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气候变化影响下xx水库径流模拟与优化调度研究

4.3万字 93页 原创作品，已通过查重系统


摘要
气候是人类赖以生存的自然环境的重要组成部分，它的任何变化均会对自然生态系以及社会经济产生深远影响。xx水库是建国后我国自行设计、自制设备、自主建设的第一座大型水力发电站，担负华东电网调峰、调频和事故备用，具有防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等综合效益。在气候变化背景下，xx水库控制流域水文气象要素变化不确定性增加，流域水资源合理利用面临新的挑战。
本文研究气候变化概念与模拟技术，分析气候变化对水文循环和水资源系统的影响。研究基于BCSD方法的统计降尺度技术，构建xx月水量平衡模型，对模型参数进行率定，模拟未来气候变化情景下流域径流响应，并对其变化特征进行分析。在此基础上，构建水库优化调度模型，利用动态规划法对模型进行求解，最后以xx水库为实例，模拟气候变化条件下xx水库的径流响应，并对水库优化调度展开研究。本文主要内容与成果包括：
（1）阐述气候变化概念，研究气候变化模拟技术，探讨水文循环与水资源系统的概念与组成，深入分析气候变化对于流域水文与水资源系统的影响。
（2）探讨基于BCSD方法的统计降尺度技术，研究xx月水量平衡模型的结构、计算过程与模型参数率定方法，分析流域水文气象要素变化特征分析方法。
（3）阐述水库调度基本概念，研究水库优化调度目标函数和约束条件的数学表达，构建水库优化调度模型，探讨基于动态规划的模型求解方法。
（4）调查xx水库概况，用BCSD降尺度方法将GCM数据降解到流域水文模型尺度。构建xx月水量平衡模型，对模型进行参数率定和检验。在此基础上，模拟未来气候变化影响下xx水库流域径流响应，并对该流域水文气象要素变化特征进行分析。结果显示：xx月水量平衡模型参数合理，模拟效果较好；2006~2009年，流域年平均气温呈现显著上升趋势；年降雨量呈现波动上升趋势；年蒸发量呈现显著上升趋势；年径流呈现上升趋势，同时，径流的年内变化减小。
（5）对未来气候变化情景下xx水库常规调度进行模拟，建立xx水库优化调度模型，利用动态规划方法进行求解，并从发电量、水位，下泄流量等方面对优化调度和常规调度模拟结果进行对比分析。结果显示：2006~2099年，在优化调度下，xx水电站发电效益显著提高，相比常规调度增加6.13~7.26%；多年平均水位显著提高，且水位变动幅度减小；最大下泄流量及多年弃总水量显著减少。故xx水库优化调度充分发挥了xx水库的多年调节能力，更好地实现了水库发电、防洪等综合效益，且对不同来水情况适应性良好。


关键词：气候变化xx水库径流模拟xx月水量平衡模型优化调度