晋中南-长治供水区水资源优化配置模型研究

针对供水区优化配置问题,以流域供水、生态和发电为目标建立了供水区水资源优化配置模型。设置供水区无引调水和考虑引黄入晋工程两种调度情景,分析丰平枯三种典型水文年研究区水资源优化配置方案。同时,提出一种改进多目标猫群算法(IMOCSO),对模型进行高效求解,得到多情景下的供水区水库调度方案集,为制定晋中南-长治供水区水资源优化配置方案提供了理论依据。算例结果合理有效,能较好地反映晋中南-长治区供水要求,验证了模型的可行性,为供水区水资源分配提供了新途径。     

基于区间机会约束规划的滨州新区水资源优化配置

为解决水资源系统的不确定性和复杂性给水资源优化配置带来的困难和挑战,基于对滨州新区水资源系统的复杂性辨识,应用区间机会约束规划方法,构建了滨州新区不确定性水资源优化配置模型,基于交互式求解方法,确定了不同风险水平下区域产业层水资源最优配置方案。结果表明,区间机会约束规划方法能够有效地解决区域水资源系统规划中的复杂性和不确定性问题,为区域水资源系统优化配置提供了理论支持。     

基于三次平衡的五家渠市水资源优化配置研究

以五家渠市为例,结合水资源条件和供用规模、结构及效率综合考虑了节水、污水回用、产业结构调整、新增调水规模等措施,运用GAMS开发了面向多目标、多工程、多水源、多用户的水资源优化配置模型.根据水资源三次平衡的配置思想,利用优化配置模型,通过长系列逐月调解计算,分析了不同情景下各水平年的水资源供需平衡状况,综合节水、治污、供水等层面给出水资源配置方案和配置工程规模,并提出在2015、2020、2030水平年应分别增加引额调水工程调水量0.40×108、0.62×108、1.20×108m3.     

水资源供用耗排回过程及其桑基图绘制

再生水等非常规水源纳入水资源统一配置后,形成了多水源供用水结构,单向的供用耗排过程变为循环的供用耗排回过程。在多水源供用水结构矩阵构建、供用耗排回过程解析的基础上,提出了相应的桑基图图式与绘图方法,并应用于天津市滨海新区。结果表明,桑基图可实现复杂供用水结构与供用耗排回过程的可视化表达与大量相关数据的有机整合,能为多水源优化配置和社会水文过程分析描述提供有力支撑;滨海新区已形成了以引滦引江水为主,开发利用淡化海水、再生水等非常规水源为辅,保证城市工业与生活用水,以当地地表地下水满足农村生产生活用水,并逐步减少开采深层地下水的多水源优化配置结构;2018年非常规水源供水比例达17.3%,其中再生水供水比例为4.6%,回用率9.7%,具备较大利用潜力。     

南水北调中线水进京后对当地供水格局的影响

为分析南水北调中线水进京后对京供水格局的影响,构建了有无外调水两种情景下的水资源优化配置模型,以2000～2014年北京市用水数据为基础,预测分析了2015年北京市有无外调水情景下的水资源配置,并与2015年实际情况进行比较。结果表明,外调水进京后,地下水使用量显著减少,从提供生活用水转向提供环境用水;地表水使用量相对减少最为明显,再生水对外调水的敏感性最强,农业用水在再生水中占比显著增加。研究成果可为外调水进京后的水资源高效利用提供依据。     

基于分质供水的多目标水资源优化配置

根据不同水源可提供不同的水质及不同用水部门对水质要求不同的问题,结合天津市水资源供需实际情况,考虑当地地表水、地下水、外调水工程、其他水源及考虑工业、农业、生活和生态四类用水,划分北三河山区、北四河下游平原、大清河淀东平原三个子区。综合考虑经济、社会及生态环境多目标效益建立了基于分质供水的多目标水资源优化配置模型,采用大系统总体优化遗传算法求解,配合风险决策分析软件The Deci-sionTools Suite(5.5Industrial)的Evolver插件,得出了三个分区的水资源配置方案,结果表明工业用水和生活用水均可得到很好的满足,农业用水和生态用水有所不足。结合优化配置结果分析了相关原因,提出了未来发展建议。     

城市水资源协调配置问题中双层规划模型及应用

为解决水资源配置系统中的不确定性和层次性问题,开发出具有层次关系的双层优化模型,其中以经济效益为上层目标,配水量为下层目标。将所开发的双层优化模型应用于北京市大兴区的水资源配置系统,并运用模糊满意度算法和Lingo软件对模型进行求解。双层优化结果表明,2016、2021、2026年该地区水资源配置系统的经济效益分别达到5.28×10~8、7.42×10~8、8.42×10~8元,配水总量分别达到21 923×10~4、24 768×10~4、26 817×10~4 m~3,相应的COD排放量分别为4 199.2、4 700.3、4 649.1t;其次,82%的水量来源于地表水和南水北调水源。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可为决策者提供不同情景下的优化方案,并为决策者制定水资源配置方案提供决策支持。     

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。     

基于改进蚁群算法的太原市受水区水资源优化配置

针对太原地区水资源严重短缺、供需矛盾日益尖锐的问题,为了使引黄入晋工程最大限度地缓解太原地区缺水情形,根据该地区水资源开发利用现状及地区发展规划,建立基于改进蚁群算法的太原市受水区多目标水资源优化配置模型。该模型引入生态效益目标,以用水效益最大、研究区缺水量最小和生态需水满足程度最大等综合效益作为规划目标,以水源可供水量、用户需水量等作为模型约束条件,并采用改进的蚁群算法进行求解,得到2015、2020两水平年的水资源优化配置方案。通过对优化结果的对比分析,表明该模型应用效果良好,优化配置结果有效减轻了地下水的供水压力,促进了水资源的高效利用。     

