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。     

基于区域协调发展的多水源复杂系统优化配置

目的构建水资源协调优化配置在多水源复杂系统下的多目标模型,以解决多水源供水系统优化问题.方法通过构建区域经济发展与水资源利用和水环境质量改善之间的协调度,结合效益系数及费用系数计算作为约束,借以完善水资源协调优化配置模型.结果利用水资源协调优化配置模型,完成了对凌源市近期规划水平年(2015年)及远期划水平年(2020年)的协调优化配置.结论协调度概念的引入使得协调优化配置兼顾了经济发展的效率和效益,得出的水资源调配方案符合可持续发展内涵.     

基于虚拟水及营养学的水资源优化配置

为综合考虑经济效益、虚拟水消耗量、人均用水公平性差异以及营养学因素在地区农畜产品生产规划中的作用,研究了基于虚拟水及营养学的水资源优化配置问题。建立了经济效益最大化、虚拟水消耗量最少、人均用水公平性差异最小并满足营养学约束的多目标优化模型。用可变模糊决策理论求解模型,得到最佳的各类农畜产品生产方案。以石羊河地区各数据为例对模型进行仿真,结果表明所得到的方案是综合性能最优的方案。     

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。     

基于现代水网建设的区域水资源多维调配

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。     

水资源优化配置中的市场交易博弈模型

提出了一种把用水权和排污权结合起来的水市场交易方案．该方案首先根据一定流域内用水者的用水权、排污权的初始分配不同,用水过程中水资源的利用率、节水成本、治污成本等不同,从而导致其用水效益不等的状况,建立了以水资源社会总效益最大为目标的完全信息动态博弈模型,随后基于逆向归纳法求出此模型的子博弈精炼纳什均衡解,得到用水者在水市场中可行的最优交易方案．该方案综合考虑了用水者的用水权和排污权,充分利用市场机制来优化配置水资源,算例表明了模型具有可行性．     

基于生态的新疆干旱灌区水资源的优化配置

针对新疆干旱灌区水资源匮乏、降雨稀少、生态环境脆弱的现实,本文建立了基于生态水资源优化配置的基本原则、优化配置模型流程图和以生态需水满足度最大为生态目标、区域经济效益最大为经济目标、各子区域人均净效益变化率的均方差最小为社会目标的多目标水资源优化配置模型,在此基础上以阿拉尔灌区为研究区,建立灌区节点图,并根据数学模型进行归一化处理,加权求得综合配置目标,采用MATLAB软件计算出该灌区水资源优化配置方案,最后得到阿拉尔灌区的供水及配水方案:灌区地表水、地下水、其他可利用水供水比例为92.1∶6.4∶1.5,生态、生产、生活配水量比例为27∶71.1∶1.9。计算结果与实际值基本吻合,表明上述优化配置模型可靠可为同类地区生态环境保护及水资源优化配置提供参考。     

基于Pareto解集的多目标农业水土资源优化配置模型

考虑农业系统中水资源与土地资源相互联系、相互影响的特征,本研究建立非线性多目标水土资源联合配置模型.模型基于二次水分生产函数,以灌区总灌溉净效益最大和用水效率最大为目标,对不同作物不同月份的地表水灌溉水量和地下水灌溉水量、灌区种植结构进行联合优化配置.针对传统的求解方法造成结果信息丢失等问题,本研究使用遗传算法求解此复杂非线性多目标模型的Pareto解集.将模型应用于黑河流域中游盈科灌区,得到194组非劣的水土资源分配方案.结果表明:Pareto解集不仅可以直观展示出目标之间相互博弈的状态,而且可以全面展现出水土资源分配的博弈状态,以及随着目标倾向性改变,作物的重要性也可能随之改变的过程.该模型统筹考虑了地表水与地下水资源、水资源与土地资源、灌溉净效益与水资源利用效率之间的关系,将其内在复杂的博弈关系清晰地展现出来,可以为实际应用提供更丰富的决策支持信息.     

基于灰色预测及多目标规划模型的水资源预测及优化配置

为探讨城市水资源预测和优化配置的方法,以北京市为例,采用灰色GM(1,1)预测和多目标规划模型方法进行数学建模,以研究北京市在实现经济效益、社会效益、生态效益和环境效益最大化前提下的水资源的优化配置方案。预测结果显示,北京市2015年的水资源总量为21.4523亿m3,再生水量为11.96亿m3,总需水量为39.74亿m3,仍将存在6.33亿m3缺口,将依赖于境外调水,与北京市水资源"十二五"规划十分接近。多目标规划模型结果显示,北京市可通过增加水资源的循环利用,减少农业用水、生活用水和环境用水量,维持现有工业用水量,实现可供水量与总需水量的基本平衡,并实现城市经济效益、社会效益、生态效益、环境效益的最大化。灰色GM(1,1)预测和多目标规划模型可较好地预测城市未来供、需水状况,并进行水资源的优化配置,可用于区域水资源预测和综合规划。     

