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黄河流域径流呈减少趋势,而用水需求却日益增加,现行水库的调度规则已经不能适应流域的变化。因此,针对变化环境下,径流减少和用水需求增加的黄河流域现状,研究更适应于新情势的梯级水库群调度规则显得尤为重要。本文以黄河干流四座具有调节性能的大型骨干水库—龙羊峡-刘家峡-万家寨-小浪底梯级水库群作为研究对象,分析供水、发电、输沙、生态各用水目标对梯级水库群调度的响应过程,建立黄河流域梯级水库群优化调度模型并求解,根据优化调度结果采用数据挖掘的方法研究调度规则并与传统的调度图结果相比较,验证所选数据挖掘方法对于梯级水库群多目标调度规则提取的适应性与优越性。研究成果对于未来变化环境下黄河流域梯级水库群的多目标实际运行调度具有指导意义。论文主要研究内容及成果包含以下几部分:(1)基于黄河流域主要水文站的天然径流资料,研究了径流的趋势性和突变性,并分析了流域2020年及2030年水平年的需水变化,结果表明径流量减少,而需水却在增加。变异前、后的各站多年平均径流量最多减少了 104.9亿m3,流域综合需水增加了24.3亿m3。(2)基于黄河流域的长系列运行资料和供水、输沙、发电、生态的用水特性,通过数据统计和变化范围法(RVA)分别分析各目标对梯级水库群调度的响应规律,定量描述梯级水库群的调蓄作用。结果表明梯级水库的修建对供水、输沙、发电、生态带来了不同程度的影响,梯级水库群的调度要综合多因素,体现其综合效益。(3)根据龙刘联合运行设计调度图分别对变异前后的径流序列进行模拟调度,结果证明该调度图已不再适用于环境变化下的黄河流域梯级水库群调度;针对变异后的径流序列建立了以供水缺水量最小为总目标的黄河流域梯级水库群优化调度模型并采用粒子群优化算法(PSO)求解,从水库长系列运行过程、综合效益以及生态脉冲过程分析了优化调度结果的合理性。(4)根据黄河流域梯级水库群优化调度结果,采用数据挖掘中的Apriori算法提取水库调度规则,并将提取出的调度规则应用于2006年～2010年序列中,通过对比各库的多年平均发电和断面供水量,发现其结果均优于调度图结果,证明了算法的可操作性和在调度规则提取中的合理性。