新立城水库供水与调度方案探讨

通过对“供水水源优化配置与调度方案”的专题研究,确定长春市在不同来水保证率情况下不同水平年供水最佳配置方案,为实现长春市的经济和社会发展,保证长春市人民的生活和工业的正常生产,实现水资源的可持续利用,提供技术支撑。     

基于可信性规划的昆明市水资源优化配置模型

针对缺水型城市水资源配置过程中存在的不确定性和复杂性等问题,建立了基于可信性规划理论的模糊机会约束规划模型,同时设计了基于模糊模拟的鱼群算法进行求解,并将其应用于昆明市水资源优化配置中。在模拟模型中各规划水平年的可信性均达到决策需要数值,表明昆明市整体在决策需要置信条件下处于可持续发展状态,缺水环境影响下的水资源配置结果满足城市发展需求。在配置中决策者可设定不同的置信水平进行分析评价,在风险和收益两方面的中间确定平衡点,使最终决策方案尽可能为最优解。     

区域水资源区间多目标规划模型及求解

以经济、环境、社会的综合效益最大为目标,建立了区域水资源优化配置的区间多目标规划模型,利用基于区间数的可能度不确定转换方法将模型转换为一两层嵌套优化模型,以东营市水资源优化配置为例,运用微分进化算法对模型进行了求解。结果表明,配置方案合理有效。     

环北部湾地区水资源优化配置研究

针对环北部湾地区水资源利用存在地下水超采、挤占河道生态用水、局部水污染等问题,为合理开发利用水资源,通过水利工程节点网络图构建水资源优化配置模型,经模型分析计算并综合考虑水系河网结构、水资源特点、缺水地区分布、水源解决方案及行政区划的空间位置,统筹本地水与外调水等关系,初步提出环北部湾地区水资源配置方案和总体布局,为构建环北部湾地区供水安全保障体系提供依据。     

基于区间直觉模糊集的空间均衡水资源优化配置模型

为降低污水COD含量,首先对区间直觉模糊集原理进行分析,根据分析结果规划空间均衡水资源优化配置目标规划,在确定空间水资源和空间水资源优化配置指标后,得到水资源空间均衡配比模型;再通过计算水资源空间均衡度,优化水资源空间均衡配置指标,获得空间均衡水资源优化配置模型,进而借助系统工程方法,将区间直觉模糊集引入到空间均衡水资源优化配置模型中,以提高模型在动态系统中的适用性和可信度。试验结果表明,设计模型能有效提高协调发展度,降低污水COD含量。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的水资源优化配置研究

以经济效益、社会效益和环境效益为目标函数建立了区域水资源优化模型,并应用改进的NSGA-Ⅱ算法对不同规划水平年的水资源预测值进行优化配置,提出了采用配水系数进行染色体编码,并通过归一化处理使遗传个体满足水源供水量要求。实例分析结果表明,该模型和优化方法具有较强的适应性,有效解决了多水源、多用户、多目标、多约束的水资源优化配置问题,优化结果可作为区域水资源可持续利用和规划管理的决策依据。     

基于MOEA/D算法的衡水市水资源多目标优化配置

水资源供需之间的矛盾日趋激化，优化配置、高效利用区域内有限水资源变得尤为重要。以衡水市水资源配置为例，综合考虑衡水市水资源优化配置需求，建立了以社会效益、经济效益和生态效益为目标函数的水资源多目标优化配置模型，给出了基于MOEA/D算法的水资源优化配置方案，并将所提方案与基于NSGA-Ⅲ算法的方案进行了对比试验。结果表明，所提方案优于文献方案，可为衡水市水资源合理配置提供依据。     

城市水资源协调配置问题中的双层规划模型及其应用

双层规划模型是将经济效益作为分析中的首要上层目标,将配水量作为首要下层目标,以此对水资源配置系统中所具有的不确定性及层次性进行解析。通过将双层规划模型应用于实际案例,并利用满意度算法进行数据计算分析,获取项目在不同情景方案下的最优结果,并为项目的决策层提供可靠的决策支撑。     

石羊河流域水资源可持续利用的SD模型研究

针对水资源系统动力学模型参数的不确定性问题,利用模糊推理理论聚合分析了工业产值和人口增长速率的不确定性,引入参数"是否考虑参数不确定性",将模糊推理理论嵌入系统动力学模型中进行水资源系统模拟.结果表明,参数不确定性对水资源供需状况引起了一定的扰动,进行参数不确定性分析后,2020年总需水量相比不考虑参数不确定性的条件下增加了5.14%,供水率增加了4.9%;2003～2020年,流域供水率从81.94%增至89.86%,农业需水比例从89.53%减至65.12%,流域需水结构趋于合理.     

总量控制下区域水资源差别化配置优化研究

在最严格水资源管理制度下,分析了水资源总量限制下水资源差别化配置的问题。以高效、公平和生态环境保护为原则,构建了社会效用最大化的凸规划模型,通过求解模型得到水资源配置的最优化方案,并构建了配置方案合理性评价指标,有利于最严格水资源管理制度的落实,为我国水资源配置提供了一定的理论借鉴和实践基础。