改进NSGA-Ⅱ的黄河下游水库多目标调度

在一种典型多目标进化算法nsga-ⅱ基础上做了以下改进:1)引入了外部档案集并提出一种基于局部搜索的算子,用于提高其收敛性及非劣解的分布性;2)为了便于决策者决策,采用一种基于偏好的简单有效决策方法优选调度方案;3)为提高算法的效率,在建立偏序集时,采用快速排序算法对子目标进行排序.最后,采用改进ns-ga-ⅱ算法求解三峡梯级水电站多目标发电优化调度问题,结果表明算法能够有效地处理复杂约束,得到分布完备且均匀的非劣调度方案集,并计算出各非劣调度方案的相对优属度以便于决策者进行决策.

黄河下游场次洪水来沙系数与下游河道的冲淤关系密切,进入下游的典型高含沙洪水的平均来沙系数为0.093~0.105,如洪水期在下游沿程无引水,小浪底水库不调节,则相应全下游淤积可占到来沙的59%~62%,故小浪底水库拦蓄高含沙洪水为下游减淤是有必要的。但必须考虑由此导致的水库淤积加重及入海沙量减少。本文提出了以小浪底水库排沙比y表达的控制指标,对代表性洪水系列的计算表明,在现有洪水来沙系数范围内,小浪底水库正常运用的宏观控制指标可取y=2/3,能兼顾水库尽可能少淤、下游减淤及多排沙入海,确保减淤比在40%以上。在实际操作中需视洪水来沙系数预报值,据小浪底水库合理拦沙运用的控制指标进行调控。迄今小浪底水库淤积已占原设计拦沙库容的30%以上,应考虑降低汛期水位,为洪水期水库排沙比提高到y=2/3左右创造条件,以抑制库容淤损过快的势头。

针对网架结构抗震设计,提出一种基于多目标进化算法nsga-ⅱ的抗震优化设计方法。建立以网架用钢量最小化和结构最大竖直位移最小化为目标的多目标优化模型;结合有限元动力计算模型和显式动力分析方法对网架结构进行地震响应分析;考虑到优化模型带有约束条件以及设计变量的特点,提出基于nsga-ⅱ的改进算法nsga-ⅱ+,采用该算法来求解优化模型。为了验证算法改进效果,对经典的空间桁架结构进行了优化,并与其他算法的优化结果进行比较,结果表明改进算法具有良好的收敛性和稳定性。最后以ansys/ls-dyna为结构动力分析工具,混合编程实现了一个斜放四角锥网架的多目标抗震优化设计。优化实例表明,该方法能得到优质解,具有实际工程意义。

指出了现行水库调度方法的众多不当之处,在实现社会经济多种目标的基础上,考虑河流的生态平衡,实行水库的多目标生态调度。讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;积极参考拥有自然水文情势的水库;控制水库泥沙淤积、防止水库富营养化;防治闸坝的污染调度等方面的调度技术。

天然河流上游修建大型水利枢纽后,必将引起水库下游河道的再造床。黄河小浪底水库自1999年10月下旬下闸蓄水以来,已运行十年有余。本文通过实测资料的分析,从河道的冲刷和河道的平面形态变化两方面来阐明小浪底水库拦沙运用十年来水库淤积及下游河道的再造床过程及其特点,为小浪底水库进一步水沙调控提供借鉴,也丰富了多泥沙河流兴建大型水库以后下游河道河床演变学科的内涵。

针对引汉济渭工程运行初期三河口水库研究不足,开展三河口水库多目标调度规律的研究。考虑工程调水、发电和生态需水等要求,建立水库多目标优化调度模型,采用nsga--ⅱ求解模型。从调度指标、调度目标、影响因素和调水潜力等方面分析计算结果,揭示了多目标转化规律,量化了起调水位对发电量的影响,验证了优化模型计算结果的合理性和优越性。研究表明：1）小幅降低发电量可显著增加调水量;2）三河口水库在丰水年、平水年能够满足规划值,但枯水年不能满足;3）起调水位对发电量影响显著;4）典型年最大调水8.75亿m^3;最小调水3.75亿m^3。研究成果对水库运行、提高水资源利用效率和工程效益提供了重要参考。

对黄河下游滩区的洪水风险进行了分析,结果表明:①滩区近期漫滩几率为3~5年一遇;②滩区安全建设实施后能够解决20年一遇以下洪水的人口淹没和部分财产损失问题;③补偿政策的实施能使滩区群众承担的洪水风险得到分担与补偿,初步解决与黄河下游防洪的矛盾。

在水利工程建设期间,由于扰动、开挖原地貌,从而使原地表土壤、植被遭到破坏,增加了裸露面积,表土的抗蚀能力减弱,加剧了区域内的土壤侵蚀.因此,在工程建设的同时必须采取有效的防护措施,保护生态环境,遏制水土流失.本文中并结合多年积累经验,以黄河下游防洪工程的水土保持工作现状为例,阐述了水利工程土壤侵蚀的防治目标和总体布局,可以供水利有关部门参考与借鉴.

