基于协商对策的群决策模型及其在跨流域调水方案优选中的应用

本文分析了调水方案决策的多目标性、群决策性特点，研究基于“满意原则”的多人多目标决策模型。重点针对决策者利益的有限冲突性，提出基于协商对策的多人多目标决策模型，并以辽宁省“引细入汤”工程方案决策为例，构筑了由冲突双方和仲裁方组成的三方仲裁局势，并详细阐述模型的求解过程。该模型在满足公平性原则前提下，兼顾了冲突双方及整体利益，具有较强的可操作性和实用性，可以为解决类似的决策问题提供一定参考。     

基于协商对策的多目标群决策模型及其在白石水库调度中的应用

针对水库兴利调度决策的多目标性和群决策特点,重点研究了基于协商对策的多目标群决策模型。以白石水库为工程背景,分析了决策群体间利益和冲突性,构筑了由冲突双方和仲裁方组成的三方仲裁局势,详细阐述了模型的决策过程。通过对该水库的可行兴利调度方案集进行优化决策,最终得到满意方案,为白石水库的实际运行提供依据。文中研究与应用的决策模型也可用于类似的决策分析中。     

区间直觉模糊信息下的水利工程应急方案投影群决策模型

为了更准确高效地处理应急方案群体决策问题,考虑集结算子集结含零值的决策信息会得到不准确的结果,提出基于区间直觉模糊信息和投影法的应急方案群决策模型。首先,由区间直觉模糊集理论和投影法,构建多目标优化模型求解群体最优集结信息;然后采用区间直觉模糊熵确定指标的属性权重,使用基于方案投影的贴近度确定最优方案;最后通过案例分析,验证该决策模型的有效性。研究结果表明:灾害社会影响和善后处理对应急决策起到了重要作用;投影决策模型提高了决策过程的准确性和效率性,具有较好的适用性和推广性。     

基于两层决策模型的东庄水库导流方案优选

水利工程建设条件复杂,导流方案影响因素多、参数组合多、备选方案丰富,利用一般的多目标决策模型进行方案优选存在困难。在优化导流方案决策目标的基础上,针对导流标准、围堰类型、导流洞布置等特征引入趋同分组方法,结合多目标决策方法建立基于两层决策的施工导流方案优选模型。针对东庄水库施工导流的多个导流方案,建立分组决策模型,利用两层决策模型优选导流方案,所得优选方案反映了工程特征。     

大连市水资源利用与宏观经济协调发展规划多目标群决策模型与方法

以大连市水资源开发利用与宏观经济协调可持续发展为研究背景，建立了大连市宏观经济水资源发展规划多目标群决策模型。根据该决策模型具有的多层次多目标多决策者的特点，结合陈守煜建立的工程模糊集理论与切比雪夫决策方法，提出了模糊切比雪夫多目标群决策方法。结果表明，该决策模型与模糊切比雪夫多目标群决策方法是有效和可行的。     

水利工程投资的不确定多目标群决策支持

针对水利工程投资的多目标性、不确定性等特点，研究了不确定多目标群决策模型在水利工程投资方案选择中的应用，并结合实例分析，表明不确定多目标群决策模型可以有效解决水利工程投资决策中面临的半结构化问题，能够为水利工程投资提供有效的决策支持。     

水库汛限水位实时动态控制方案优选研究

水库汛限水位动态控制方案优选属多阶段多目标群决策过程,在水库调度中具有重要作用。针对水库汛限水位动态控制多目标的矛盾性,本文将基于协商对策的多目标群决策模型,应用于水库汛限水位实时动态控制方案优选,选取洪水资源利用率、保证率可靠度、调洪最高水位和最大下泄流量作为优选指标,并采用基于博弈论的组合赋权法将经验权重与数学权重融合,确定各指标权重。以大伙房水库为例,分析其汛限水位实时动态控制时,决策者不同偏好时的最优值。结果表明,采用该模型优选出的方案可以为决策者提供较为直观和合理的决策依据。     

基于TOPSIS法的城市内涝事件应急群决策研究

为满足城市内涝的应急决策需求,减少内涝损失,提出了基于TOPSIS法的城市内涝事件应急群决策模型。一方面,针对城市内涝事件的发生具有不确定性、复杂性和阶段性的特点,采用区间灰数描述待评价应急方案的评价指标属性值和评价指标权重;另一方面,为有效协调多目标之间的错综复杂的关系,引入TOPSIS法进行方案评价,根据加权规范化矩阵确定方案的正理想解和负理想解并计算相对接近度,并与决策者权威性权重融合得到综合群体决策相对接近度,根据可能性矩阵的排序向量的大小对方案进行排序择优。通过案例分析结果表明:模型具有可行性和现实意义,能够为城市内涝事件的应急决策提供理论参考。     

