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水资源不仅是人类生存发展不可替代的宝贵自然资源,同时也是保障社会经济持续稳定发展的战略性经济资源。随着世界经济的迅猛发展、人口的飞速增长以及人类生活水平的不断提高,水资源的需求量持续增长,加之不合理的开发利用,导致水资源供需矛盾日益尖锐,世界性的水资源短缺已成为不争的事实。如何根据灌区现状及社会经济发展情况对有限的水资源进行合理的配置、利用及管理,提高水资源利用率,取得综合效益的最优,同时保证社会、经济、环境健康、协调、可持续发展以及水资源的可持续利用对灌区发展有着重要的理论价值和实践意义。 柴石滩水库灌区是以柴石滩水库为水源工程的大型灌区。自然灾害严重、水资源短缺、水资源污染浪费严重等问题严重制约了工农业生产的发展和人民生活水平的提高,同时导致生态环境恶化。进行灌区水资源优化配置已迫在眉睫。 本文在学习、归纳、总结、分析前人对水资源优化配置研究成果的基础上,结合柴石滩水库灌区水资源供需特点及灌区发展趋势,对灌区水资源供需预测和优化配置进行了研究、探讨。论文主要内容有以下几方面: (1)对水资源优化配置理论进行了深入分析,系统阐述了国内外水资源优化配置在理论和模型方面的研究进展,并总结分析优化配置研究存在的问题及今后的发展趋势; (2)对大系统优化理论及遗传算法进行了论述,结合大系统分解协调技术与遗传算法,针对灌区水资源分配问题,以综合效益最大为目标,建立了合理可行的优化配置模型,确定水资源的水质与水量配置方案。 (3)结合灌区现状与供需水特点,根据历史资料,科学分析预测了对灌区水平年、规划年不同频率,不同部门(工业、农业、居民生活、生态环境)的需水量;并对灌区内可供水资源量进行分析计算,在此基础上进行水资源供需平衡分析,确定灌区余缺水量; (4)以优化配置模型为基础,针对灌区用水结构特点,以综合效益最优为目标,保证工业、生活、农业、生态各部门的用水要求,建立柴石滩水库灌区三层水资源优化配置模型,利用遗传算法对模型进行求解,并分析配置结果验证模型及其解法的可行性,可作为灌区水资源优化配置的合理依据。