河海大学《城市水资源规划与管理》考试复习

总最佳收益 ƒ1,2(x1)＝0.4x1＝0.4×30＝12（亿元）
5、直接消耗系数计算 实物型投入产出模型：计量单位是产品的实物量单位，如 kg，km 等
解：每一列的数字分别除以各产品的总产量，就得到消耗系数 价值型投入产出模型：计量单位是价值量，即货币人民币，美元等。 解：直接消耗系数
假设该区域第二年各部门总产出量增长 10％，而直接消耗系数不变，求该地区 第二年各部门的中间投入量。 第二年总产出：
3 计算题
1、重复利用率提高法 已知某工业企业，2010 年引用新水 6600 万 m3，工业用水重复利用率为 85％， 排水量 4200 万 m3，若该企业在现有设备与工艺流程的条件下，采用闭路循环（排 水率=0％），求其重复利用率。
2、引水工程计算 （一用户情形）
已知: (1)表中单位为 m3/s (2)用水户为单用户情形 (3)渠道过水能力为 70m3/s ，下游流量要求为 60 m3/s
G1,2＝d1+0.4x2＝0.4x1-0.6d1
在 d1 的允许决策集合之内：0≤d1≤0.25x1，使 G1,2 最大，则应选取 d1(x1)＝0，为此有
ƒ1,2(x1)＝max G1,2＝0.4x1
因 x1＝30, d1(x1)＝0，则
x2＝x1-4d1＝30-0＝30
而 dБайду номын сангаас(x2)＝0.5x2＝0.5×30＝15
3）考虑水库库容。 中型水库：利用α~β关系推求。 库容系数β：水库调蓄库容与水库控制流域面积以上多年平均来水量之比。 水量利用系数α：水库可供水量与水库多年来水平均量之比。 小型水库：复蓄指数法。 复蓄指数：水库、塘坝年可供水量与有效库容之比。 通过适线求得复蓄指数与年来水频率之间的相关线。 9、基于模拟的可供水量计算一般原则 答： （1）计算程序 可供水量的计算：先支流后干流，自上游到下游，逐计算单元计算。 每一计算单元的计算遵循水量平衡的原则。 （2）供水次序－对计算单元，谁先供？ 先用自流水，后用蓄水和提水；先用地表水，后用地下水； 先用本流域的水（包括过境水），后用外流域调水； 水质优的水用于生活等用户，其它水用于水质要求较低的农业或部分工业用户。 （3）用水次序－对供来的水，谁先用？ 先尽量满足生活需水，再依此是河道内最小生态需水、工业和第三产业需水、农 业需水、河道外生态需水等。 10、动态规划模型及马尔可夫性、最佳化原理及初值问题动态规划模型 答： 第 K—N 级的收益仅与第 K 级的输入状态变量 xk 和第 K 级到第 N 级的决策有关, 与第 K 级以前的状态变量和决策无关.该性质称为分级决策的 “无后效”性 ， 数学上称马尔可夫性。 最佳化原理：每个最佳策略只能由最佳子策略所组成 初值问题动态规划模型
当 N＝1 时
第 1 级受约束于 x1-4d1≥0, d1≥0, 即 d1＝{d1∣0≤d1≤0.25x1}
使 1，2 级的总收益最大
G1,2＝g1(x1，d1)+ƒ1,2(x2)＝d1+0.4x2
为了求出第一级的最佳决策 d1，利用动态转移方程
x2＝x1-4d1 代入 G1,2＝g1(x1，d1)+ƒ1,2(x2)＝d1+0.4x2 得:
3、蓄水工程计算
已知：（1）表中水量单位为万立米 （2）假设水库始、末水位均为死水位 （3）水库调节库容为 200 万立米
求解： 水库各时段可供水量 解：计算结果
问题：若调节库容为 100 万立方，计算结果如何？ 4、动态规划方法 某水库有 30[(m3/s)month]的水用于灌溉 A、B 两种作物，已知每生产单位产量 的 A 作物需 4 [(m3/s)month]水，生产单位产量的 B 作物需 2 [(m3/s)month]的 水。而 A、B 产品在市场上单位产量售价分别为 1 亿元和 8 千万元，求如何分配 两种作物的种植量，使总收益最大。 解：