基于区间数理论的施工初期导流标准多属性决策

施工导流系统的复杂性和不确定性使得初期导流标准决策指标难以精确表达。考虑决策指标信息的随机性,基于区间数理论建立施工导流标准多属性决策模型。首先提出施工导流标准决策指标区间数估计的方法,然后基于信息熵理论给出了区间数指标的客观熵权计算方法,以结合主观权重来确定综合权重,进而阐述了基于区间数可能度的施工导流标准方案排序方法,最后将该模型应用于西南某大型水电工程的初期导流标准决策,并与多目标决策结果进行了对比,计算分析表明,决策模型及方法是有效的、适用的,为施工初期导流标准多属性决策提供了新的途径。     

二元语义的水资源管理方案多属性递阶群决策

基于二元语义的水资源管理多属性递阶群决策模型,将水资源管理决策群体分为基层技术组A、中层专家组B和高层管理组C,提出了二元语义决策评价准则,建立了A、B、C三层决策矩阵的联合矩阵;最后由联合矩阵求出全体专家的最满意方案。绵阳市水资源合理配置决策分析的实例应用结果表明,该决策模型既能合理集结不同层次决策群体的信息,又能避免语言评价信息集结和运算中出现的信息损失和扭曲,是一种可行的建模方法。     

博弈论模型在解决水资源冲突上的运用

水资源短缺和水质恶化是当今众多发展中国家所面临的两个严重问题。与这两个问题有关的水资源管理通常涉及众多的利益相关者。这些利益相关者因为不同的兴趣和利益常常发生冲突。在缺乏水市场和专有财产权利时, 冲突是不可避免的。博弈论是模仿和解决这类冲突的一种有效方法。以汉江流域水资源管理中所涉及的不同利益相关者的冲突为例，展示如何用非合作与合作博弈来模拟和解决水资源冲突。在本研究中，统计学和经济计量学的回归模型法用来构建博弈各方的效益函数，成本效益分析法来比较不同战略下的博弈结果。博弈模拟结果显示,非合作虽然可使某方赢利，但却使整体受损;相反，合作虽然可给某方带来损失，但是却给各方带来整体利益。所以，如果能够把合作所带来的部分净收益从赢利方转向损失方，以补足损失方的损失，博弈各方均能受益。此模拟方法及结果不仅可使水资源不同利益相关者受益，而且在水资源合理分配﹑水价制定﹑生态补偿等方面也可以为水资源管理部门提供决策支持。     

基于减法集对势的漳河上游水资源冲突风险评价与态势分析研究

为有效预防漳河上游水资源冲突,积极维护地区水安全,科学合理地评价水资源冲突风险和预测风险态势演化尤为重要。基于水量、用水效率、水质、生态环境和社会经济等5个维度构建了水资源冲突风险评价及态势分析框架,运用熵权法和集对分析理论构建了基于减法集对势的水资源冲突风险评价及态势分析模型,对漳河上游2011-2020年的水资源冲突风险进行评价,通过五元减法集对势动态分析风险发展态势。结果表明：漳河上游水资源冲突风险水平较低且呈现下降的态势;3个省份水资源冲突风险等级由高到低依次为山西省、河北省、河南省。从水资源冲突的5个维度来看,河北省需重点关注水量和用水效率引起的冲突风险,河南省整体情况较好,山西省则需重点关注水量、水质和社会经济引起的冲突风险。研究结果对识别漳河上游水资源冲突风险、缓解水事纠纷和维护地区稳定具有重要的现实意义。     

基于组合决策的黄河流域水量调度方案评价方法

为定量评价黄河流域水量调度方案的优劣,选出水资源综合效益最大的方案,结合黄河流域实际特点,选择可供水量、利津入海水量、龙羊峡水库期末水位等10项指标为评价体系,在模糊优选法、灰色关联分析法、集对分析法等评价方法的基础上建立了组合决策模型,综合考虑各方案在不同评价方法下的优劣顺序,帮助决策者做出准确判断和选择。结果表明,组合决策方法克服了单一决策方法的不足,能够综合考虑各评价指标的重要性,较为科学合理地确定出最优方案。     

Water Diversion Conflicts in China: A Hierarchical Perspective

To address China’s large population and uneven distribution of water storage, the South-North Water Diversion Project (SNWDP) aims at transferring water from the Yangtze River (Changjiang) Basin to the North China Plain. This project is being implemented over three different routes, referred to as the Eastern, Central, and Western routes, each of which is giving rise to strategic conflicts. In this paper, the Graph Model for Conflict Resolution (GMCR) is used to systematically investigate these conflicts and obtain strategic insights into them. The Chinese Central Government is involved in each conflict, together with local decision makers, making the entire conflict hierarchical. The conflict is analyzed both as an overall graph model and as three local conflicts, and the resulting equilibria are compared. The Central Government’s preferences, which can be fully elaborated in the single or overall model, account for the differences in equilibria between the overall model and the three local models. The Central Government, which utilizes different strategies in planning, modifying, and building these routes, may be able to control the overall project as it wishes, thereby reaching separate agreements with the relevant decision makers along each route.     

