【摘 要】
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随着我国水电能源领域研究的发展，传统单纯追求发电效益的水库调度模式已无法满足流域水库群防洪、发电、供水、生态、航运等综合效益的需求。同时，受社会经济发展、流域生态环境变化等多方面因素影响，流域水库群联合优化调度技术仍存在一系列待解决的关键科学难题。本文紧密结合长江流域梯级水库联合优化调度的工程应用实际，以水电能源开发利用综合效益最优为目标，运用水动力学理论和模糊逻辑推理系统相结合的建模途径，深入分析了生态目标、通航目标量化方法，进而采用多目标优化理论及其求解算法对梯级水库群中长期联合优化调度问题求解，取得
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随着我国水电能源领域研究的发展，传统单纯追求发电效益的水库调度模式已无法满足流域水库群防洪、发电、供水、生态、航运等综合效益的需求。同时，受社会经济发展、流域生态环境变化等多方面因素影响，流域水库群联合优化调度技术仍存在一系列待解决的关键科学难题。本文紧密结合长江流域梯级水库联合优化调度的工程应用实际，以水电能源开发利用综合效益最优为目标，运用水动力学理论和模糊逻辑推理系统相结合的建模途径，深入分析了生态目标、通航目标量化方法，进而采用多目标优化理论及其求解算法对梯级水库群中长期联合优化调度问题求解，取得了一系列具有理论意义及工程实际应用价值的研究成果。本文主要研究工作及创新成果如下：
(1)研究工作围绕三峡、葛洲坝水库面临的生态、航运需求问题，构建了水动力学模型模拟影响流域目标物种产卵和船只通航的各个水动力学要素时空分布；同时，引入模糊逻辑推理系统计算水动力学要素与生态栖息地适宜度、通航适宜度的非线性映射关系，进而得到了研究河段生态需水量和通航需水量的时段需求。
(2)针对流域水库群优化调度涉及复杂的决策变量和多个目标函数的制约，研究提出了求解多目标调度模型高效求解算法—多目标正切算法。该算法受正切函数图像启发，采用一种新的更新策略驱动种群向全局最优解搜索，收敛速度相对更快。通过一系列标准测试函数的数值仿真测试以及与经典算法的对比结果表明，多目标正切算法能有效处理非连续性、非凸多目标约束优化问题，且具有较好的收敛性和分布性，是一种性能优异的多目标优化算法，可用于解决水库群多目标优化调度难题。
(3)构建了流域水库群面向生态、航运、发电多目标联合优化调度模型，运用提出的多目标正切算法实现模型的高效求解；在此基础上，探究了发电效益、生态效益、航运效益之间的相互影响关系，同时给出了调度优选方案排序供调度决策者参考。研究工作可为流域水库群面向生态、航运的多目标优化调度提供理论依据与技术支撑。
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近年来，城市积水问题日益突显。以智慧城市为背景，对城市实时监控场景下的积水区域进行识别，来实现及时监测上报与预警，对保障城市运行安全与公共卫生良好具有重要意义。现有的城市积水监测方式均通过设置积水点与安装监测装置来实现。这种接触式的方法在实际应用中存在安装维护成本高、定点监测与覆盖范围小、对小面积长期积水区域无法判断等缺点。本文基于深度学习的语义分割技术对城市监控下的积水区域进行精细划分，来实现对城市积水的监测，能有效弥补现有方式的不足，并具有一定的实际应用价值。
(1)基于注意力与显著性的语义
随着各流域大规模水电站群陆续建成与投运，我国形成了区域电网下梯级电站联合运行的格局。然而，厂网分离模式使得各水电站多以自身利益为出发点，难以响应电网负荷变化，不仅无法充分利用水资源，且水电运行方式与电网需求也达不到统一。尤其在蓄水期，原规划的汛末蓄水调度方案会使水库群之间会出现竞争性蓄水问题，妨碍了电站的正常运行，进而加剧了对电网安全稳定运行的影响。传统水电站优化调度方法难以解决电网互联形势下的调峰调度问题，迫切需要寻求新的理论、模型、方法开展研究。为此，本文围绕金沙江下游-三峡梯级电站适应华中电网需求面
水土资源是生态、社会、经济可持续化发展的基础资源之一。水土流失会造成环境破坏、经济损失，影响人类的生存与发展。水土流失分析对于揭示水土流失过程、得出水土流失规律有重要作用，能够为水土保持工作提供有效决策。长期的水土流失研究已形成一套较为成熟的方案用于对已发生的水土流失状况进行计算与评估。然而仅依靠分析当前情况或者历史情况还不足以为水土保持工作提供有效信息。对水土流失强度大小的预测以及空间分布的预测将有助于制定水土保持措施，对于维持良好的水土状况有重要意义。
