流域水沙资源的优化配置理论框架

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：图12-1流域水沙资源优化配置 (调控)的理论体系流域泥沙的资源化及其途径。流域水沙资源优化配置的控制条件主要包括产流产沙关系、输沙量与径流量之间的关系、水沙运动输移方程、水沙分配关系、工程与技术控制条件等。根据上述流域水沙资源优化配置的理论，建立流域水沙资源优化配置的数学模型，包括河床演变均衡稳定模型和水沙资源多目标优化配置模型两个子模型，并应用于黄河下游。

流域泥沙资源化及其优化配置理论是一个多学科交叉的边缘课题，涉及到地理地貌、生态环境、泥沙运动力学、河床演变学与社会经济学等方面的内容。流域泥沙资源化的原理及水沙资源优化配置的理论框架如图12-1所示，主要包括流域泥沙的资源化及其途径、流域水沙资源优化配置的原理、流域水沙资源优化配置数学模型和流域水沙资源优化配置措施等。

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图12-1　流域水沙资源优化配置 (调控)的理论体系

(1)流域泥沙的资源化及其途径。通过研究流域泥沙的基本属性和特性，认为流域泥沙具有自然资源的有效性、可控性和稀缺性等属性。流域泥沙作为一种特殊的自然资源，当流域泥沙在满足技术和社会等一定条件下，是可以资源化的。流域泥沙资源化途径包括填海造陆、改良土壤和引洪淤灌、固堤淤背和建筑材料等。

(2)流域水沙资源的优化配置原理。其优化配置原理主要包括水沙资源多目标优化配置原理、水沙资源优化配置的控制条件和河道稳定均衡原理三个部分。其中水沙资源多目标优化配置原理主要是从社会经济和配置原理的角度，探讨流域水沙资源配置的原则、任务和原理，水沙优化配置原理主要包括泥沙优化配置的目标函数、多目标水沙资源优化配置方法、流域泥沙资源配置的平衡关系、流域泥沙资源配置的机制等内容。流域水沙资源优化配置的控制条件主要包括产流产沙关系、输沙量与径流量之间的关系、水沙运动输移方程、水沙分配关系、工程与技术控制条件等。河道稳定均衡原理就是通过分析河流水力熵和统计熵，指出河流熵理论的最小可用能耗率原理及其表达式完整地表达了冲积河流河床演变的自动调整作用基本原理，应用河流最小可用能耗率原理的表达式封闭河床演变方程组，建立河床演变均衡稳定原理(陈绪坚和胡春宏，2004，2006)。

(3)流域水沙资源优化配置数学模型。根据上述流域水沙资源优化配置的理论，建立流域水沙资源优化配置的数学模型，包括河床演变均衡稳定模型和水沙资源多目标优化配置模型两个子模型，并应用于黄河下游。

(4)流域水沙资源优化配置措施。流域水沙资源配置技术与措施主要包括水力调控措施、机械配置措施、工程配置措施及生物配置技术等。

流域水沙资源的优化配置理论框架

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