基于图模型的流域水资源冲突分析

随着经济社会的发展,水资源短缺问题突显,水资源冲突越来越严重。图模型方法是一种有效的冲突分析方法。利用图模型动态描述流域水资源冲突主体,分析冲突过程中流域内各主体的策略互动过程,构建流域水资源配置的图模型;在不同稳定性定义的基础上,寻求流域各主体博弈的均衡解;对流域水资源配置进行均衡分析。结果表明,流域水资源管理机构的协调能有效促成冲突主体间达成水权交易,推动流域水资源冲突向均衡状态演化。研究成果可为区域水资源开发与管理提供参考。     

模型的流域水资源冲突分析

随着经济社会的发展，水资源短缺问题突显，水资源冲突越来越严重。图模型方法是一种有效的冲突分析方法。利用图模型动态描述流域水资源冲突主体，分析冲突过程中流域内各主体的策略互动过程，构建流域水资源配置的图模型；在不同稳定性定义的基础上，寻求流域各主体博弈的均衡解；对流域水资源配置进行均衡分析。结果表明，流域水资源管理机构的协调能有效促成冲突主体间达成水权交易，推动流域水资源冲突向均衡状态演化。研究成果可为区域水资源开发与管理提供参考。     

流域水资源优化配置研究

用分层递阶分析的方法探讨了流域水资源优化配置模型的建立和求解思路。将流域系统化，以追求经济效益、社会效益和环境效益为目标建立流域水资源优化配置供水模型，多目标统一用经济标准衡量，加上各种约束条件将流域水资源系统模型化，用大系统多目标递阶动态规划方法求解，以取得水资源优化配置的最佳方案。该模型以太子河流域水资源优化配置为实例具有实际意义。     

基于均衡发展的郁江流域水资源优化配置

为使郁江流域水资源分配方案有利于沿岸区域之间的均衡发展,将基尼系数及纳什效率系数引入到水资源优化配置研究中,分别作为度量区域水资源分配公平程度和效率高低的指标,二者耦合作为区域均衡发展的度量标准。以经济效益和社会效益为目标,应用NSGA-Ⅱ对模型求解,得到郁江流域2020、2030年75%保证率一般节水模式下的水资源配置结果。结果表明,郁江流域平均缺水率为8.29%,比只有公平约束及只有效率约束时的缺水率均要小,且目标均达最优,考虑了流域各区域的协调发展,可为郁江流域水资源规划管理提供依据。     

面向生态的水资源协调优化配置模型

针对宜昌市黄柏河流域和东风渠灌区水资源状况,建立了大系统递阶水资源协调优化配置模型。该模型以系统综合经济效益为目标函数,在水资源优化配置机制中强调河道内生态环境需水量和灌区环境需水量对研究区域可持续发展的重要意义,并运用优先用水权理论对不同用水户的取水先后顺序做了限定。模拟计算结果表明,优化水资源配置不仅能保证城镇供水、灌溉用水以及生态环境用水量需求,而且能有效地增加水电站群的发电量,促进社会经济的协调发展。     

基于AHP-模糊决策模型的水资源配置方案优选

为使新疆台兰河流域水资源配置方案优选过程更加科学合理,运用层次分析法构造了综合评价指标体系,并结合模糊一致矩阵建立了AHP-模糊决策优选模型,从水资源情况、用水效率、防洪安全、社会经济四方面优选出水资源配置最佳方案。结果表明,该模型减少了优选过程中的主观经验因素,使方案比选的过程更科学、结果更可信,且运算时间短、简单可行。     

面向生态基流的干旱区水资源配置研究

干旱区水资源合理配置直接影响当地社会经济和生态环境的可持续发展,为探讨干旱区流域内水资源合理配置,以干旱区阿克苏河流域为例,结合流域自身特点,利用改进的Tennant法计算各河流各月生态基流,将灌溉需求点与生态基流需求点同等地位考虑,通过WEAP模型构建流域水资源配置模型,并设置不同水文情景模拟分析现状基准年各月满足度情况。     

