多泥沙河流水庫(kù)水沙聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的研究與應(yīng)用.pdf

1、水庫(kù)泥沙淤積在多泥沙河流水庫(kù)的規(guī)劃建設(shè)及運(yùn)行管理中是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，其集中體現(xiàn)在水庫(kù)蓄水興利與排沙減淤之間的矛盾沖突上。水沙聯(lián)合調(diào)皮作為目前水庫(kù)泥沙淤積控制的主要手段，可通過(guò)分析水席蓄水興利與排沙減淤之間的關(guān)系，建立不同調(diào)度運(yùn)用方式下水庫(kù)蓄水興利與排沙減淤之間的定量轉(zhuǎn)換模型，揭示兩者之間矛盾沖突的實(shí)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)在保持最大有效庫(kù)容的同時(shí)，亦能最大限度地發(fā)揮興利效益。為此，本文以我國(guó)西北地區(qū)廣泛分布的多泥沙河流水庫(kù)為主要研究對(duì)象，緊密圍

2、繞“多泥沙”這一核心要素，從泥沙運(yùn)動(dòng)及水資源系統(tǒng)分析規(guī)劃的基礎(chǔ)理論入手，運(yùn)用水動(dòng)力學(xué)、河流動(dòng)力學(xué)及水文與水資源學(xué)等多學(xué)科交叉結(jié)合的技術(shù)手段，就如下幾方面內(nèi)容展開(kāi)研究，以期為多泥沙河流水庫(kù)的水沙聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題探索一條行之有效的實(shí)施途徑，進(jìn)而指導(dǎo)多泥沙河流水席的規(guī)劃建設(shè)及其合理運(yùn)用。
　　 (1)以三門(mén)峽水庫(kù)為例，分析其來(lái)水來(lái)沙情況、灘槽沖淤及沿程沖淤情況，以此揭示多泥沙河流水庫(kù)的水沙特性及沖淤特性，同時(shí)闡明多泥沙河流水庫(kù)挾沙水流屬可

3、壓縮變密度流，且當(dāng)含沙量大到一定程度時(shí)，流體流變性質(zhì)將發(fā)生變化，由牛頓體轉(zhuǎn)化為非牛頓體(賓漢體)。通過(guò)上述研究，可為多泥沙河流水庫(kù)水沙聯(lián)合調(diào)度研究奠定認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。
　　 (2)構(gòu)建考慮多泥沙河流水庫(kù)挾沙水流特性的平面二維水沙運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并基于同位網(wǎng)格系統(tǒng)推導(dǎo)得出流速-水位-密度的耦合求解算法，提出以流場(chǎng)及懸沙場(chǎng)耦合求解為核心的算法實(shí)施步驟，為多泥沙河流水庫(kù)水沙聯(lián)合調(diào)度研究中庫(kù)區(qū)泥沙沖淤的暈化分析提供技術(shù)手段。
　　 (3

4、)視多泥沙河流水庫(kù)沖淤變化過(guò)程為一個(gè)非線性動(dòng)力系統(tǒng)，引入BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法(APSO)，構(gòu)建適用于多泥沙河流水庫(kù)沖淤計(jì)算的APSO-BP預(yù)測(cè)模型，為多泥沙河流水庫(kù)水沙聯(lián)合調(diào)度研究中泥沙沖淤的快速、準(zhǔn)確量化分析提供一條新的技術(shù)手段。
　　 (4)構(gòu)建考慮泥沙約束條件的水庫(kù)(群)優(yōu)化調(diào)度動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，并提出基于可行性規(guī)則及模擬退火混合PSO算法的模型求解模式，在此基礎(chǔ)之上，集成前述水庫(kù)泥沙沖淤數(shù)學(xué)模型的研究成果，