该文从小浪底水库建库前后黄河下游泥沙粒径粗细变化情况,分析总结出黄河下游河道河床质泥沙粒径的沿程变化规律。合理利用小浪底水库对水沙进行有效地控制和调节,对实现下游河道冲刷或不淤积,具有十分重要的意义。

黄河下游现有引黄渠首工程１０７处，设计引水能力４２００ｍ３／ｓ，１９８５～１９９８年年平均引水量１０４亿ｍ３，为两岸国民经济发展作出了巨大贡献，但渠首工农业水价标准从１９８９年以来却一直未变。通过对引黄渠首水价制度进行研究，分析了供水成本的变化情况、影响供水成本变动的主要因素、现行水价存在的问题以及水价偏低造成的危害等，提出了水价改革应采取的措施。

放淤固堤是黄河下游加固堤防的主要措施之一,针对放淤固堤施工中的一些难题,从管道架设、淤区施工、集浆池,尤其是机泵配套选择方面逐一加以解决,提供了6pnl立式泥浆泵、250nd-22和10epn-30加压泵及机泵配套最佳组合形式,以利于提高施工效率。

黄河下游防洪工程的建设与效益

通过实测输沙资料和淤积物取样分析发现，黄河下游的河道淤积物中粒径≥００５ｍｍ的泥沙含量多年平均值（１９５０～１９９５年）大约为４０％，粒径≥００２５ｍｍ的泥沙含量多年平均值（１９５０～１９９５年）约为７０％。从各年代不同粒径泥沙的百分含量来看，粒径≥００５ｍｍ的泥沙百分含量有逐渐减小的趋势，５０年代为４２１％，到８０年代减少为３７２％，１９９０～１９９５年也只有３５４％，而粒径≥００２５ｍｍ的泥沙百分含量变化不大，基本维持在６７％左右。同时，分析结果还表明淤积物中粒径≥００２５ｍｍ的泥沙占多数。

基于黄河下游河流影响带3条监测剖面的监测数据,结合环境地质调查及两个时段的环境地质卫星遥感图像,分析了小浪底水库运行后黄河下游环境的整体变化趋势。结果表明:小浪底水库运行后,避免了下游河道断流,黄河径流量趋于稳定,下游灌区得以安全运行和发展,各灌区实灌面积得到稳定和扩大,下游地下水调蓄功能增强,傍河水源地主要补给源稳定、运行安全性提高;同时使河道带土地沙化加重、湿地面积减小、水源地地下水位埋深增加。

2000年12月19日,济南市天桥区大王庙险工1至12号坝突发大量根石走失,挑水坝前水深溜急,根石走失后坡度1:1左右,护岸宽度大于20m的淤积沙滩被水流冲失,已危及堤防临河堤脚,险情发展较快。由于发现及时并立即抛石4320m~3以后,险情得以解除。此类险情在济南河段是继1981年9月25日历城区王家梨行险工7至9号坝

本文针对黄河小浪底水库调水冲沙以来下游黄河河床下切；水位大幅度降低使下游引黄灌区引水困难；给灌区生产、生活和环境带来的影响进行剖析；提出修建黄河拦蓄工程等建议；使灌区能够更好地为经济社会发展服务.

从洪水发生的机理看,其与地质环境密切相关,是外动力地质作用的结果,所以可以说,黄河下游的洪水灾害是地质灾害。因此,从地质学角度来讲,黄河下游防洪减灾的对策有:①利用河道泥沙加宽大堤;②根据地质条件加固大堤;③重塑黄河下游河流地貌;④利用中游水利工程将泥沙输送到大海;⑤增大黄河径流量,减少下游河床淤积。

为研究黄河下游山区和引黄水库水质状况及潜在的健康风险,确定主要污染物及治理的优先顺序,采用美国环境保护署推荐的水环境健康风险评价模型,对5座典型水源水中有毒污染物通过饮水途径引起的水环境健康风险进行了评价。结果表明：各水库基因毒物质的平均浓度范围分别为cd：0.25×10^-3～1.6×10^-3mg/l、as：0.24～3.5×10^-3mg/l、cr（ⅵ）：0.0020～0.0170mg/l;躯体毒物质浓度较低。5座水库中基因毒物质由饮水途径所致健康危害的个人年风险大小排序均为cr（ⅵ）〉cd〉as,躯体毒物质的个人年风险按大小排序为pb〉nh4＋〉hg〉cn^-1〉挥发酚,前组水平远大于后组。5座水库各污染物所致个人年总风险基本大于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受值5×10^-5a^-1,其中以卧虎山和玉清水库污染最严重,各类污染物所致健康危害的个人年总风险基本在10^-4a^-1水平;cr（ⅵ）是5座水库的优先控制污染物。

水库拦沙期黄河下游洪水冲刷效率调整分析

内燃机气门弹簧的设计一般属于多目标优化设计。根据内燃机气门弹簧在实际中的设计要求,建立其多目标优化模型。采用nsga-ii优化算法对其进行多目标优化,克服了传统的试凑法和图解法存在的不足,实现了多方案优化设计,提高了气门弹簧的设计质量和设计效率,具有较大的工程使用价值。

本文针对黄河下游地区胜利油田蓄水水库的生物资源状况进行摸底调查,确定了蓄水水库中藻类、浮游生物、底栖生物的种类及变化规律.

通过对黄河南北展宽工程概况的介绍,分析了南北展宽工程取消的原因及取消后存在的问题,结合黄河防洪工程建设和临黄堤工程管理的实际需要,提出了展宽工程取消后临黄堤工程、移民安置及管理等问题及对策,为南北展宽区工程建设和移民安置提供参考。