基于径流调控的水土保持措施优化配置

根据南方红壤地区水土保持措施对流域径流的调控作用,构建了基于径流调控的水土保持措施多目标优化配置模型。根据模型特点,可利用基于Pareto强度的多目标遗传算法对模型进行求解。将模型应用于江西省修河流域,对各项措施进行了优化配置。     

石羊河流域水资源优化配置与可持续利用

石羊河流域水资源严重短缺,生态环境极为脆弱,基于可持续发展思路,提出以经济、社会与环境为目标的水资源配置模型,运用模拟退火遗传算法,在Matlab遗传算法工具箱中对目标函数进行求解,得出规划年水资源优化配置方案,并对优化配置方案缺水量和协调性进行分析,说明优化配置结果是合理的,为石羊河流域水资源可持续利用规划与管理提供了决策依据。     

基于第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的水资源优化配置

水资源优化配置作为解决水资源短缺的重要手段,对于区域社会经济的可持续发展具有重要的意义。水资源优化配置模型是一个结构复杂的综合系统,传统的优化方法难以求得模型的全局最优解。第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)是当前解决多目标优化问题最有效的方法之一,但在水资源优化配置领域应用很少。本文以浐灞河流域为例,尝试利用NSGA-Ⅱ优化方法求解该地区水资源多目标优化配置模型,研究了该方法在水资源优化配置模型求解中的适用性。结果表明:该方法得到的水资源优化配置结果合理、可行。     

基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置研究

水资源空间优化配置研究对于保障区域水资源可持续与合理高效利用具有重要意义。针对江西省抚河流域降雨时空不均和开发利用过度所造成的水资源短缺现状,利用多目标空间优化的建模思想研究该流域水资源优化配置问题。通过对抚河流域系统进行概化,构建流域网络模型,考虑经济、社会和环境影响从而设置三个相应的目标函数,并根据流域特点及节点设置列出模型的约束条件,建立基于图论的抚河流域水资源多目标空间优化配置模型。在流域现状年和规划年供需平衡分析的基础上,确定以流域较为缺水的95%来水频率下的供需水量作为优化配置基准,进行折衷规划算法(CP模型)求解,得到抚河流域各县(区)水资源优化配置结果,基本满足各县(区)需水条件,验证了模型的可行性与实用性。     

海河流域水资源调配决策支持系统简介

面对海河流域水资源调配的严峻形势,为全面调度和优化配置海河流域水资源,以多目标水资源规划配置模型为基础,建立海河流域水资源调配决策支持系统,辅助流域水资源规划和水资源调配决策。分别从系统体系结构、数据流程、核心模型及系统开发方面,介绍海河流域水资源调配决策支持系统。本系统作为海河流域水资源配置的统一平台,服务于流域实现最严格水资源管理制度、加强"三条红线"管理,并为实现水资源优化配置和科学管理提供技术支持。     

基于多目标遗传算法的水资源优化配置

文章基于进化计算思想提出了水资源优化配置的多目标遗传算法,建立了基于并列选择多目标遗传算法的水资源优化配置模型.并结合实例分析,求出水资源优化配置问题的Pareto最优解.优化结果表明,该算法应用在水资源优化配置中是合理、有效的.     

基于改进遗传算法的区域水资源优化配置

针对区域水资源优化配置存在的多目标性,充分考虑区域供水效益、整体缺水量及地下水开采量多个目标,以用户需水量和区域供水量等为约束条件,建立适用于多水源、多用户的区域水资源优化配置模型。在模型求解方面,为避免传统遗传算法过早收敛问题,提出基于实数编码多种群遗传算法。现以都江堰6个子灌区为例,运用该算法对模型进行求解,得到水资源优化配置结果。其优化配置结果可对未来该区域水资源调配工作提供一定的理论依据,同时所建立的水资源优化配置模型通过修改约束参数,可供其它地区进行水资源调配使用。     

基于可持续发展的区域水资源优化配置研究

运用可持续发展的水资源优化配置理论,以区域经济发展与水环境保护相协调为目标,建立地下水开采漏斗区水资源多目标优化配置模型。采用多目标遗传算法对漏斗区水资源进行合理配置。优化配置结果表明:基本解决了漏斗区供需矛盾,缓解了地下水的开采压力。     

