基于粒子群算法的宝鸡市水资源优化配置研究

水资源配置的目标是满足人口、资源、环境以及经济与水资源在时间、空间、数量以及质量上的协调发展,使有限的水资源获得最大的利用价值,推动区域社会经济进步,实现可持续发展。以经济效益、环境效益、社会效益等综合效益作为最佳优化配置目标,建立宝鸡市水资源优化配置模型。利用粒子群算法搜索速度快、效率高,算法简单的特点,用粒子群算法求解模型结果,最后通过经济、技术和生态环境分析论证与比选,确定优化配置方案。     

廊坊市南部地区水资源优化配置研究

针对廊坊市的水资源概况,对廊坊市南部地区水资源建立面向可持续发展的区域水资源优化配置模型。综合考虑地表水、地下水、处理后可回用水、外调水等水资源,同时充分考虑社会、经济、环境三个方面效益,运用多目标优化规划方法,确定不同用户的用水效益系数,调用Matlab优化工具箱中的fgoalattain函数对多目标进行求解。从而获得社会、经济、环境协调发展的最佳综合效益,为缓解廊坊市南部地区用水供需矛盾和环境规划提供依据。     

蔚汾河流域水资源多目标优化配置方法探讨

随着社会经济快速发展和水环境持续恶化,蔚汾河流域水资源供需矛盾日益加剧。本文对蔚汾河流域有限水资源的优化配置方法进行探讨,并对流域水资源进行可持续开发和利用,有利于促进人类可持续发展。在调查该流域不同水质水源基础上,本文研究了决策变量的约束条件,采用生活、农业、工业/建筑业、第三产业和生态环境多目标优化方法,结合决策者不同偏好,得出了几种不同的配置方案。通过调用Matlab优化工具箱中的fgoal-attain函数对该模型进行求解,得到几种不同的水资源优化配置方案,符合蔚汾河流域可持续发展的规律,能使该流域内环境、社会与经济协调发展。     

基于粒子群算法的水资源优化配置

本文基于可持续发展理论,以社会、经济和环境的综合效益最大为目标,建立了区域水资源优化配置模型.根据模型的特点,采用粒子群算法(PSO)对模型进行求解.针对粒子群算法的迭代原理,通过对粒子编码方法、适应度函数构造和约束条件处理等环节的改进,构成了用于多目标有约束条件模型求解的粒子群优化算法.不仅拓展了粒子群优化算法的应用领域,同时也为复杂多目标模型的求解提供了一种新途径.本文以北京市为例,借助本文提出的模型,得到了该市2010、2020和2030年三个水平年在50%保证率下的水量配置方案.优化结果表明,该算法应用于水资源优化配置中是合适的.     

灌区水资源合理配置研究进展

灌区水资源合理配置是提高灌区水资源利用效率及保障粮食安全的重要途径,也是实现灌区水资源可持续利用的有效调控措施。从灌区水资源管理政策、水资源循环转化规律、水资源优化配置模型与方法和水文生态4个方面,对国内外该领域的研究现状进行了对比分析。研究发现,国内灌区水资源配置主要存在4个方面的问题:水资源合理配置与保护政策落实不到位、水资源的统一管理机制不健全、水资源优化配置模型实用性不强和水资源优化配置基础条件较为薄弱。建议加强灌区水资源的统一管理政策与机制、变化环境下水资源循环转化规律、水资源承载力基础理论与评价新方法、水文生态调控技术、水资源实时风险调度与智能化管理技术以及水资源优化配置耦合技术研究。     

水资源优化配置的研究与展望

目前全国水资源优化配置的研究依然停留在借鉴和摸索阶段,对水资源优化配置的主要任务、遵循的原则、配置方案以及未来的发展方向进行了探讨.     