城市水资源规划与管理
1 名词解释
1、水资源： 广义：地球上水的总体。 狭义：较易被人类利用的、有一定数量和质量保证的并且在不长时间内可恢复和 更新的淡水资源。 2、水资源系统：在一定范围或环境下，为实现水资源开发利用目标，由相互联 系、相互制约、相互作用的若干水资源工程单元和管理技术单元组成的有机体。 3、城市水资源系统：由城市水源、城市供水、城市用水、城市排水等四个子系 统组成。 4、水资源评价：通常指水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件的 分析评定，是水资源的合理开发、管理和保护的基础，也是国家和地区水资源有 关问题的决策依据。 5、年径流的还原计算：将受人类活动调蓄和消耗的这部分径流量回加到实测值 中，称为年径流的还原计算。 6、水资源可利用总量：是指在可预见的时期内，在统筹考虑生活、生产和生态 环境用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可以一次性 利用的最大水量。 7、灌溉定额：在作物整个生育期内单位面积灌溉的水量，即各次灌水定额的总 和，也叫总灌水量，以 m3/亩表示。 8、渠系水利用系数：渠系水利用系数通常指净灌溉用水量与毛灌溉用水量之比 值。 9、水资源供需分析：在特定的水资源条件和需水要求下，充分发挥水利工程的 作用，通过水利工程的调节计算可得到水利工程供水和需水之间的关系 10、可供水量：在给定来水条件下，考虑供水对象的需水要求，由水利工程可以 提供的水量。 11、工程供水能力：工程措施充分发挥其设计能力时可提供的水量。 12、水平年：能够反映区域发展不同阶段社会经济达到的水平、相应的需水水平 和水资源开发利用水平的年份。
求解：各时段可供水量？？ 解：计算结果
（两用户情形）
解： 方法 1：属地优先原则 用户 1：可供水量 Q1=100 m3/s 用户 2：可供水量 Q2=120-100+100*20%+60= 100 m3/s 方法 2：均衡受益原则，两者缺水率相等 用户 1：可供水量 Q1=64.28 m3/s; 用户 2：可供水量 Q2=128.59 m3/s 方法 3：均衡受益原则，考虑用户重要性 用户 1：可供水量 Q1=44.44 m3/s ；用户 2：可供水量 Q2=144.44 m3/s
N＝2 时，第 2 级是这样一个规划问题。即在约束条件为
x2-2d2≥0 (不应出现剩余水为负值)
d2≥0 (供水量不为负值)
解得： d2＝{d2∣0≤d2≤0.5x2}
要使第 2 级收益函数 g2(x2, d2)＝0.8d2 为最大
d2= 0.5x2，d2*(x2)＝0.5 x2，
而第 2 级的最佳收益 ƒ2,2(x2)＝0.8×0.5x2＝0.4 x2
第二年的中间投入：
按资料系列逐月、逐年的还原 按河系自上而下，水文站控制断面分段进行，而后累积计算 引用河水与地下水应分开，还原时只计算河川径流部分 4、山区排泄量、平原区补给量、排泄量包括哪些 答： 山区排泄量包括： 河川基流量、河床潜流量、山前侧向流出量、未计入河川径流的山前泉水出露量、 山间盆地潜水蒸发量、浅层地下水开采的净消耗量 平原区补给量包括： 降水入渗补给、河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间渗漏补给量、水库 蓄水体渗漏补给量、山前侧向流入补给量、越流补给量 平原区排泄量包括： 潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量、人工开采净消耗量 5 河川基流量的评价过程 答： 1) 分析代表站的选择 2) 分割方法 ① 直线平割法 将枯季无降水时期的某一特征最小流量作为河川基流量，水平直线分割日流量过 程。 ② 直线斜割法 在平均流量过程线上，自起涨点至峰后无雨情况下退水段的转折点，用直线相连， 直线一下部分即为河川基流量。 3) 多年平均河川基流量计算 长系列法、典型年法、代表年径流量与河川基流相关法。 4) 不同频率的年河川基流量（长系列频率分析） 5) 区域河川基流量计算 ① 模数分区法 ② 等值线图法
社会目标：考虑公平性，各分区各部门缺水量最小； 经济目标:考虑高效性，区域供水净效益最大； 生态目标:考虑可持续发展，区域 COD 排放量之和最小。 14、水资源配置模式的优缺点 答： (1) “以需定供”的水资源配置 优：以经济效益最优为唯一目标；缺：牺牲资源、破坏环境 (2) “以供定需”的水资源配置 优：强调资源的合理开发利用；缺：没有实现资源开发与经济发展的动态协调。 (3) “供需结合”的水资源配置 优：从供给与需求两个方面进行调控，经过多种方案的比较，能够选出较满意区 域水资源配置方案。 (4) 经济效益最大的水资源配置 优：解决竞争性的用水分配问题；缺：未能考虑区域各经济部门的相互联系和相 互制约。 (5) 基于宏观经济的水资源配置 优：实现区域经济和资源利用的协调发展；缺：未考虑环境问题。 (6) 面向可持续发展的水资源配置 优：协调资源、经济、社会和生态环境的动态关系，追求区域的可持续发展。
6、用水定额的影响因素 答： ①水价 ②人均经济收入 ③用水结构和权重 ④人们的生活习惯 ⑤城市住房和用水设施 7、生态需水方法优缺点 答： 1） 湿周法 由实测的河道断面湿周与流量的对应关系，绘制湿周—流量关系图，由图中找出 突变点或影响点，与该点对应的流量即为河道生态流量对应值。 优：适用于小型河流、泥沙量少、水污染不明显的平原区河道。缺点：不适用山 区河道。 2） Tennant 将一年分为 2 个计算时段，前 6 个月为少水期，后 6 个月为多水期，不同时期的 流量百分比有所不同。根据多年平均流量百分比和河道内生态与环境状况的对应 关系，直接计算维持河道一定功能的生态与环境需水量。 优：计算简单。缺：适合美国河流，不适合我国河流。 3） 分项计算方法 河道内生态基流、输沙需水量、水生生物需水量按月取最大值（外包），得到维 持河道一定功能的年需水量。 优：对特殊河流入含沙量大、有国家级保护物种的河流需要分项计算。缺：计算 繁琐。 8、蓄水大、中、小型水库的计算方法 答： 大型水库： 1）“有水就用”模式 2）“过程相似”模式
11、一次、二次、三次供需分析 答： 一次供需分析：初步摸底，并不要求供需平衡和提出实现平衡的方案计划 。 二次供需分析：要求提出实现平衡的方案计划。考虑新建工程，强化节水、治污 与中水回用、提高水价、调整产业结构、抑制需求和改善生态环境等措施。 三次供需分析：进一步调整产业结构和布局，考虑调水。 12、水资源优化配置的原则、手段、目标 答： 目标：是从社会、经济、生态三个方面来衡量的，是综合效益的最大化。 原则：公平性原则、高效性原则、可持续原则 手段： 工程手段： 时间调配工程：包括水库、湖泊、塘坝、地下水等蓄水工程，用于调整水资源的 时程分布。 空间调配工程：包括河道、渠道、运河、管道、泵站等输水、引水、提水、扬水 和调水工程，用于改变水资源的地域分布。 质量调配工程：包括自来水厂、污水处理厂、海水淡化等水处理工程，用于调整 水资源的质量。 科技手段：建立水资源实时监控系统 行政手段：政府调控 经济手段：市场调控 13、面向可持续发展的水资源优化配置的目标函数 答：