水库群联合优化调度研究进展与展望

系统阐述了线性规划、非线性规划、网络流、大系统、动态规划、启发式算法等主要的水库群联合优化调度方法,对近年来国内外水库群优化调度理论及应用进展进行综述;重点分析了库群联合调度的基本原则、目标函数、优化算法及在防洪调度、兴利调度和多目标调度中的应用;展望了水库群联合优化调度的多目标技术,决策支持系统和效益分配等研究的方向。     

面向生态的额尔齐斯河水库群中长期调度

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。     

蚁群算法在水库优化调度中的应用

提出了一种新的随机启发式搜索算法——蚁群算法。算法利用蚂蚁群体相互协作机制寻找水库优化问题的最优解。算法中引入状态转移规则、信息素更新规则和领域搜索以获取最优解,所有蚂蚁个体完成单次寻优后,按照信息素更新规则更新信息素。该过程不断迭代,直到满足迭代终止条件。文中实例计算表明,相对于动态规划,该算法计算速度快、收敛性好,提高了计算效率,较好的解决了传统的动态规划方法求解水库(群)优化调度问题存在"维数灾"问题。     

水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿kW·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。     

水库群系统优化调度新进展

从确定库群目标函数和相应的约束条件，以及选取求解模型的最优化方法方面系统地阐述了近年来国内外水库群优化调度研究的进展。指出多种优化理论的耦合，基于巨型计算机、并行分布式计算技术以及网格技术的优化方法，基于规则的优化调度方法研究以及空间数据的决策支持系统研究，这是今后水库群优化调度研究的发展方向。     

基于RAGA的供水库群水资源配置模型研究

针对动态规划在供水库群优化调度中存在"维数灾",且难以获得真正最优解这一缺点,将改进的加速遗传算法应用到供水库群的水资源优化配置之中。在加速遗传算法中,嵌入局部搜索,以加强算法的全局寻优能力。以库群间的水利联系为线索,设计了相应的算法框架,并提出了供水策略区间的概念。为了体现该算法的优越性,以二个串联供水水库的水资源优化配置为例,选用该方法与基于动态规划的轮库迭代法进行比较研究。结果表明该方法合理可行、收敛速度快,有一定的实用性。     

地下水管理模型求解方法综述

地下水管理模型求解方法的研究是目前地下水管理领域的热点问题。本文从地下水管理模型传统优化算法和现代智能优化算法等方面进行了评述,着重讨论了目前应用较广泛的求解非线性地下水系统的优化算法,如遗传算法、模拟退火算法、人工神经网络算法等;阐述了地下水监测网优化设计研究以及多目标地下水管理模型的求解方法。最后指出应加强地下水动态规划管理模型和地下水系统随机管理模型的求解技术的研究。     

改进微粒群算法在梯级电站长期优化调度中的应用

微粒群算法是一种简洁高效的智能优化算法，但基本算法容易陷入局部最优，并且搜索精度不高。本文在基本算法的基础上引入锦标赛选择机制和自适应惯性权重因子，提出了改进微粒群算法（MPSO）。将MPSO算法应用到黄河上游梯级电站的长期调度中，并与动态规划法和基本算法的调度结果相比较。实例表明了MPSO算法的有效性和可靠性，从而为梯级电站水库（群）长期优化调度提供了一种新的、有效的优化方法。     

水电站水库群模糊优化调度模型与目标协调－模糊规划法

利用大系统和模糊数学规划理论与方法,分析和探讨了水电站水库群模糊优化调度问题,建立了水电站水库群模糊优化调度模型,提出一种目标协调-模糊规划(IB-FP)法.理论分析和实例计算表明,所建立的模糊优化调度模型和提出的IB-FP法是可行和有效的.     

梯级水库群联合优化调度函数研究

构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的"优化-拟合-再优化-随机仿真"框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2.03亿kW·h,增幅达2.79%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1.74%和2.36%,经济效益显著。     

水资源系统管理的广义保证率与多目标模糊优化

综述了水资源系统管理可靠性研究现状,指出水资源系统管理中存在着两种不确定性——随机性和模糊性.从一般情况出发,在同时考虑随机性与模糊性的基础上,提出了广义保证率概念、定义及其分析计算方法,并用多目标模糊优选随机动态规划(MOFOSDP)模型研究了一类带广义保证率目标的水资源系统运行管理多目标优化问题.实例计算结果表明,提出的带广义保证率目标的MOFOSDP模型合理可行,优于传统方法.     