黄河流域区域目标ET的优化配置及调控措施实例研究

针对黄河流域R-ET水资源管理模式中目标ET的优化配置问题,基于多目标遗传算法,构建了水资源总量控制、ET总量控制、粮食用水保障和生态生活用水保障,共4个目标函数及约束条件,设计了遗传算法的相关参数,从而对目标ET的优化配置进行求解。以鄂尔多斯地区为研究实例,对2015年5个方案的目标ET进行优化配置,其中灌溉耕地目标ETIta占到总目标ETta的36%左右;居工地ETJta占到20%左右,不可控目标ETNta占到50%左右。各分项实际ET的分布比例为:不可控ETN为实际ET总值的64.4%,灌溉耕地ETI为33.6%和城乡居工地ETJ为2%,经过对比认为要达到目标ET,削减和调控的重点在不可控ET和耕地ET。根据研究区的实际情况,提出了各分项目标ET的调控重点和相关措施,为下一步实施黄河流域的R-ET水资源管理奠定了必要的基础。     

榆林能源化工基地供水网络探讨

榆林能源化工基地矿产资源丰富,但区内水资源紧缺,已有和规划的水源工程基本上都是按照各自的设计供水目标单独供水,目标单一,没有形成规模。对区内已有和规划的供水工程联网方案进行研究,可以充分发挥工程的互补作用,提高能源基地的供水保证率。实现水资源的优化配置。     

Logistic-ARIMA预测模型在城市水资源需求导向及优化配置中的应用分析

为科学优化配置城市水资源,应对水资源需求进行预测分析,对城市水资源实现优化配置,以我国北方某城市为研究对象,通过分析影响城市水资源需求量各因素之间的逻辑关系,遵循水资源利用发展演变趋势,结合Logistic生长曲线模型及ARIMA模型,针对未来城市水资源需求量实施预测。同时,综合考虑水资源利用的生态、社会及经济效益,基于多目标非线性优化模型,针对城市水资源需求实施优化配置。研究可为国内其它城市水资源需求评估与优化配置提供技术支撑。     

多目标规划在保定市水资源优化配置的应用研究

水资源短缺已成为严重制约保定市经济发展的重要因素。因此,对水资源进行优化配置研究,对水资源规划与管理有重要意义。运用多目标规划理论建立了一个考虑当地地表水、地下水及其水源多水源联合供水条件下的保定市水资源优化配置模型。模型以经济和社会的综合效益最大为目标,分析确定了模型各参数,并调用matlab优化工具箱中的函数进行编程求解,得到保定市规划水平年(2015年,2030年)的水资源优化配置方案,为该市水资源规划与管理提供依据。     

基于初始二维水权的流域水资源调控框架初析

为推动中国水权制度建设进程与落实最严格水资源管理制度提供技术支撑,基于二维水权概念与内涵等现有研究成果,结合对国内外初始水权分配相关研究进展与需求实践的系统梳理,从供水管理视角提出了包括"初始分配"、"优化调控"和"实时调控"3项内容在内的基于初始二维水权的流域水资源调控理论框架,详细阐述了各组成部分的实现途径、支撑技术、建模步骤及其之间的工作关系。     

北京市朝阳区多目标水量优化配置模型

进行了北京市朝阳区水资源经济优化模型的实例研究。提出了地表水、地下水、自来水、中水4种水源类型。考虑生活用水（城镇生活用水、农村生活用水）、工业用水（电子及通讯制造业用水,一般工业用水,石油化工用水,电力、蒸汽、热水的生产和供应业用水）、农业用水（种植业、渔业、林业、畜牧业）和生态环境用水等4大用水部门、十几个小用水部门,建立了多目标水资源规划模型,并运用单纯形法求解模型,计算了2010年、2020年的水资源量最佳分配。     

Optimization Research of Water-Soil Resources in Huanghua

According to the present situation and problems of land use in Huanghua, this article determines the objectives of optimal allocation of land resources. As the basis of gray linear programming approach, we create gray linear programming model and set decision variables. By constructing the objective function and collection of constraint equations in which the main constraints is water resources, we obtain the program of optimal allocation of land resources under different constraints of water resources. The optimal result is analyzed to the present situation and planning of land use, to study feasibility of the program and the effectiveness in the decision of sustainable use of water -soil resources     

