摘    要

在本文针对松花江河的管理问题进行研究的过程中，运用了多目标规划、模拟退火法、仿真模型、流体力学等方法确定6个大坝的位置和水策略应用情况。

在问题一中，首先对成本和效益的各项指标进行了分析。在效益方面，本文主要分析了防洪收入，灌溉收入，发电收入和旅游收入等。在成本方面，本文主要分析劳动力成本，材料成本，磨损成本，移民成本和环境修复成本等。运用层次分析法确定了权重，并基于已设定的基数，使用加权平均法计算得到三种方案的成本和效益：

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在问题二中，对原大坝的整体水管理能力进行了分析，并将它分成三个部分：水功能，水利用和水保护。从这三个方面确定了新建大坝的约束条件，使得新建大坝能为丰满水坝提供相同或更高层次的保护和水资源管理。之后，为使安全性与成本达到一个合理的平衡状态，建立了安全性的目标函数：以及成本的目标函数：。然后，使用模拟退火法计算得到了最优解：需要建立的水坝数量为6个，最佳水落差值为90.38米。在结合当地的水文特征和地貌形势，根据水落差值确定了最终的新大坝的位置，且在地图上做出了标记。

在问题三中，本文针对极端情况（洪水）给出了应急策略，并运用仿真模型对大坝建成后的洪水情况进行模拟。根据仿真结果，对不建造大坝、原大坝和新大坝三种情况下水流量随时间的变化图进行对比分析，证明了所建立的新大坝在应对极端水流情况方面比原大坝更佳。最终，本文确定了极端水流情况下的水流控制情况：在上游位置应尽量采用开闸控制水流量，中游和下游的开闸情况则逐渐降低。

 

关键词：水坝修建； 多目标规划； 仿真模型； 水策略

目   录

一、绪论 5

1.1问题重述 5

1.2基本假设 6

1.3基本符号说明 6

二、问题分析 8

2.1如何确定三种方法的潜在成本和收益？ 8

2.2如何确定水坝的数量和位置？ 8

2.3如何正确处理应急水？ 9

三、模型一：成本与收益模型的建立 9

3.1三种方法能获得的收益分析 9

3.2三种方法所需的潜在成本分析 10

四、模型二：多目标规划模型的建立 12

4.1水战略分析 12

4.1.1模型介绍 12

4.1.2水资源功能分析 13

4.1.3水资源利用分析 15

4.1.4水资源保护分析 17

4.2水资源安全策略分析 18

4.2.1工程结构安全分析 18

4.2.2水坝安全影响因素分析 19

4.2.3对堤坝安全性能达标的定义 19

4.3基于模拟退火法确定目标函数 19

4.4建立相应的计算模型 20

4.4.1模型介绍 20

4.4.2求出方案最优解 21

五、模型三：极端条件下的仿真模型的建立 23

5.1极端情况下水流排放的具体指导 23

5.2水坝修建后洪水模拟分析 24

六、模型的敏感性分析 26

七、模型的评价与推广 27

7.1模型的评价 27

7.1.1优点 27

7.1.2不足 27

7.2模型的改进 28

八、 参考文献 29

九、 致谢 31

十、附录 32

附录1 新坝数据 32

附录2 仿真模型计算结果 33

附录3 模拟退火法 33