区域水资源最优分配策略研究

对于水资源的迫切需求以及不断恶化的水质条件已严重阻碍了中国经济的发展.因此,为保证水资源的可持续利用,优化水资源的分配是至关重要的.为解决2025年水资源在各省市分配不均的问题,本文进行了实证研究并提出有效的解决方案.首先根据时间序列模型预测2025年水资源在各省市的储量与消耗量,其次利用成本-效益模型比较现存水资源治理策略的成本与收益,最后提出最优分配策略.     

过境洪水资源可利用量优化分配模型研究

我国江河流域下游地区经济发达,是国家经济产业的核心区域,随着社会经济不断发展,这些区域对水资源的需求量也持续增加,水资源的短缺对经济发展的制约愈发明显.为改善这种局面,利用过境洪水资源成为一条解决问题的出路.过境洪水资源合理分配是利用过境洪水资源的前提与依据,目前我国对于该领域的研究尚处于发展阶段.构建以经济效益及社会效益最大为目标的过境洪水资源可利用量优化分配模型,采用遗传算法求解,对连云港市过境洪水资源利用进行实例研究,将过境洪水资源可利用量在连云港市5个地区、4个用水户之间进行分配.结果表明,分配模型及遗传算法适用于过境洪水资源可利用量分配研究,能够为其他地区过境洪水资源分配提供理论依据.     

区域水资源以供定需优化配置模型研究

针对日益加剧的水资源供需矛盾和水资源系统的复杂性,引入复杂适应系统理论,开展了以供定需原则下的区域水资源优化配置研究.引入3个调配驱动因子:水价、节水和产业政策;运用层次分析法对初始水权进行分配;采用阶梯水价模式;通过主体模型来描述主体的行为、目标和相互联系.将模型应用于水资源短缺的巴彦淖尔市,应用研究结果表明,建立的区域水资源以供定需优化配置模型能有效地在有限水资源供给条件下,辅助水资源管理部门进行水资源配置决策,同时为水权交易市场的价格制定和调整提供理论与方法依据.     

基于不确定性双层规划的水资源配置及和谐评价

水资源供需矛盾正在加剧,需要建立与经济发展、人口增长和城市扩张相适应的水资源优化配置模型. 本文开发了区间模糊可信度约束双层规划（IFCBP）模型,优化分配水资源,并运用和谐评价方法量化计算配置前后（现状年和规划年）的水资源?经济社会?环境系统的和谐程度. 该模型使用区间值和模糊集来处理不确定信息,规划中国南水北调中线工程河南段的水资源配置,考虑了4种（λ=0.7、0.8、0.9、1.0）不同可信度下的配水方案,评价了2016、2020、2025和2030年的水资源?经济社会?环境系统的和谐水平. 结果表明:IFCBP模型中区间-模糊双重不确定性可引起水资源分配、污染物排放和系统效益的变化;双层模型较好地权衡了系统排污量和经济效益的冲突;规划年比现状年的和谐水平更高,呈现逐年增加的趋势. 研究结果可以帮助决策者解决水资源需求、经济目标和生态环境改善的矛盾.      

不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究 (Ⅱ) 厦门海沧投资区环境经济系统规划研究

针对厦门海沧投资区的系统特征,应用不确定性多目标混合整数规划(IMOMIP)模型对区域进行了环境经济系统规划研究。根据模型的解,得到了关于优化的行业动态结构、大气污染排放份额分配、水污染物排放分配、水资源利用分配、污水处理厂扩展、森林扩展等方面的结果。并应用对偶分析对区域的发展瓶颈问题进行了分析。     

不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究（Ⅱ）

针对厦门海沧投资区的系统特征,应用不确定性多目标混合整数规划（ＩＭＯＭＩＰ）模型对区域进行了环境经济系统规划研究。根据模型的解,得到了关于优化的行业动态结构,大气污染排放份额分配,水污染物排放分配,水资源利用分配、污水处理厂扩展、森林扩展等方面的结果。并应用对偶分析对区域的发展瓶颈问题进行了分析。     

基于DEM的等流时带内划分子流域的方法

提出了一种根据DEM资料划分等流时带进而在等流时带内部再划分子流域的方法,运用该方法对黄河流域进行了子流域划分,并在此基础上建立了水资源模拟模型.模拟结果表明:用此方法划分子流域,可以解决水循环模拟模型与水资源分配模型耦合中如何将人工控制点引入天然河网的问题;利用等流时带的概念,可以为水循环模拟模型中的汇流演算提供方便.     

