海河流域城市水系优化调度

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页数:207
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出版时间:2008-3
价格:90.00元
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isbn号码:9787030210913
丛书系列:
图书标签:
  • 水资源
  • 城市水系
  • 优化调度
  • 海河流域
  • 水利工程
  • 水资源管理
  • 城市规划
  • 流域管理
  • 生态水文
  • 水环境
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具体描述

《海河流域城市水系优化调度》基于科学配置城市水资源、不断改善城市水环境的思想,系统、全面地介绍了水资源联合调度方法、模型及技术,阐述了国内外研究进展及其理论基础和研究框架;把握了联合调度这一领域的国际前沿和最新研究动态,在理论研究、方法应用等方面取得了突破。根据大量的数据与资料,以海河流域城市水系为案例,研究了城市水质水量联合高度技术及其在城市水环境改善中的应用,并提出了生态健康评价技术、藻类生长控制技术和联合调度技术模型。

图书名称:《海河流域城市水系优化调度》 图书简介 本书深入探讨了海河流域复杂水系网络背景下,城市水资源管理与水环境安全所面临的重大挑战与前沿解决方案。全书以严谨的科学态度和系统性的工程思维,构建了一套多目标、多约束条件的城市水系优化调度理论与技术框架,旨在为海河流域内特大型、超大城市群的水资源可持续利用提供坚实的理论支撑和可操作的技术路径。 第一部分:海河流域水资源系统特征与挑战 本部分首先对海河流域的自然地理、水文气候特征进行了详尽的梳理。流域内河流众多,水系分布复杂,且受季风气候影响显著,水资源时空分布极不均衡。重点分析了特有的“九河下海”水系结构对城市防洪排涝、供水安全构成的独特挑战。 随后,本书聚焦于流域内城市化进程加速带来的水资源压力。随着城市规模的不断扩张,硬化地表增加,城市内涝风险显著上升;同时,工农业和生活用水需求的刚性增长,与区域水资源承载力的矛盾日益尖锐。特别指出,区域间水资源调配的复杂性,以及跨行政区划协调难度的增加,是当前水系管理亟待解决的核心难题。 第二部分:城市水系统多目标优化调度理论基础 本书的理论核心在于构建多目标耦合的优化调度模型。我们摒弃了传统的单一目标(如仅追求供水保障率或仅关注防洪标准)的局限性,提出了一种集成水安全、水生态和水环境效益的综合评价指标体系。 1. 水文情景模拟与不确定性分析: 详细阐述了如何利用高精度水文模型,结合长期气象数据和遥感信息,对流域未来水资源可供量进行精确预测。特别引入了蒙特卡洛模拟和情景分析方法,量化了极端天气事件(如特大暴雨、长期干旱)对城市供水系统的冲击和风险水平,为调度决策提供了概率支持。 2. 优化目标函数构建: 提出了一个包含“最大化城市供水可靠性”、“最小化城市内涝损失”、“优化水环境水质目标实现度”和“最小化跨区域水资源调配成本”的帕累托前沿优化框架。通过引入模糊集理论和熵权法,对难以量化的生态需水和水环境质量指标进行了科学的权重分配。 3. 约束条件集的精确界定: 详细分析了城市水系调度涉及的各类约束,包括工程约束(水库库容、管道输水能力、泵站功率)、水文约束(河流流量、水位限制)、水质约束(污染物排放标准、生态基流要求)以及社会经济约束(不同用水户的优先级)。 