行水资源分析，以便更好地管理和利用水资源。
一、水资源保护的方法1. 提倡水资源的节约使用水的浪费是导致水资源减少的主要因素之一。
因此，我们应当养成良好的用水习惯，例如使用低流量的水龙头、修复漏水管道、合理利用雨水等。
同时，宣传水资源的重要性，教育公众节约用水的意识，使每个人都能够为水资源保护出一份力。
2. 减少污染物排放水污染对水资源的影响是非常严重的，因此减少污染物的排放至关重要。
工业企业应加强污水处理，采用先进的技术和设备，确保排放的污水符合相关标准。
个人和家庭也应注意合理处理家庭垃圾和化学品，避免它们进入水体，造成污染。
3. 加强水资源保护法律的制定和执行水资源保护离不开法律的支持和保障。
政府应制定相应的法律法规，明确水资源保护的责任和要求，并采取措施加强对违反规定的行为的处罚力度，使保护水资源成为全社会的共识。
二、水资源分析的方法1. 数据收集与处理首先，我们需要收集水资源的相关数据，包括水量、水质、水体面积等信息。
这些数据可以通过监测站点、卫星遥感等手段进行收集。
然后，根据收集到的数据进行处理和分析，得出水资源的具体情况。
2. 水资源评估利用收集到的数据，可以对水资源进行评估，包括水资源的供需状况、水质状况和水资源的可持续性等方面。
评估的结果可以为制定合理的水资源管理政策提供科学依据。
3. 水资源模型建立和预测通过建立水资源模型，可以模拟不同情景下水资源的变化趋势，并进行预测。
这有助于我们提前做好应对措施，以应对未来可能出现的水资源变化和需求增加。
4. 水资源利用效率分析分析和评估水资源的利用效率，帮助我们发现潜在的问题和不足之处，进而优化水资源的利用方式和提高利用效率。
这可以通过评估灌溉系统效率、工业用水的回收利用等手段来实现。
第七章 水资源系统分析方法简介资料
的数学模型来抽象表示渠道流量 与过水断面的状况 及渠底纵坡的关系。
基本原理
模拟技术的基本内容：
（1）首先针对真实系统所要求的研究目的，将客观 系统转换为数学模型，系统的内在运动规律用若干数 学模型来表示并将这些数学模型组成一个统一的计算 机程序——系统的模拟模型。
②随机抽样法
三、系统分析方法的内容
3、对策论 决策者在面临竟争者时的决策称为对策论。应 用于经济系统、公司与公司之间的贸易谈判、 产品竞争等。（水利工程中应用不普遍）
4、库存论 在解决物资交换问题的基础上产生和发展起来 的，存储的最优方案就是在保证供应质量的条 件下，使有关物资储备的总费用最小。（水库 蓄水）
（五）现代智能优化方法 人工神经网络、遗传算法、粒子群算法、模拟 退火算法、蚁群算法等
四、线性规划的数学模型
(Mathematical Model of LP)
定义： 求一组变量的值，使其满足一组用线性等式或线
性不等式表示的约束条件，同时使一个线性函数取得 最大值或最小值，把具有这样特征的问题称为线性规 划问题。
（二）问题分析
3 系统工程研究任务界定 设计一个解决泡茶问题的行动计划，要求合理安排 各道工序，最大限度节约时间。
（三）定性策划几个备选方案
根据日常经验，对以上泡茶问题可以有以下三种解法：
甲：⑴洗净水壶；⑵灌上凉水；⑶壶放在火上；⑷等水 开；⑸水开后，以最快的速度洗茶杯，找茶叶；⑹泡 茶，待茶泡好；⑺喝茶。
工序列表
序号 1 2 3
4 5 6 7 8
名称 洗壶 灌水 放壶
等水开 洗杯 找茶叶 泡茶 喝茶
紧前工序 无
1 2
3 无 无 3，5，6 7
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、系统分析方法的内容
2、网络理论 40、50年代，美国发展组织生产和企业计划管理 的一门技术。以工程中各项工作的工时作为时间 因素，用网络图反映各项工作的相互关系及工程 全貌，通过分析计算确定对全局有影响的关键工 作和关键路线，使各项工作合理安排，以达到最 优化目的。 （工程施工管理、供水管网系统规划设计）
（五）现代智能优化方法 人工神经网络、遗传算法、粒子群算法、模拟 退火算法、蚁群算法等
四、线性规划的数学模型
(Mathematical Model of LP)
定义： 求一组变量的值，使其满足一组用线性等式或线
性不等式表示的约束条件，同时使一个线性函数取得 最大值或最小值，把具有这样特征的问题称为线性规 划问题。
（三）系统仿真 近20年发展的一门学科。麻省理工学院福系斯特 教授50年代开始提出研究系统动力学、信息流、 资金流、物流、系统动力学、静力学基本议程， 模仿企业活动、市场变化。
三、系统分析方法的内容
（四）大系统理论 1985年钱学森 基本方法：（1）分解聚合；（2）分解协调； （3）广义模型；（4）试验方法
四、线性规划的数学模型
(Mathematical Model of LP)
目标函数：
n
Max(或Min)Z c1x1 c2 x2 cn xn c j x j