水资源联合运用耦合管理模型研究进展

水资源日益紧缺使得水资源联合运用显得越来越重要,水资源联合运用模型中的规划技术,以及优化模型与模拟模型之间的耦合方法是联合运用模型的关键,也是其难点之一.本文从规划技术、耦合方法角度详细介绍了国内外关于水资源联合运用耦合管理模型的研究进展.在分析目前研究中存在问题的基础上,提出了未来的发展趋势,并指出模型之间的耦合技术、基于水量水质耦合模拟的联合运用,以及专家决策支持系统和GIS在联合运用模型中的运用等方面值得深入研究.     

灰狼优化算法-投影寻踪模型在云南省水量分配中的应用

基于尊重现状和效率原则,选取水资源开发用率、总人口等11个指标构建云南省水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型.利用灰狼优化(GWO)算法搜寻PP模型最佳投影方向,构建GWO-PP水量分配模型对云南省16个州(市)水量进行分配.并通过4个典型测试函数对GWO算法进行仿真验证,仿真结果与文化算法(CA)、萤火虫算法(FA)和粒子群优化(PSO)算法进行对比.结果表明:GWO算法寻优效果优于CA、FA和PSO算法,具有收敛速度快、寻优精度高和全局寻优能力强等特点.GWO-PP模型水量分配结果较综合法水量分配结果更科学客观.模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水量分配提供新的途径和方法.     

南水北调中线通水后北京市辖区间水资源配置的博弈均衡

在水资源统一管理的背景下,传统的配置模型忽略了跨区间的用水竞争与合作关系,而博弈论成为解决这一问题的较好工具.北京市作为严重缺水的特大城市,在南水北调中线正式通水后,各行政区之间用水格局发生了重大变化.这种变化基于各行政区的需求公平与整体的系统效率,对北京市水资源的配置过程中的区域协调发展提出了更高要求.因此,设计一个符合北京市跨区水资源博弈特点的配置机制十分重要.本文采用改进的纳什讨价还价博弈模型,结合破产理论,加入跨区水资源的时空约束规则,分析不同的供水情境和博弈权重组合方案下,北京市未来水资源配置的合作博弈稳定与系统可持续性.结果表明,基于此模型下的跨区水资源博弈达到合作后,南水北调中线通水后在一定程度上提高了北京市的水资源系统均衡稳定,且按需求分配的博弈权重方案的可持续性更好,相等博弈权重方案的合作稳定性更好,为北京市水资源的统一管理与区域协调提供了一定的决策基础,更深入的特大城市水资源调度政策值得后续研究.     

我国水资源合理配置研究综述

水资源合理配置是解决水资源短缺的有效途径之一,通过对水资源合理配置概念的阐述,综述了国内水资源配置的研究进展,指出了目前水资源合理配置研究中存在的问题,并提出了今后的主要研究方向。     

基于现代水网建设的区域水资源多维调配研究

基于现代水网建设的区域水资源多维调配,旨在有效缓解区域水资源短缺、地下水超采以及生态恶化等问题。以青州市为研究区域,2013年为基准年,2020年和2025年为规划年,在50%、75%及95%保证率下,进行水资源供需平衡分析。在此基础上,基于现代水网建设,在社会、经济和生态多个维度下,构建了水资源多维调配模型。计算得到不同规划年不同保证率下的水资源多维调配方案。多维调配方案使青州市缺水地区的缺水率降低了10~30个百分点,生活用水、第一产业用水、二三产业用水以及生态用水得到合理分配。基于现代水网建设的区域水资源多维调配能够使区域缺水率显著降低,水资源综合效益最大化,可为区域水资源的高效利用与管理提供参考和依据。     

城市多水源多用户合理配置研究

详细分析了城市多种水资源以及多用水户的特点,构建了城市多水源多用户系统配置结构框架,并建立了合理配置的模型。根据不同用水户对水质的要求,促进了雨水、回用水、海水等水资源的使用,提高了水资源的利用效率。城市多水源多用户的合理配置是实现城市水资源可持续发展的有效途径,对于缓解城市水危机,改善水环境具有重要意义。     