地下水库综合效益评价研究

地下水库综合效益评价对地下水库的规划、建设和管理具有重要的科学意义和应用价值。为研究地下水库在修建和运行过程中对水资源、生态环境、社会经济的影响,在对地下水库综合效益内涵探讨的基础上,从整体角度构建地下水库综合效益评价指标体系,以拟修建的陕西省石川河富平地下水库为例,选取适宜的指标,采用实数编码的加速遗传算法优化投影寻踪分类模型,对基准年2018年和规划年2030年石川河富平地下水库综合效益进行评价。结果表明：石川河富平地下水库效益良好,地下水库修建后运行至2030年时,具有较好的生态维护价值和水资源恢复效果,间接论证了修建该地下水库的必要性,为其后续规划设计和管理运行提供了重要的决策支持。该评价指标体系切实可行,可广泛应用于地下水库综合效益评价。     

Asymmetric Benefit Compensation Model for Resolving Transboundary Water Management Conflicts

This paper proposes an asymmetric benefit compensation model for stimulating rational agents, who often have disparate geography, hydrology, climate, and socio-economies, to participate in cooperative transboundary water management. A social planner model is initially developed to maximize the total water benefit of a river system under the assumption of perfect cooperation among the agents. Subsequently, a Stackelberg game-theoretical model is used to derive the agents’ disagreement utility based on considering their spatial heterogeneity in water accessibility. Based on the agents’ bargaining weights produced by several multi-attribute decision analysis methods, the aggregate water benefit is then redistributed among the agents by adopting the asymmetric Nash bargaining solution. The possible benefit compensation solutions are finally compared by using a composite index that can synthetically consider optimality, equity and stability criteria. The Qujiang River Basin in China is used to demonstrate the applicability of the suggested model. The results show that this integrated model can offer useful insights for conflict resolution in river sharing problems.

     

Optimal Water Resource Allocation in Arid and Semi-Arid Areas

Areas of water shortage comprise many smaller sub-areas into which water is transported from external sources. Fairness and efficiency of distribution are overriding principles. Each local area requires adequate water for community and ecological purposes as well as a supply sufficient to maximise economic growth. Within arid and semi-arid areas, there are conflicts between the sub-areas and between these three types of water use, which can erupt into violent confrontations between different user groups. This study has developed a dynamic model for equitable distribution of water in water-shortage areas and aims to optimally satisfy the requirements of each locality, given limited supplies, and to maximise the total economic benefit of the entire area. The Heihe River Basin in northwest China was chosen as the area for the pilot study.     

干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用

本文基于生态系统服务的动态生态价值评估的基础上,提出了内陆河流域生态用水效益的计算方法,建立了内陆河流域基于生态效益和经济效益统一度量的水资源合理配置模型。考虑内陆河流域水资源多次转化、多次重复利用的特点,将计算单元种植结构优化模型嵌套在水资源转化模拟模型中,实现模拟模型与优化模型的耦合。以甘肃省河西走廊石羊河流域为例,获得了流域水资源在不同区域间与生态用水和经济用水间的合理分配方案。为探索干旱区内陆河流域面向生态的水资源合理配置提供了新的途径。     

塔里木河流域水量调度决策支持系统

塔里木河流域地处西部干旱区,气候极端干旱,降雨稀少,蒸发强烈,水资源相对贫乏,生态环境脆弱.尤其是源流区用水增加致使干流来水量逐年减少,干流下游河道断流,尾闾台特玛湖干涸,具有战略意义的绿色走廊濒临消失,必须加强流域水量统一调度.现介绍了塔里木河流域水量统一调度决策支持系统,该系统具有来水预报、需水预测、调度方案编制和调度总结等功能.该系统从流域社会经济─水资源系统和河道来水─引水两个方面优化调度流域水资源,建立的水量调控模型框架和水量调度模型,能够适用于大型流域多水源、多用户复杂条件下的水量调度,具有可操作性和普适性强的特点.     

基于协同学原理的流域水资源合理配置模型和方法研究

水资源的有限性和稀缺性导致水资源配置过程中经济、社会和生态环境目标相互冲突。本文在识别水资源配置系统协同特征基础上，根据协同学理论中有序度概念和支配原理，分别在水资源配置社会、经济和生态环境子系统中设置序参量，并结合信息熵原理，构建了一种基于协同学原理的流域水资源配置模型，部分程度上有效解决了水资源合理配置系统中多目标、多维数求解问题。将此理论运用于我国南方丰水地区－东江流域水资源合理配置，得出了满意结果。