基于自适应向量评估遗传算法的水资源优化配置模型及应用

为更好进行水资源配置，数学模型越来越复杂，其求解显得很重要。通过建立一个多目标水资源优化配置模型，把经改进的自适应遗传算法综合应用到多目标模型求解中，且给出了遗传算法实现自适应功能的计算公式，并将模型和求解方法应用在某市水资源配置实践。     

多目标规划法在南四湖流域水资源优化配置中的应用

水资源短缺及其水生态环境问题,已成为严重制约中国经济发展的重要因素。因此,如何对有限的水资源进行优化配置研究,已成为水资源规划与管理中的热点问题。该文运用多目标规划理论建立了一个考虑当地水、黄河水、长江水等多水源联合供水条件下的南四湖流域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,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,得到南四湖流域规划水平年(2015年)的水资源优化配置方案,为该流域水资源规划与管理提供了依据。     

黄河流域干流河段水资源调配多目标优化模型

目前黄河水资源的分配手段仍存在不少问题,用水量同比例丰增枯减不利于黄河水量的合理利用,传统的调度方式也无法使资源、社会达到协调发展。根据黄河水资源的实际情况,考虑各地区用水的公平合理性,建立黄河干流河段多目标优化配水模型,采用改进遗传算法来求解河段优化配水问题。结果表明:经过改进遗传算法的优化求解,可以将黄河干流水资源量科学合理地分配到各河段,全区缺水率控制在10%以下,并且满足河道断面的生态流量需求,符合社会、生态对于水资源开发利用的要求,最大程度地发挥了水资源的综合效益。     

哈尔滨市水资源优化配置方案研究

简要分析了哈尔滨市的水资源利用现状,在水资源优化配置的理论基础上,用线性规划的方法建立了哈尔滨市水资源优化配置模型,对模型参数进行确定,用基于实数编码的加速遗传算法计算出哈尔滨市水资源优化配置方案。本文的研究成果对哈尔滨市水资源保护、合理开发利用能够起到一定的积极作用,同时对于解决哈尔滨市水资源不足和水污染问题也将具有重要的意义。     

A Model for the Optimal Allocation of Water Resources in a Saltwater Intrusion Area: A Case Study in Pearl River Delta in China

This paper presents a model for the optimal allocation of water resources in saltwater intrusion areas. The model is comprised of four modules: a joint operation of river and reservoirs module (JORRM), a saltwater intrusion analysis module (SIAM), an economic analysis and in-stream ecology demand module (EAIEDM) and a water allocation module (WAM). Considering the social, economic and environmental aspects, the model has three objectives: the maximization of economic interest (OF ₁), maximization of social satisfaction (OF ₂) and the minimization of the amounts of polluted water (OF ₃). A genetic algorithm is also employed to optimize the module. The model has then been applied to a case study of optimization of water resources for the Pearl River Delta in China. The results indicate that there is water shortage in Pearl River Delta and engineering projects are needed to satisfy water demand during the dry season when saltwater intrusion happens. The model provides a useful tool for the operation of reservoirs and freshwater allocation in saltwater intrusion area.     

塔里木河流域水量调度优化模型研究

针对塔里木河流域水量调度问题,建立以经济和生态效益最大化为目标,满足种植业水量优化配置和生态水有效配置的优化调度模型.模型运用遗传算法对种植业水量进行优化配置,以保证农业生产效益的最大化;并以生态需水水量和生态需水警戒级别为基础,将有限的水量按照轮灌法分配各个生态单元的生态用水;同时运用自适应理论,根据最新的水文信息和引水信息逐时段地调整各个用水单元的水量分配过程,以保证优化模型分配的水量能够进行有效的调度.以塔里木河流域2005调度年为例,对模型进行了初步验证,结果表明,优化调度模型可以有效进行水量优化配置和实时控制,为流域生态恢复和经济发展提供了良好的决策参考.     