基于多目标粒子群算法的水资源优化配置研究

在分析阿拉尔市水资源利用现状的基础上,构建了以区域供水系统总缺水量最小、水库损失水量最小为目标的水资源优化配置模型,应用多目标粒子群算法,对阿拉尔市2015、2020和2025年三个水平年,二种不同保证率(P=50%、P=75%)下的水资源优化配置方案进行求解。结果表明,该方法有效解决了阿拉尔市水资源系统不同水平年、多水源、多用户、多受水区、多工程、多目标的求解问题,得到了阿拉尔市各受水区及其各用水部门的分配水量,实现了阿拉尔市水资源的综合配置。     

基于生态调度的滦河流域多目标优化配置

针对滦河流域的水资源配置问题,建立了滦河流域多目标优化配置模型,运用粒子群算法求解该优化模型中非劣解集,并用支持向量机对非劣解进行评价。计算结果表明,随着水平年的增长,流域内各分区供水量增加,缺水量基本不变,缺水比例减小;95%频率下缺水量的增加较75%频率下要快。     

最严格水资源管理制度背景下的水资源配置分析

水资源配置是解决水资源短缺问题的有效措施。从水资源配置的含义、任务、目标出发,分析了一般水资源配置情形;从最严格水资源管理制度的角度出发,解析了最严格水资源管理制度"三项制度"对水资源配置目标设定的影响,以及"三条红线"对设定约束条件的作用。以南四湖为例,以2005年为基准年、2015年为规划年,通过对南四湖水资源配置模型的建立和求解,分析比较一般模式和最严格水资源管理制度下的配置结果。结果表明,最严格水资源管理制度下的水资源配置整体缺水率明显降低,更能符合流域社会经济发展的需要。     

非节能住宅节能改造方案研究

基于矿区老式居民住宅楼冬季供暖单耗的考察、测试数据,遵循封闭式门窗抑制楼内热量向外扩散和外墙敷设保温层降低墙体热值传导系数的原理,制定出了铁法矿区老式住宅楼供暖节能改造总体方案。至2009年10月仅完成了该方案中的封闭式门窗增设工程,投资1 323万元,实现节省热值45.33 GJ/h,已供扩展挂网增收1 600万元。预计2011年10月全部完成节能改造总体方案,将完成总投资13 737万元,节省热值达99.32 GJ/h,供扩展挂网增收总额9 486万元,年增收取暖费2 134.35万元,经济效益和社会效益都十分明显。     

陕西泾河流域水资源评价

在实测水文资料的基础上,分析了陕西省泾河流域降水资源量、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量、水资源可利用总量、水资源质量评价及水资源量趋势等,结果表明:陕西省泾河流域水资源总量6.32亿m3;泾河流域入境水量为14.01亿m3;陕西省泾河流域水利用总量为7.68亿m3。为陕西省泾河流域水资源管理及优化配置提供了参考。     

Allocation of coal de-capacity quota among provinces in China: A bi-level multi-objective combinatorial optimization approach

Coal de-capacity, or capacity cut, is an important part of China's energy transition. Formulating a quota allocation scheme for coal de-capacity is the key to realizing smooth exit of coal overcapacity. This study proposes a novel method of allocation of coal de-capacity quota among provinces, based on bi-level multi-objective combinatorial optimization. In this bi-level optimal allocation scheme (BOAS), the upper level is the central government and the lower level is the provincial governments. The results indicate that, because of the different costs of coal de-capacity in each province, the execution rate of each province for tasks assigned by the central government is quite different. Compared with the government allocation scheme (GAS) and the single-level optimal allocation scheme (SOAS), the growth rate of total factor productivity of the BOAS increases by 2.14% and 0.60%, respectively; the total de-capacity cost of BOAS has reduced 64 billion yuan and 19 billion yuan, respectively; and the environmental benefits of BOAS has increased 73 billion yuan and 71 billion yuan, respectively; the Gini coefficient of BOAS calculated by various indexes is less than 0.3, placing the scheme within the category of considerable or absolute fairness. In addition, the proposed allocation model truly reflects the complex dynamics of the game process of China's coal overcapacity governance system, and can provide a more effective decision-making reference for the Chinese government in formulating the allocation scheme of coal de-capacity.     