大连市水资源优化配置决策方案评价可视化系统研究与应用

利用计算机可视化技术进行水资源管理是数字水利的一个重要内容.应用VC++可视化编程技术和GIS相结合,根据大连市水资源优化配置情况,研制开发了大连市水资源优化配置决策方案评价可视化系统.以大连市2020年水资源优化配置方案评价为例,系统实现了水资源优化配置方案的可变模糊评价、水系图显示和信息查询等功能,表明了可变模糊集理论和水资源系统可变模糊评价理论、模型与方法的科学性,且具有复杂问题简单化、计算方便快捷、人机界面交互性好的特点.     

水资源系统界壳理论研究及其应用前景

阐述了水资源系统界壳理论的基本概念和构成，并分析了水资源系统界壳理论在水资源系统中应用的前景。研究认为，水资源系统界壳的卫护与交换作用是双重的，且与水资源的保护、开发、利用以及优化配置调控功能是一致的。给出了对水资源进行保护、开发和利用的综合优化调控的数学模型。     

基于净效益最大化的区域水资源优化配置

根据水资源价值、边际机会成本、最优化数学等理论,基于水资源净效益最大化的水资源优化配置思想,以水资源承载力、用水部门生存条件、用水公平性及可持续发展约束等水资源开发利用约束为准则,建立了基于水资源净效益最大化的水资源优化配置模型.将模型应用于南水北调受益区,对该区域2010年丰水年份、枯水年份的水资源量在经济效益最大化的条件下进行优化配置.研究结果为区域水资源优化管理与配置提供了一定的科学依据.     

基于综合集成服务平台的动态水资源配置规划

为解决传统水资源配置模型在实际应用中缺乏通用性、可操作性差且不易推广的问题,采用综合集成服务平台进行动态水资源配置规划.以模型主题分类、主要决策信息、水资源评价和开发利用为基础,建立动态水资源配置规划的框架,把水资源系统概化为系统网络图,结合供水水源配置和运用规则及用水户配置准则进行水资源合理配置.以面向用户的综合集成服务平台为基础,构建系统网络知识图,建立可以进行多种平衡模式展现和潜力分析的合理配置规划模型.结果表明以综合集成服务平台为基础的动态水资源配置规划模型具有可操作性和通用性.     

黄河流域水资源可持续利用多目标规划模型研究

为了保障黄河流域水资源的健康可持续利用,在系统地研究了黄河流域水资源变化规律、预测流域社会经济发展状况的基础上,构建了黄河流域水资源利用的多目标规划模型,并探讨了多目标规划的水资源配置规则及优化配置的方法.通过研究提高黄河流域水资源承载水平的调控手段,提出了21世纪黄河流域水资源再生性科学对策和水资源可持续利用模式,指出水资源与经济的协调发展是解决人水矛盾的根本途径.     

基于CNSGA-III算法的乌苏市水资源优化配置

本文以新疆塔城区乌苏市水资源优化问题为例，构建以经济、社会和生态效益为目标的水资源优化配置模型，选用带有Deb约束准则的CNSGA-III算法对模型求解，结合熵权-TOPSIS评价模型，对求解方案进行对比筛选，选出区域水资源最佳配置方案。结果表明:在用水红线约束下，2025年、2035年优化后的水量较原始水量相比分别节约了5%、3.1%；在用水结构上，与现状年相比农业用水占比分别下降7%、11%；在水源结构上，地下水供水占比下降28%，效果明显，充分利用了地表水，地下水超采得到有效遏制，表明所建立的水资源优化模型对乌苏市水资源研究具有一定适用性，对未来水资源配置研究具有一定的参考价值。     

界壳的泛系观控模型及其在水资源中的应用

结合界壳理论和泛系观控理论建立了界壳的泛系观控模型,并将该模型应用于2020水平年黄河流域水资源的规划与管理中,通过对23组多维临界调控方案进行研究,定性和定量分析了黄河流域水资源多维临界调控方案的风险、比较收益、约束信息量及其之间的关系,实现了多维临界调控方案的优选和水资源的合理规划与管理.该结果表明界壳的泛系观控模型应用于黄河流域水资源的规划与管理时良好、可行,为流域水资源的规划与管理提供了新的定性与定量分析方法.