基于移動GIS的沈陽市水資源承載力與優(yōu)化配置研究

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1、基于移動GIS的沈陽市水資源承載力與優(yōu)化配置研究MobileGISbasedstudyoncarryingcapacityandoptimalallocationofwaterresourcesinShenyang研究生：王灝瀚指導(dǎo)教師：潘俊教授學(xué)科專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程二〇一七年分類號：學(xué)校代碼：10153UDC：密級：公開碩士學(xué)位論文基于移動GIS的沈陽市水資源承載力與優(yōu)化配置研究作者姓名：王灝瀚入學(xué)年份：2014年9月指導(dǎo)教師：潘俊教授學(xué)科專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程申請學(xué)位：工學(xué)碩士所在單位：市政與環(huán)境工程學(xué)院論文提交日期：2016年12月論文答辯日期：2017年3月

2、學(xué)位授予日期：2017年3月答辯委員會主席：胡俊生答辯委員會組成：胡俊生李亞峰牛明芬林曄劉旭東亢函王東明論文評閱人：聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。與我共同工作過的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名：日期：2017年3月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解沈陽建筑大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許

3、論文被查閱和借閱。本人授權(quán)沈陽建筑大學(xué)（或其授權(quán)機(jī)構(gòu)）可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫并通過網(wǎng)絡(luò)提供檢索、瀏覽。（如作者和導(dǎo)師同意論文交流，請在下方簽名；否則視為不同意。）作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學(xué)位后：不限□半年□一年□一年半□兩年□作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：2017年3月日期：2017年3月碩士研究生學(xué)位論文摘要I摘要區(qū)域水資源承載力的強(qiáng)弱與優(yōu)化配置方案的好壞越來越成為影響地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。為了保證沈陽市社會經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展，準(zhǔn)確掌握水資源承載力變化趨勢，合理進(jìn)行水資源優(yōu)化配置，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展已成為沈陽市水資源管理的當(dāng)務(wù)之急。由于

4、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、帶動了移動GIS、數(shù)據(jù)庫與無線網(wǎng)絡(luò)等大量信息技術(shù)的急速發(fā)展，所以水資源信息化建設(shè)勢必成為未來水資源一種必然的趨勢。本文首先從自然地理、氣象水文和經(jīng)濟(jì)社會三方面對沈陽市水資源特征進(jìn)行了全面分析，研究表明沈陽地區(qū)地表水總量不足且分布不均，降雨量與水資源量從東南向西北逐漸減少，地下水可開采量較小且存在地下水超采現(xiàn)象。對沈陽市水資源水質(zhì)與水量進(jìn)行評價，沈陽市水資源構(gòu)成以地下水為主，水資源總量短缺。采用單指標(biāo)評價法進(jìn)行沈陽市地表水資源質(zhì)量評價，結(jié)果表明沈陽市地表水水質(zhì)為Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不符合水功能區(qū)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)業(yè)和生活污水對沈陽市地下水水質(zhì)造成了較大的影響。通過對

5、供水用水現(xiàn)狀與可利用水源的分析，明確現(xiàn)階段沈陽市水資源開發(fā)利用中存在的問題。通過對降水量與水資源總量枯豐變化情況分析，采用權(quán)馬爾科夫鏈預(yù)測方法對未來水資源總量進(jìn)行預(yù)測。針對水資源總量能否支撐未來沈陽市的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題，進(jìn)行水資源承載力現(xiàn)狀的評價和預(yù)測。建立符合沈陽市特點的水資源承載能力評價標(biāo)準(zhǔn)和評價指標(biāo)體系，用可變模糊集識別模型處理計算，結(jié)果表明沈陽市水資源承載力處于較弱的水平，但有逐漸轉(zhuǎn)好的趨勢。此方法以相對隸屬度處理傳統(tǒng)評價方法將評價標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間轉(zhuǎn)化為點值計算導(dǎo)致結(jié)果精度不高的問題，提高了水資源承載力評價等級的精與評價結(jié)果的可信度。使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，在誤差允許

6、的范圍內(nèi)，對水資源承載力各指標(biāo)值進(jìn)行了預(yù)測。進(jìn)而對未來的水資源力進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果表明沈陽市未來的承載力可以到達(dá)3-3.5等級，接近于一般的程度，且隨年份的增長逐漸好轉(zhuǎn)。參考沈陽市未來水資源相關(guān)規(guī)劃，對近期規(guī)劃2020年和遠(yuǎn)期規(guī)劃年2030年的需水量進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測結(jié)果說明未來水量仍然短缺，未來需水量的重心在于生活與工業(yè)用水，所以需要對未來沈陽市的水資源進(jìn)行優(yōu)化配置研究。依照沈陽市水資源的實際使用情況，建立多目標(biāo)的水資源優(yōu)化配置模型，采用遺傳算法進(jìn)行求解，依照未來需水重心，從多組解中選出最優(yōu)方案。同時考慮到遼西北輸水工程對未來水資源優(yōu)化配置的影響，計算近期規(guī)劃年2020年

7、與遠(yuǎn)期規(guī)劃年2030年的配置結(jié)果，依照沈陽市現(xiàn)有水源與未來遼西北供水路線給出供水方案圖。將優(yōu)化配置結(jié)果與需水量預(yù)測結(jié)果對比，進(jìn)行供需平衡分析，結(jié)果表明未來水資源供需不平衡現(xiàn)象有所減緩但仍然存在。多目標(biāo)遺傳算法可以較好的避免傳統(tǒng)方法過早進(jìn)入收斂，導(dǎo)致計算精度低的問題，對解決多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置問題有較好的適用性。最后以Android系統(tǒng)為平臺，將移動GIS技術(shù)與水資源相關(guān)研究數(shù)據(jù)與計算模型相結(jié)合，編寫基于移動GIS的水資源系統(tǒng)。實現(xiàn)GPS定位、數(shù)據(jù)的錄入導(dǎo)出、地圖放大縮小平II摘要碩士研究生學(xué)位論文移操作、模型計算、結(jié)果顯示等可視化操作功能。此系統(tǒng)以Android