第三部分:城市水系优化调度的数学规划方法 本书系统介绍了求解复杂优化问题的数学工具。针对水系调度的非线性和大规模特性,本书主要采用以下高级算法: 1. 混合整数线性规划(MILP)与非线性规划(NLP): 阐述了如何将水库调度、渠道输水等具有明确线性或可线性化特征的部分转化为MILP模型,并结合非线性(如水头损失计算)部分采用NLP求解策略。 2. 启发式与元启发式算法的应用: 针对传统数学规划在处理大规模、高耦合度问题时的局限性,重点介绍了遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)以及模拟退火(SA)等元启发式算法在寻找全局最优解或满意解方面的有效性。书中通过海河流域某典型城市群的案例,对比了不同算法在计算效率和解的质量上的优劣。 3. 实时在线调度框架: 针对城市水系动态变化快的特点,提出了基于“预测—修正—执行”的实时在线优化框架。该框架结合了卡尔曼滤波技术对实时水文数据的平滑处理,实现了调度指令的快速生成与调整。 第四部分:海河流域典型应用场景与案例分析 本部分将理论与实践紧密结合,提供了针对海河流域特定问题的解决方案案例。 1. 城市群供水安全协同调度: 针对京津冀地区跨流域调水与区域内水库群联合调度的需求,设计了基于需求响应的协同调度模型。该模型着重于平衡上游水库的生态基流维持与下游城市的可靠供水,确保在枯水年限下供水风险最小化。 2. 城市内涝风险的雨洪资源化调度: 结合海绵城市理念,探讨了城市低影响开发(LID)设施与区域性蓄滞洪区、城市水库的联动调度。模型目标是利用城市调蓄空间,将暴雨径流转化为可利用的水资源,同时将城市防洪标准提高一个等级。详细分析了如何通过优化闸门开度、泵站启停时序,实现快速汇集、有效削峰和安全排放。 3. 水环境质量的生态调度策略: 针对河流污染负荷季节性变化大的特点,提出了基于水质目标控制的生态流量保障调度。通过模拟不同调度方案下河段水体的自净能力和稀释能力,确定了最优的生态补水时机和补水量,以保障主要河流出境水质达标。 第五部分:政策建议与未来展望 基于研究成果,本书最后提出了针对海河流域城市水系管理的政策建议,包括建立跨行政区水资源共享的激励机制、推广基于效益评估的精细化调度技术、以及建设集成化的流域智慧水务管理平台等。展望了未来在人工智能、数字孪生技术应用于城市水系管理方面的潜力,旨在推动海河流域水资源管理的现代化和可持续发展。 适用对象: 本书适合水利工程、环境工程、城市规划、地理信息系统等相关领域的科研人员、高校师生,以及水利管理部门、城市防洪抗旱指挥部、供水集团等一线规划与管理工作者参考使用。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的文字风格,说实话,有点像一位经验老到的水利工程师在跟你面对面交流,语气坚定,不事雕琢,但每一个用词都像是经过千锤百炼的专业术语,掷地有声。它不像一些畅销书那样追求华丽的辞藻或戏剧性的冲突,而是稳扎稳打,步步为营。我注意到,书中对某些关键概念的定义,都引用了最新的国际标准或国家规范,这显示出作者的资料更新速度和学术严谨性。阅读过程中,我仿佛能闻到那种水库边特有的、泥土混合着水汽的味道。尤其是在描述极端天气对现有调度系统的挑战时,那种紧迫感跃然而出,让人不禁为未来城市的安全捏一把汗。这本书的结构安排也十分合理,像是河流的层层深入,从宏观的流域规划,过渡到微观的泵站和闸门的控制策略,逻辑清晰,衔接自然。如果你是一个真正想深入了解一个大型流域如何运作的人,这本书会是你的绝佳向导,它不会给你任何‘速成’的错觉,只会要求你付出相应的耐心和专注。