面向山-水-林-田-湖-草各系统均衡的河套地区水资源合理配置研究

内蒙古河套地区内有大面积草地、300多个海子,是我国北方重要的生态屏障.但河套地区内耕地密布,长期大规模河道外引水,引排水渠系纵横交错,人类活动影响剧烈,改变了地表径流和地下径流的数量和路径,致使黄河径流量与人工水循环通量此消彼长,水资源优化配置面临巨大挑战.本文构建适用于强人类活动影响下的分布式水文模型——WACM4. 0,改进水资源配置模块(包括区域水均衡、地下水生态水位阈值设定、生态补水量与乌梁素海生态保护目标,社会经济用水效益最大化目标),从山-水-林-田-湖-草各系统水量消耗过程入手,考虑蒸发、入渗以及单元间的水量平衡,将各个平衡系统统一联系起来,精细模拟河套地区渠系引水、耕地、林地、草地、未利用地、乌梁素海、乌海滩涂、海子、居工地与沟道排水等多时空水循环与耗水过程,并开展基于耗水量的水资源优化配置研究.结果表明:近10年全河套地区平均每年耗水量62. 77×10~8m~3,整体呈下降趋势,平均每年耗黄水量42. 59×10~8m~3,整体也呈下降趋势.近10年平均每年生态耗水量为16. 48×10~8m~3,平均每年生态耗黄水量为9. 08×10~8m~3.本文考虑社会经济发展速度与节水水平设置"高方案""中方案"和"低方案"预测2030年各用水户耗水量,开展水资源配置分析,在考虑满足用水总量控制指标、生态环境保护目标基础上,为实现社会经济用水效益最大化,推荐中方案,以期为河套地区乃至黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑.     

康平县水资源配置大系统多目标模型

以康平县为例,根据该区域水资源开发利用现状及远景规划目标,以系统工程的思想为指导,运用大系统多目标规划理论,建立了半干旱内陆湿地的经济发展和生态系统保护的水资源优化配置的大系统多目标模型.通过调整和优化产业结构,减少耗水量大的单位,合理分配水资源,大力发展水资源利用率高、综合效益好的产业,以实现半干旱内陆湿地区域经济的可持续发展.从经济、社会和生态效益相结合角度为半干旱内陆湿地区域水资源的合理分配提供了依据,提出了优化的宏观远景规划方案,对构建半干旱内陆湿地区域经济可持续发展和水资源协调利用的框架模式具有一定指导意义.     

基于S-R模型对陕西省水资源短缺的定量分析

快速城市化和全球气候持续变化,导致区域水资源供需矛盾日益突出.文章以陕西省为研究对象.基于回归分析、灰色预测、最优分配、BP神经网络等方法,运用MATLAB、LINGO、EVIEWS等软件量化分析了水资源短缺与水资源调配问题,初步建立了反映缺水程度的S-R模型、水资源分配模型.研究结果可为该地区水资源可持续利用提供理论与实践的参考.     

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.     

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。     

基于CAS理论的南水北调东线水资源优化配置模型

水资源工程规模的不断扩大,使水资源优化配置问题变得越来越复杂.为此,应用复杂适应系统(complex adaptive system,简称CAS)理论研究水资源优化配置问题,并建立了南水北调东线水资源优化配置仿真模型.仿真结果表明:除个别省份外,其他各省和系统的社会、经济和环境的发展协调度都随着调水量的增加而增加;个别省份社会、经济和环境的发展协调度与调水量的非完全正比例关系,是子系统在调水量发生变化时所表现出的适应性行为.     

论山西省水资源状况及开发利用

通过合理配置,最大限度开发水资源,充分发挥工程效用,进行多种水源联合利用,拓宽用水来源,实现水资源的可持续利用。     

黄河流域水资源配置问题研究与优化

黄河流域是中国重要的经济地带、粮食产地、能源基地,对中国的社会经济、生态安全的持续健康发展具有重要作用。随着社会经济的发展以及气候环境的变化,黄河流域用水结构发生改变,农业用水和工业用水量减少,生活用水和生态用水量增多,且上游取水量减少,中下游取水量增多。本文通过对2000—2021年流域地表水和地下水的取、耗水量现状以及2004—2021年流域用水结构的分析,发现黄河流域水资源配置中存在水资源价格调整不到位、配置不合时宜、流域产业转型动力不足以及水资源开发利用率低等问题,并提出完善黄河流域水资源价格体系、推动流域的生态补偿、建立水资源监管机制、构建人与自然和谐共生的生态系统新格局的建议。黄河流域水资源配置问题探究与优化有助于推动流域生态保护和高质量发展,对大型流域水资源管理和调度具有重要意义,可为全球其他流域水资源的优化配置提供参考。     

可持续发展视角下的区域水资源优化配置模型

为了构建可持续发展视角下的区域水资源优化配置模型,针对水资源优化配置表现出的主从递阶决策、多目标决策、多阶段决策等特点,构建了优化配置模型,采用逻辑集成多种算法的求解思路。集成引入了多目标满意度计算、主从递阶博弈方法、基于粒子群算法的演化博弈求解方法、动态规划求解方法,研究建立了具有逻辑关系的算法体系。实例研究表明,模型与方法是可行的。提出的模型与算法为复杂决策问题的模型建立及求解提供了解决途径。     

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.