为此，论文以实现水土流失的预测为核心目
井渠灌区农业用水科学配置研究对改善灌区水—能源—粮食纽带关系，促进灌区灌溉农业的可持续发展起到重要的作用，一直是水资源优化配置领域的研究热点之一。然而，由于大多数井渠灌区缺乏科学的规划和合理的使用，导致部分区域地下水位严重下降，进一步引发抽水效率不高、成本激增、机井报废等问题，同时由于各水源的不合理配置，使得灌区水资源难以实现高效利用。本文以新疆策勒绿洲作为研究区域，围绕绿洲井渠灌区内机井空间布局和地表水及地下水配置不合理这两类问题，结合系统工程理论和数学规划的思想，研究并提出相应的数学优化模型，最后通过
随着十三大水电基地的建成，中国已形成世界规模最大的互联水电系统，合理配置水资源，优化流域水电站群调度运行管理逐渐成为研究重点。然而，随着水电系统规模不断增大以及调度要求的日益复杂，水库优化调度问题的建模求解变得越来越困难，传统数学规划方法和启发式智能算法难以满足工程实际需求，亟需从改进创新算法与引入最新计算机技术两方面开展进一步研究。因此本文以金沙江下游-三峡梯级的溪洛渡、向家坝、三峡和葛洲坝四座梯级水电站为研究对象，将并行分布式计算技术与梯级水电站发电优化调度结合，提出适应单机多核环境的基于Fork/J
水电作为经济、清洁的可再生能源，在电力系统中不仅能承担基荷，降低碳排放水平，还因其调节迅速的特点，常承担调峰调频任务。随着我国一批巨型水电站的建成投产，逐步形成流域梯级巨型水库群，水库群的协同运行在防洪、发电、航运、供水等多个方面发挥了巨大的经济与社会效益。然而巨型水电站装机容量大，机组台数、型号众多，外送线路繁多，梯级电站之间存在复杂水力电力联系，为梯级巨型水电站短期发电计划编制、计划执行以及厂内经济运行带来了巨大的挑战。在电力市场环境下，如何统筹兼顾多层次复杂约束，充分发掘梯级发电潜力，提升水资源精细
抽水蓄能电站是电力系统有效的、不可或缺的调节手段，随着我国社会的不断发展，用户对电能质量的要求不断提高，尤其是在国家极力发展绿色能源的大环境下，抽水蓄能电站调峰填谷的运行特性，能过有效地实现负荷调节和保证电力系统的稳定运行，因此，抽水蓄能电站的运行状态将会直接影响整个电网的稳定运行水平。
抽水蓄能机组是一个水机电高度耦合的机械系统，主要由水泵水轮机、发电电动机和主进水阀等子系统组成，其中主进水阀是保障电站安全稳定运行的重要设备，主进水阀上下游分别连接压力钢管和蜗壳，相比于常规机组，抽水蓄能机组运
近几十年以来，随着我国经济的发展，各大流域内都规划并兴建了一批综合利用效益显著的大中型水库，但这些水库在承担防洪、发电、航运、环保等任务的同时，也不可避免地改变了流域水文情势，而掌握准确的流域水文规律是开展水资源研究和规划的必要前提，也深刻影响着国家宏观政策走向。因此，本论文围绕水利工程胁迫下的流域水文情势变化问题，从流域径流预测、水库调度规则提取、流域调度模拟等方面展开了深入研究，将深度学习算法与水文预报、水库调度问题结合，以期掌握流域径流变化过程，直观反映水库调度运行情况，为决策者进一步制定流域规划提
金沙江下游-三峡梯级水库群包含乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡以及葛洲坝六个水库，肩负着繁重的防洪、发电、泥沙、航运、生态保护等综合任务，是开发长江、治理长江的核心工程，为了最大程度的发挥这些梯级水库的经济效益，缓解联合调度运行中的矛盾，建立金沙江下游-三峡梯级水库联合调度管理模式十分必要。随着梯级水库群联合调度研究的深入，如何进行调度方案决策、合理分配梯级联合调度效益逐渐成为水库群调度运行管理决策的重难点。为此，本文研究工作以金沙江下游-三峡梯级水库群为研究对象，围绕梯级水库群联合调度评估相关管理决
近年来，随着流域梯级水库的不断建成与投产，我国水利工程的主要任务已从水库工程建设转变为流域梯级水库的调度管理工作。梯级水库在消落期需要兼顾流域的发电、供水、航运和生态等多个调度需求，如何合理配置梯级水库在消落期有限的水能资源以满足流域多方面的用水需求已成为水库调度管理的重要内容之一。传统的水库消落调度多以确定来水过程下的发电量最大为目标，已无法适应如今复杂约束条件下的多来水情景和多优化目标的梯级调度需求，亟需开展梯级消落期综合利用和调度规则提取的研究，以充分发挥梯级水库的库容补偿效益。为此，本文以金沙江下