天津市用水结构演变及其影响因素分析

基于2004~2013年天津市农业、工业、生活、生态及总用水量数据,分析了各类型用水量的变化态势及其影响因素,采用信息熵的方法分析了用水结构的演变过程,并通过灰色关联法识别出影响用水结构演变的主要影响因素。结果表明,天津市总用水量呈微增趋势;农业用水量为波浪式下降趋势;以2008年为界,工业用水出现先减少后增加的态势;生活用水和生态用水总体上均呈增加趋势;2004~2013年,天津市用水结构的信息熵和均衡度均于2010年达到峰值,用水结构发展已较为成熟,系统内部处于较为均衡的状态,单一因素的影响力逐渐减弱;经济社会发展因素对用水结构的演变具有较强的影响,其中农村用电量、耕地面积、园林绿地面积、农业总产值、万元工业产值用水量、轻工业产值等10个影响因素与天津市用水结构呈强关联。     

兼顾公平性的多能源合作博弈优化调度

针对含高比例可再生能源的电力系统运行经济性和调度公平性问题,提出一种多种能源参与的双层优化调度模型。该模型考虑经济性的同时从两方面体现公平性：上层模型中首先将风电场、光伏电站、抽水蓄能电站和需求响应负荷聚合成虚拟电厂（VPP）,其次,将虚拟电厂作为大电网的一部分参与优化调度,采用基尼系数表征公平性并作为约束条件,以总成本最低为目标函数建立兼顾公平性的多能源经济优化调度模型,最后,将上层VPP的求解结果作为下层优化调度的输入变量;下层模型中基于合作博弈理论建立以VPP内部成员为博弈参与者,以各参与者收益最大为目标函数的合作博弈模型,采用均衡度对比不同联盟组合下各主体的收益分配公平性,对比均分法、按出力分配法及Shapely值法的收益分配均衡度。采用智能优化算法结合CPLEX求解器求解模型,应用实例验证模型的有效性和正确性。     

利用蒸汽动力模型软件优化和评估企业蒸汽网络

蒸汽动力模型软件基于实际蒸汽网络系统建立动力模型,可以将分散的蒸汽管线、产/用汽设备、转动设备(产/用电设备)、减温减压系统等蒸汽管网内的设备进行集成,完成物料及热力学的平衡,实现对蒸汽网络系统的模拟;通过运行和分析模型,可以直观地了解蒸汽系统的运行情况、了解全部放空点及总的放空流量;通过运行模型,可以了解锅炉、机组的热负荷及运行效率等多项性能;该模型还可对特定案例进行运行分析,对案例效果进行评估。以某化肥厂为例,介绍了该厂蒸汽动力系统优化建模方案,并对装置优化前后的关键参数进行了对比。经济效益评估显示,优化方案实施后,每年节省外接蒸汽费用1292万元,消灭蒸汽放空后新增效益922万元,发电量由5500kW提升到9600kW,产出效益1476万元,3项合计共产生经济效益3690万元。     

水资源水量水质保护的多目标耦合模型设计

为优化配置水资源,提高水资源质量,提出水资源水量水质保护的多目标耦合模型设计方法,将可供水量、需水量、水环境综合评价指数、水质总量、水量平衡作为约束条件,将生态环境效益、经济效益和社会效益作为优化目标构建水资源水量水质保护的多目标耦合模型,采用粒子群优化算法求解水资源水量水质保护的多目标耦合模型。试验结果表明,经过所提模型优化后水资源质量提高,水资源需求量降低,验证了所提方法的有效性。     

人水关系博弈均衡研究方法及应用

针对人水关系的博弈本质,利用博弈均衡概念建立人水关系博弈均衡模型,剖析了合作博弈与非合作博弈均衡模型的区别,并结合实例研究给出了人水关系的博弈均衡解。对比分析表明,博弈均衡由人文系统和水系统的净收益共同决定,在一定时空条件下人水系统的整体收益达到最大时才能达到博弈均衡,博弈均衡模型在一定程度上反映了实际水资源利用状况,为解决人水关系矛盾和区域水资源高效利用提供了新的思路和方法。     

校园中水回用设计方案优化研究

通过分析校园污水的特点,确定了回用水源和处理规模,应用费用-效益模型,选定工艺流程,并对运行效果和出水水质进行了模拟试验。估算工程运行后可节约自来水3.4×105m3/a,节省水费61万元/a,可有效减少污染物排放总量,产生较大的社会效益和经济效益。