Conjunctive Use of Surface and Groundwater with Inter-Basin Transfer Approach: Case Study Piranshahr

Disregarding water as a key sustainable development has led to the water crisis in Iran. This problem is the biggest factor for marginalizing the planning and long-term management of water. The sustainable development policies in water resources management of IRAN require consideration of the different aspects of management that each of them demands the scientific integrated programs. Optimal use of inter-basin surface and groundwater resources and transfer of surplus water to adjacent basins are important from different aspects. The purpose of this study is to develop an efficient optimization model based on inter-basin water resources and restoration of outer-basin water resources. In the proposed model the three different objectives are as follow supplying inter-basin water demand, reducing the amount of water output of the boundary of IRAN and increasing water transfer to adjacent basins (Urmia Lake basin) are considered. In this model, water allocation is done based on consumption and resources priorities and groundwater table level constraints. In this research, the non-dominate sorting genetic algorithm is used for performing the developed model regarding the complexity and nonlinearity of the objectives and the decision variables. The optimal allocation of each water resources and water transfer to adjacent basin can be determined by using of proposed model. Optimal allocation policy presented based on optimal value and planning horizon. The results show that we can transfer considerable volume of water resources within the basin for restoration the outside basin and prevent the great flow of water by the border rivers applying the optimal operation policy.     

SCE-UA-PP水量分配模型及应用

基于公平和效率原则,构建水量分配指标体系和水量分配投影寻踪(PP)模型。利用SCE-UA算法对PP模型最佳投影方向进行优化,构建SCE-UA-PP水量分配模型,以文山州水资源三级区水量分配为例进行实例研究,并与分类权重法分配结果进行对比。结果表明:SCE-UA算法具有较快的收敛速度、较高的寻优精度和较好的收敛稳定性。SCE-UA-PP模型水量分配结果较目前分类权重法分配结果更科学、客观。模型及方法可为水量分配提供参考和借鉴。     

Performance Assessment of a Coupled Particle Swarm Optimization and Network Flow Programming Model for Optimum Water Allocation

Water resources allocation problems are mainly categorized in two classes of simulation and optimization. In most cases, optimization problems due to the number of variables, constraints and nonlinear feasible search space are known as a challenging subject in the literature. In this research, by coupling particle swarm optimization (PSO) algorithm and a network flow programming (NFP) based river basin simulation model, a PSO-NFP hybrid structure is constructed for optimum water allocation planning. In the PSO-NFP model, the NFP core roles as the fast inner simulation engine for finding optimum values for a large number of water discharges in the network links (rivers and canals) and nodes (reservoirs and demands) while the heuristic PSO algorithm forms the outer optimization cover to search for the optimum values of reservoirs capacities and their storage priorities. In order to assess the performance of the PSO-NFP model, three hypothetical test problems are defined, and their equivalent nonlinear mathematical programs are developed in LINGO and the results are compared. Finally, the PSO-NFP model is applied in solving a real river basin water allocation problem. Results indicate that the applied method of coupling PSO and NFP has an efficient ability for handling river basin-scale water resources optimization problems.     

正弦余弦算法-投影寻踪水污染物总量分配模型

基于水资源禀赋条件、效率原则和尊重现状的原则,构建水污染物总量分配指标体系和水污染物分配投影寻踪(PP)模型。针对PP模型最佳投影方向难以确定的不足,利用正弦余弦算法(SCA)搜寻PP模型最佳投影方向,构建SCA-PP模型对云南省文山州壮族苗族自治州8县(市)水污染物控制总量进行分配。并通过6个典型测试函数对SCA算法进行仿真验证,仿真结果与蚁群优化(ACO)算法、模拟退火算法(SA)、文化算法(CA)、布谷鸟搜索(CS)算法和人工蜂群(ABC)算法进行对比。结果表明:(1)SCA算法寻优效果明显优于ACO、SA、CA、CS和ABC算法,具有模型简单、调节参数少、收敛速度快、寻优精度高、全局寻优能力强以及收敛稳定性与收敛可靠性好等特点。(2)SCA-PP模型水污染物控制总量分配结果符合区域经济社会发展和水污物染削减客观要求。模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水污染物分配提供新的途径和方法。