评分☆☆☆☆☆

如果用一句话来形容这本书给我的印象,那就是“沉淀了无数次实地考察和数据分析的智慧结晶”。它不仅仅是纸上的文字,更像是作者多年来在田间地头、在控制中心积累下来的经验的数字化呈现。我最欣赏的一点是,作者在论述先进技术的同时,从未忘记回归到最基础的人文关怀和地方特色。海河流域的历史文化底蕴深厚,作者在不经意间,会将古代的水利智慧融入现代的调度方案中进行讨论,这种古今对话的方式,让原本冰冷的技术探讨变得有温度,有历史的厚重感。这本书的附录部分也做得非常详尽,提供了大量的原始数据来源和计算方法的推导过程,这对于那些需要引用或二次开发的研究者来说,简直是如获至宝。它不是一本‘读完就放下的书’,而是一本‘需要随时翻阅参考的工具书’,它已经在我桌面上占据了一个非常重要的位置,随时准备在我进行相关项目思考时,提供最坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是引人注目,那种深邃的蓝色调一下子就把人带入了水流的意境之中。我拿到手的时候,首先就被它的装帧质量所吸引,纸张的质感非常细腻,拿在手里沉甸甸的,感觉像是捧着一本厚重的学术著作。我原本以为它会是一本枯燥的工程技术手册,但翻开目录才发现,作者的叙述方式非常注重理论与实际的结合,每一个章节的标题都像是为专业人士量身定做,充满了严谨的逻辑感。尤其是开篇对流域水资源管理历史演变的回溯,那段文字写得极其精彩,仿佛在讲述一部宏大的史诗,让人忍不住想要深究下去。我特别留意了其中关于‘生态需水’和‘城市韧性’的探讨,感觉作者对现代水资源治理的理解已经超越了单纯的工程学范畴,上升到了可持续发展的哲学层面。这本书的排版也很舒服,字体大小适中,注释详实,即便是不太熟悉的读者也能通过脚注找到更深入的参考资料,这种对读者体验的关怀,在专业书籍中是相当少见的。整体来看,这本书散发出一种沉稳、专业的学识气息,光是放在书架上,都能感受到它蕴含的丰富信息量。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说,这本书的阅读体验是带有挑战性的,但正是这种挑战,才凸显了它的价值所在。它没有回避任何技术难点,反而将其作为展示作者深厚功底的舞台。我尝试着去对比市面上其他关于城市水务管理的书籍,发现它们大多侧重于某一单一的技术模块,比如水质或防洪,而这本书的野心显然不止于此。它试图构建一个囊括了供水保障、防洪减灾、水环境改善乃至水资源市场化配置的完整框架。书中那些关于‘系统耦合’和‘非线性反馈’的论述,需要读者具备一定的数理基础才能完全领会其精髓,但这并不妨碍我们通过图表和案例来把握其核心思想。这本书更像是为那些已经站在行业中层,渴望突破瓶颈、寻求更深层次理解的专业人士准备的“进阶秘籍”。它提出的许多观点,都带有强烈的预见性,让我思考,在未来的十年乃至更长时间里,我们该如何调整城市的水系统来适应气候变化带来的不确定性。

评分☆☆☆☆☆

初读此书,我最大的感受是作者对复杂系统的把握能力令人叹服。他似乎有一种魔力,能将海河流域这般错综复杂的城市水网,拆解成一个个可以被清晰理解的单元,然后又巧妙地将它们重新组合,展现出动态变化的全局图景。书里论述的那些模型和算法,对于非水利专业的我来说,起初确实有些晦涩,但作者的处理方式非常高明,他总能用一些非常贴合实际的案例来佐证抽象的理论,比如在讨论洪水风险评估时,引用了几个历史上的具体事件,让那些冰冷的数字瞬间变得有血有肉,读者立刻就能感受到水患对城市生存的真实威胁。我尤其欣赏作者在阐述‘多目标优化’时的那种辩证思维,他没有简单地给出最优解,而是展示了不同目标之间如何权衡、如何取舍,这才是现实世界中做决策的真谛。这种细腻的层次感,让这本书不仅仅是一本技术指南,更像是一部关于如何在有限资源下实现城市和谐共存的智慧之书。读完一章,我常常需要停下来,细细回味那些蕴含的深意,生怕遗漏了任何一个关键的逻辑链条。

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