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目录1

前言1

第1章 流域水资源管理1

1.1 流域管理现状及模式1

1.1.1 美国的流域管理2

1.1.2 英国的流域管理3

1.1.3 法国的流域管理4

1.1.4 德国莱茵河流域管理5

1.1.5 澳大利亚的流域管理7

1.1.6 日本的流域管理8

1.1.7 中国的流域管理9

1.2 流域管理发展趋势11

1.2.1 流域管理共同特点11

1.2.2 流域管理发展趋势12

1.3 流域水资源配置与水量调度17

1.3.1 流域水资源配置17

1.3.2 流域水量统一调度21

第2章 流域水量调控原理25

2.1 流域水量调控25

2.2 流域水量调控系统分析26

2.2.1 水量调控系统26

2.2.2 水量调控的基本特点29

2.2.3 水量调控的基本原则30

2.3 水量调控的模式与途径31

2.3.1 水库群联合调控32

2.3.2 地表水与地下水联合调控34

2.4 流域水量调控模型框架36

2.4.1 来水预报模型37

2.4.2 需水预测模型37

2.4.3 水量调配模型41

2.4.4 河道演进模型45

2.5 水量调控方案评价模型50

2.6 水量调控方法54

2.7 水量调控模型集成55

第3章 自适应水量调控模型58

3.1 自适应调控理论与方法58

3.1.1 自适应控制理论与方法进展58

3.1.2 自适应调控基本原理60

3.1.3 自适应理论在水问题方面的应用进展65

3.2 自适应水量调控问题描述66

3.3 自适应调控模型框架70

3.3.1 系统状态方程71

3.3.2 系统状态参数估计73

3.3.3 调控过程74

3.4 自适应控制轨迹跟踪调度法75

3.5 系统稳定性及误差分析77

第4章 流域水资源配置整体模型80

4.1 水资源系统分析与模型技术概述80

4.1.1 水资源系统的宏观特性分析80

4.1.2 水资源配置模型研究综述81

4.1.3 水质水量综合管理研究82

4.1.4 水资源系统中的经济估算84

4.1.5 流域水资源配置综合模型（体系）86

4.1.6 水资源配置模型研究方向87

4.2 复杂适应系统理论及其建模方法88

4.2.1 复杂适应系统理论的起源与发展89

4.2.2 复杂适应系统理论及其建模方法90

4.2.3 受限生成过程建模的基本步骤92

4.2.4 受限生成过程建模的数学描述93

4.2.5 水资源系统的复杂适应特性分析95

4.3 基于复杂适应系统理论的水资源配置整体模型的构建97

4.3.1 主体的分类98

4.3.2 模型的框架结构99

4.3.3 水资源系统整体模型的核心数学描述99

4.3.4 水资源系统整体模型的求解113

第5章 黄河流域水量变化规律分析121

5.1 降水量基本特征121

5.2 降水量时空变化特征及变化趋势122

5.3.1 径流量年际变化特点123

5.3 径流时空演化分析123

5.3.3 径流量空间变化分析127

5.3.2 径流量年内变化127

5.4 流域地下水资源及其变化特征129

5.4.1 流域地下水系统129

5.4.2 地下水、降水和地表水转化趋势及特点132

5.5 流域水资源利用与黄河断流136

5.5.1 水资源利用现状及供需发展趋势136

5.5.2 黄河断流及其流域水量调度138

6.1 基于整体模型的黄河水量优化调度142

6.1.1 黄河水量调度年方案制定142

第6章 黄河流域整体模型与应用142

6.1.2 整体模型在黄河流域的实现143

6.1.3 模型的输入输出150

6.1.4 数据校核和模型验证150

6.2 整体模型应用152

6.2.1 年方案制订步骤152

6.2.2 计算实例及其边界设定153

6.2.3 年方案制订实例结果157

6.3 模型应用总结158

6.3.1 理论特点158

6.3.2 模型特点159

7.1 水量调控系统划分160

第7章 黄河流域自适应水量调度160

7.2 系统调控目标162

7.3 水量调控模型165

7.3.1 河段区间水量平衡计算165

7.3.2 水库水量平衡模型165

7.3.3 水量分配模型165

7.4 模型实现167

7.5 系统输入173

7.5.1 来水预报173

7.6 状态参数估计177

7.5.4 初始库容177

7.5.3 初始流量177

7.5.2 汛期引水177

7.6.1 水流传播时间的计算方法178

7.6.2 河道槽蓄量的计算方法179

7.6.3 河道内不同流量级下的传播时间与槽蓄量计算结果180

7.6.4 河道内流量演进计算180

7.6.5 河道损失185

7.6.6 退水比例186

7.7 计算流程187

7.7.1 水量调度方案编制系统输出187

7.7.2 水量调度方案编制187

7.8.1 年预案的编制189

7.8 自适应调控模型应用189

7.8.2 自适应月方案的编制198

7.8.3 旬方案的编制203

7.8.4 旬调度寻优控制206

7.9 自适应调度与整体优化模型的对比分析221

7.10 水量调控模型应用分析223

第8章 黄河干流日水量调控模型227

8.1 重点河段流量演进的一维水动力学模型227

8.1.1 初、边界条件的选取227

8.1.2 阻力参数的确定228

8.1.3 重点河段一维模型径流演进算例228

8.2.1 计算节点图231

8.2 全流域流量演进一维水动力模型231

8.2.2 边界条件233

8.2.3 初始条件234

8.2.4 计算流程图234

8.2.5 全干流流量演进算例与结果分析235

8.3 日调度CARMA模型239

8.3.1 模型结构辨识239

8.3.2 参数辨识及仿真结果239

8.3.3 结果分析240

9.1 河口最小生态需水量及河流生态基流量241

9.1.1 河口最小生态需水量241

第9章 黄河水量统一调度与河口生态恢复241

9.1.2 黄河下游河道生态基流量244

9.1.3 讨论246

9.2 水量调度实施对河口水量的影响246

9.3 河口生态恢复评价250

9.3.1 径流量入海率250

9.3.2 断流时间率252

9.3.3 水质状况252

9.3.4 生物多样性253

9.3.5 湿地类型及其面积255

10.1 塔里木河流域概况259

第10章 塔里木河流域水资源系统分析259

10.2 降水量变化特征263

10.3 地表水资源及径流组成264

10.3.1 径流年际变化264

10.3.2 年内变化规律268

10.3.3 径流量空间变化分析271

10.4 水资源开发利用273

10.5 干流生态环境现状275

10.6 流域水量统一调度的必要性276

第11章 塔里木河流域水量调度278

11.1 水量调度控制目标278

11.2 水量调度工作流程279

11.3 调度节点概化281

11.4 水文预报模型282

11.5 现行调度方案284

11.5.1 用水限额方案编制284

11.5.2 汛期调度预案编制286

11.5.3 旬方案的编制287

11.6 自适应调度288

第12章 塔河农业和生态用水优化调度290

12.1 优化调度的思路290

12.2 年水量优化分配模型结构291

12.2.1 来水及需水管理291

12.2.2 可供分配水量的计算292

12.2.3 种植业经济效益模型293

12.2.4 生态分水模型297

12.2.5 水量分配多目标优化模型298

12.3 月（旬）调度方案301

12.4 模型的数学解法研究301

12.4.1 多目标问题决策301

12.4.2 单目标非线性优化模型的求解303

12.5 水量分配优化模型的应用与分析313

12.5.1 遗传算法性能分析314

12.5.2 约束条件满足情况分析315

12.5.3 算例分析316

参考文献323