输水渠道线路优化与漫游数学家模型

在传统漫游数学家模型的基础上,以线路定性方案、渠段纵坡为决策变量,工程总投资为目标函数,考虑渠段线路状态转移和渠道首末水位约束,提出了阶段函数已知情况下的长距离输水渠道线路优化二维动态规划模型。实例证明该法对长距离输水渠道线路系统的优化比传统线路方法更优越。     

现代大地测量参考系统的进展

概述现代大地测量参考系统的定义及不同参考系统之间的关系。主要讨论我国当代大地测量界常使用的3种用以表示几何位置的参考系统:1980年国家大地坐标系、全球大地测量系统1984(W G S84)、国际地球参考系统(ITRS)和一种用以表示物理位置、高程的参考系统:即1985年国家高程基准。并讨论大地测量中框架和基准的概念。     

南岭构造体系对铀矿的控制作用

南岭地区构造，除以纬向构造体系为主外，尚有经向、华夏及新华夏等构造体系。南岭地区铀矿矿点数量之多，矿床储量规模之大，以及矿床类型之全均为全国之冠，其与本区地质构造发展及各构造体系之间存在着空间分布或成生联系，表现为：构造体系控制着含铀地层与含铀岩体；构造体系的复合控制着铀矿田（区）的分布；不同构造剑系分别控制着不同类型的铀矿床；以及构造级别、序次及结构面的力学性质对铀矿体的控制等。     

地球化学系统的复杂性探索

地球化学系统是一种复杂系统，非平衡和非线性是导致复杂性的根源，探索复杂性就是要研究事物在非平衡条件下的非线性动力学行为，地球化学动力学是揭示地球化学系统的复杂性的有力理论工具，本文列举出锡示岩石圈系统，岩浆系统，表生系统，变质系统，断流体系统及生物有机系统的复杂性的动力学研究内容。     

多层叠置含煤层气系统不同排采制度下的排采效应

在多煤层发育地区,各煤层组之间发育低渗透岩层,使得上下煤组之间形成独立的多层叠置含煤层气系统。根据相对独立含气系统理论对西山煤田南部赤峪地区的多煤层进行了含气系统的划分,并对储层压力、临界解吸压力等参数进行了分析,在此基础上采用COMET3数值模拟软件进行了单层排采、合层排采和递进排采分析。模拟结果显示：单层排采产量低,经济可采时间短,且成本较高;合层排采比单层排采产量高,经济可采时间长,但各含气系统之间由于相互干扰,贡献不一,使资源浪费;递进排采产气量和稳产时间均优于前两者。可根据产气压力来确定多层叠置含煤层气系统排采次序,首先排采产气压力最高的含气系统,当压力降至压力低的系统时再合排。     

从地震信息看油气地质扭动构造的六大特征——兼述中国东部和中-西部典型扭动构造样式

中国东部和中—西部含油气盆地内构造样式在平面上多为雁列展布,在构造演化过程中都注入了扭动因素。归纳出了扭动构造的六大地震地质特征,如扭断裂带主断面产状近于直立插入基底,向上向外撒开呈花状结构;花状结构的花枝呈喇叭口形弯曲;扭断裂带两侧同期构造及断裂呈雁列式展布等。中国东部第三纪以拉张翘倾运动为主,贯穿其内的郯庐断裂具有一定程度的扭动性质,使得中国东部的构造存在扭动因素,如济阳坳陷张扭性帚状构造样式、黄骅“入”字形断裂构造样式等。中国中—西部扭动构造的形成,受红河、阿尔金等断裂的影响,从河内盆地的扭动痕迹可以推测莺歌海盆地也具有扭动属性;沿阿尔金主断裂南缘派生的一组近东西向断裂呈右旋雁列。塔里木盆地的东西向断裂构造带以挤压为主,北西向形成右旋性质的压扭构造带,北东向则为左旋性质的压扭构造带。     

空间数据挖掘系统及其应用

近年来，空间数据挖掘系统的开发及应用已取得了极大的进展。文章在介绍已有空间数据挖掘系统的基础上，简述了空间数据挖掘与空间数据仓库、空间数据挖掘与地理信息系统的关系，阐述了空间数据挖掘的智能分析及其应用，探讨了目前空间数据挖掘系统开发及应用中存在的主要问题及未来的主要研究方向。     

理解岩浆系统的物理过程

岩浆系统是一种复杂性动力系统,暗示岩浆系统的演化具有多重分支现象,即其演化路径包含一系列平衡过程与突变事件.因此,岩浆系统的物理过程是理解岩浆形成与演化及其相关地质过程的关键.邓晋福教授及其学术团队长期坚持岩浆系统物理过程的研究,在火成岩成因、火成岩构造组合、岩浆活动与成矿作用的关系和相关的地球深部过程等研究领域都做出了杰出的贡献.本文集刊登了部分相关的研究成果,以强调岩浆系统物理过程的重要性.我们撰写此文,目的是简要介绍本文集的主要内容和强调岩浆系统物理过程的研究意义.