j 1
S.t a11x1 a12 x2 a1n xn (或 )b1
（二）问题分析
3 系统工程研究任务界定 设计一个解决泡茶问题的行动计划，要求合理安排 各道工序，最大限度节约时间。
（三）定性策划几个备选方案
根据日常经验，对以上泡茶问题可以有以下三种解法：
甲：⑴洗净水壶；⑵灌上凉水；⑶壶放在火上；⑷等水 开；⑸水开后，以最快的速度洗茶杯，找茶叶；⑹泡 茶，待茶泡好；⑺喝茶。
三、系统分析方法的内容
5、排队论 是解决排队型问题的理论和方法。通过各个服务对 象的研究提示系统工作的规律，改进服务系统的工 作能力，使之处于最优的工作状态。（电话通讯系 统、水库等）。
三、系统分析方法的内容
（二）模拟技术 形成于50~60年代，是一种用电子计算机程序模 仿一个系统活动过程的方法，或者说是一种在电 子计算机上进行模拟试验的方法。
三、系统分析方法的内容
3、对策论 决策者在面临竟争者时的决策称为对策论。应 用于经济系统、公司与公司之间的贸易谈判、 产品竞争等。（水利工程中应用不普遍）
4、库存论 在解决物资交换问题的基础上产生和发展起来 的，存储的最优方案就是在保证供应质量的条 件下，使有关物资储备的总费用最小。（水库 蓄水）
乙：⑴洗净水壶；⑵洗茶杯；⑶找好茶叶；⑷灌凉水； ⑸壶放火上；⑹等水开；⑺水开后，用准备好的茶杯、 茶叶泡茶；⑻等待茶泡好；⑼喝茶。
丙：⑴洗净水壶；⑵灌凉水；⑶壶放火上；⑷洗茶杯； ⑸拿茶叶；⑹水开之前，可干一些其它事；⑺水开， 泡茶；⑻喝茶。
（四）方案分析与比较(系统分析）
1.列出泡茶所需的全部工序 2.确定每道工序所需的时间 3.确定各道工序之间的时间连接关系 4.分析计算每种方案所需的总时间 5.做出比较结论
方案。 3、建立数学模型。 4、以数学模型的手段，对各可行方案分析，确定有关
的数量和质量指标。 5、分析比较，选出最优方案。
二、系统分析方法
三、系统分析方法的内容
系统分析中心内容就是模型化和最优化问题，其 数学理论基础：
（一）运筹学 1、规划论 研究和解决的问题用数学语言表达：在一组约 束条件下寻求目标函数的极值问题。主要有：线 性规划、非线性规划、整数规划、动态规划。
方案建议：丙
（五）泡茶工程经验总结
几大步骤： 确定问题 目标分析 需求分析 方案策划 系统分析（统计、计算、比较） 决策建议 方案实施
系统原理：最优化、并行统筹、工序图法
二、系统分析方法
系统分析方法的步骤 1、确立系统的目标。明确建立该人工系统的目的及欲
达到的目标。 2、收集、分析和研究各种信息和资料，拟定各种可行
泡茶问题
华罗庚先生的泡茶
“想泡壶茶喝。当时的情况 是：开水没有，开水壶要洗， 茶壶茶杯要洗，火已升了， 茶叶也有了，怎么办?”
（一）问题的描述
1.目标：喝到一碗清新的热茶。 2.条件：已有一个茶壶、一包好茶叶、一个燃着的火炉 和可用的凉水水源。 3.其它要求：以最节约资源的方式实现目标。 4.系统工程研究任务：为解决喝茶问题设计一个行动计 划系统（设计一个解决泡茶问题的行动计划）。
（二）问题分析
1 资源需求 根据我们的日常经验，现代人类的活动通常需要人、
财、物等资源。在这个泡茶问题上，不涉及资金，所需 的资源包括：凉水、茶壶、茶叶、茶碗、火炉。这些资 源目前都已齐备，且假设除人外没有限制。
（二）问题分析
2 目标要求 以最节约资源的方式泡一壶好茶。
这个问题中，前面提到的各项资源除了人力资源外， 都是没有限制的。但实际上，茶壶的大小是确定的， 因而所用水是确定的。 再假定炉火的发热量及热效率是确定的，那么，一旦 装满水的茶壶放到火上，其消耗的能源也是确定的。 茶叶使用量是有定额的。 所以，在泡茶问题上，前述各项资源除随机干扰外，不 存在节约问题。这个问题，唯一涉及的节约问题是关于 一种既无限又有限的资源—时间的节约。
工序列表
序号 1 2 3
4 5 6 7 8
名称 洗壶 灌水 放壶
等水开 洗杯 找茶叶 泡茶 喝茶
紧前工序 无
1 2
3 无 无 3，5，6 7
工序时间(分) 1 0.5 0.3
15 1 1
灌水 0.5 洗杯 1
放壶 0.3
等水开 15 喝茶
洗杯，找茶叶
2 2.2 泡茶
找茶叶 1 喝茶 2.2
灌水 0.5 放壶
0.3 泡茶 15 等水开
丙： 洗壶 1
灌水 0.5
放壶 0.3 洗杯 1
0.3 等水开 15
拿茶叶
1 泡茶
2.2 喝茶
（四）方案分析与比较(系统分析）
➢方案分析
甲方案总时间=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21 乙方案总时间=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21 丙方案总时间=1+0.5+(0.3+15)+2.2=19 分析结果：丙方案最节约时间。