有限供水条件下水库和田间配水整合优化调度

针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。     

地下水资源与环境经济协调发展评价模型研究——以榆林为例

针对榆林地区水资源相对贫乏,煤炭资源不合理的开采对地下水资源造成巨大破坏,严重威胁着该地区的可持续发展的问题,应用系统工程方法,将水资源放在社会、经济、资源、生态、环境所组成的复合系统中进行整体研究,构建地下地下水资源-生态环境-社会经济系统模型,可以为水资源的优化配置、开发利用规划、管理决策、落实最严格的水资源管理制度提供技术支撑。分析结果表明榆林地区在水资源、环境和经济目前处于不协调阶段,经济发展较快,但水资源相对贫乏,经济的发展对环境造成很大有破环并且对于环境的治理和保护投入的资金较少,采矿区水资源污染较为严重。     

优化的NSGA-Ⅱ方法在马莲河流域水资源综合管理中的应用研究

根据马莲河流域水资源总量极端贫乏、年际年内分配不均、常规水资源量低、水污染问题较严重等特点,利用系统分析理论和优化技术建立了流域的大系统、多目标水资源优化配置模型,并利用优化的NSGA-Ⅱ方法进行求解,得到流域2020年期望水资源配置下的最佳分配方案为:流域总供水量57 086×104m3,工业供水量21 690×104m3(总产值约为144.6亿元),能源基地供水量4 329×104m3(总产值约为346.32万元),农业供水量20 840×104m3,生活供水量9 452×104m3,生态供水量811×104m3。对比期望方案供水量增加了6 710×104m3,综合缺水率减少了11.41%。并根据预测的流域的分配方案和预测的流域需水量,进行了流域的水资源平衡分析,通过平衡分析的结果进行流域的综合管理研究。2020年在最优水资源分配方案下,工业缺水率3.21%、减少了4.51%;能源基地缺水率0.00%;农业缺水率4.64%、缺水率增加26.17%;生活缺水率0.00%;生态缺水率1.00%、缺水率增加了1.00%。配置方案实现了流域内水资源的最佳分配,使宝贵、有限的水资源产生最大的社会、经济及环境效益,为流域经济、能源产业的快速发展提供水资源保障。     

黄河流域水量分配方案优化及综合调度的关键科学问题

变化环境下缺水流域水资源演变与科学调控是国际上关注和研究的热点问题,也是中国水资源安全保障面临的重大难题。针对剧烈环境变化下黄河流域水资源显著减少、供需矛盾日益尖锐的问题,以提升流域水资源安全的调控能力为目标,识别了流域水资源供需演变认知—适应性评价—高效输沙—分水方案优化—协同调度的5大关键科学问题,从水资源供需演变机制分析、流域水量分配方案适应性综合评价、河库联动高效输沙水动力条件塑造技术、流域水资源动态均衡配置理论、复杂梯级水库群水-沙-电-生态多维协同调度等方面,提出了"黄河流域水量分配方案优化及综合调度"研究的总体架构和理论方法,构建了黄河流域水资源优化配置与协同调度技术体系,为提升缺水流域水资源管理能力与调度水平提供方法借鉴。     

区域水平衡基本原理及理论体系

实现健康的区域水平衡是中国水利工作的重要内容和挑战, 对保障国家水安全、国民经济和社会持续稳定发展具有重要意义。在总结前期水平衡理解和认识的基础上, 定义了区域水平衡的概念, 从水收支平衡、经济社会供需水平衡、经济与生态用水平衡、人水关系和谐平衡4个方面和时间、空间、系统3个维度解读其内涵。提出了区域水平衡的基本原理, 包括水量平衡原理、供需平衡原理、协同平衡原理及和谐平衡原理, 分析了以基本原理支撑实现区域水平衡需要重视的科学问题。从理论基础和基本理论2个方面论述了区域水平衡的理论体系, 其中, 理论基础包括水文学、水资源学、生态学、经济学、社会学等理论, 基本理论包括水资源收支时空均衡理论、水资源供需优化配置理论、经济与生态用水协同论、人水和谐论等, 并展望了基本理论的应用前景。研究成果可进一步拓展区域水平衡研究思路, 为今后开展区域水平衡管控与实践提供研究框架和理论基础。