基于改进粒子群优化算法的区域水量水质联合配置模型EI北大核心CSCD

综合考虑区域水资源水量和水质两个因素,以供水净效益最大、区域总缺水量最小、COD排放量最小为目标建立区域水量水质联合配置多目标模型;为提高算法的计算精度和全局寻优能力,对粒子群优化算法进行了改进并用于模型求解。将模型用于江苏省靖江市水资源配置研究,结果表明:基本方案和节水方案下的用水总量和COD排放量均在其限值范围内,节水方案下供水净效益比基本方案低3.0亿元,缺水量和COD排放量分别比基本方案低1290万m^(3)、1062.7 t,说明得出的配置方案合理可行。在节水方案下进行区域水资源配置,在缓解区域缺水状况的同时,能够有效减少COD排放量,可为解决区域水质型缺水问题提供决策参考。     

人工鱼群算法在河间市水资源优化配置中的应用

河北省是我国高强度需水与水资源自产量极不匹配的区域,在经济高速发展的当下,科学优化配置区域水资源显得尤为关键和重要。考虑用水总量红线和用水效率红线的约束作用,以河北沧州河间市为研究区,建立了以社会效益和经济效益为目标函数的水资源优化配置模型,并采用人工鱼群算法求解该模型。结果表明:在规划水平年2025年,河间市可供水量为10 727.88 万m3,龙华店乡缺水率高达50.8%,各乡镇缺水主要集中在农业上;水资源优化配置后,各行业用水矛盾有了明显改善。研究结果可为河间市水资源精细化管理提供关键技术支撑,也可为北方其他县域水资源优化配置提供借鉴和参考。     

面向可持续利用的武汉市水资源优化配置

 基于"时间和空间耦合"的完整意义上的可持续理论,系统分析了面向可持续利用的水资源优化配置的内涵和原则,并结合武汉市水资源现状与发展趋势,构建了优化配置模型,运用逐步宽容约束法求解模型。以2010年为代表年,按95％的保证率对武汉市水资源优化配置的途径和方法进行了探索。配置结果表明：在P=95％的特别干旱年,全市农业用水保证率大于90％,高增?基本方案为93.07％,高增-节水方案为96.56％,仅江夏、黄陂出现农业缺水;全市第三产业较缺水,高增?基本方案下用水保证率为85.39％,高增-节水方案下用水保证率为93.03％;其它部门用水保证率均达到100％。与常规配置下的水资源供需预测值相比,较大程度提高了用水保证率,验证了模型的科学性和实用性。     

Study on water resources dispatching and allocation in Jiangsu Section of Eastern Route Project of South-to-North Water Diversion ProjectEI北大核心CSCD

针对南水北调东线工程江苏段受水区的水资源调度与配置问题,以受水区总缺水量最小和泵站总能耗最小为目标,建立南水北调东线工程江苏段水资源优化调度模型。将南水北调工程调水与本地水资源进行联合配置,并以经济效益、社会效益、环境效益最大为目标,构建南水北调东线工程江苏段水资源配置模型。采用基本方案和节水方案进行了模型模拟,结果表明,在降水保证率分别为50%、75%和95% 3种情况下,受水区节水方案缺水率比基本方案分别下降了2.91%、3.61%和3.83%;受水区节水方案下各工程基本完成了受水区的供水任务,且优先利用了泵站单位能耗较小的运西线进行调水,说明优化调度配置方式在保障受水区用水的基础上,能够以更为经济节能的方式运行。     

基于多目标效益函数智能算法求解下的西北某地区水资源优化配置分析研究

为研究地区水资源供需平衡状态,分析了地区内水资源当前现状,并预测规划年供需状态,建立水资源模型优化配置,求解水资源优化配置结果。研究了规划年水资源预测结果,生活用水、农业用水、工业用水、生态用水总需分别为11 315.5万m3、51 176.1万m3、10 059.8万m3、1675.1万m3,供水来源以地表水为主,占比26.8%;丰水年在保证率50.0%以上时出现缺水,75.0%保证率时缺水率达22.2%。多目标函数水资源优化配置模型具有显著适用性与正确性。分析了水资源优化配置结果,不论是丰水年亦或是枯水年,缺水率相比水资源预测时均显著降低,其中枯水年总缺水率为12.3%,各区县内最大缺水率不超过15.0%,平均缺水率仅为9.2%,相比预测值显著提高了供需平衡,且降低了年保证率与区县缺水率之间的正相关关系。论文为研究地区水资源供需优化配置提供一定参考。     

不确定性多目标模糊规划在水资源优化配置中的应用

在充分考虑水资源系统中供需水不确定性的基础上,基于多目标规划、模糊规划和区间规划原理,以经济效益、社会效益和环境效益最大为目标,以需水量、可供水量和不同子区用水部门间的用水公平性为主要约束,构建一种适用于多水源、多子区、多用户的考虑供需水不确定性的多目标模糊规划模型,以期通过平衡水资源配置系统中用户配置水量、缺水风险与系统收益三者的关系,实现系统综合效益最大。模型以衡水市历年供水、用水及社会经济等数据确定规划年的水资源参数及经济参数,采用区间参数反映系统中的不确定性,通过引入模糊隶属度函数,利用两步交互式算法,将多目标规划转化为单目标规划进行求解,以2025年为衡水市规划水平年,得到规划水平年下的11个子区、4种水源、4个用水行业的最优配水方案。结果表明：本研究制定的水资源优化配置方案可实现“外调水优先利用、地下水控制利用”,同时考虑用水的公平性约束后,在缺水条件下可有效控制水资源向每立方米水效益高的区域和部门流动,有利于多区域、多部门共担缺水风险;该水资源优化配置方案可有效缓解衡水市水资源供需矛盾,实现多水源和多目标之间的协同互补。研究成果可为河北省其他县域的水资源优化配置提供技术参...     

基于水量水质双控的缺水地区水资源优化配置

开展水量水质双控约束下水资源优化配置研究是落实新时期"节水优先"方针、保障区域水安全和促进水资源可持续利用的基础支撑。针对我国北方地区资源型缺水、工程型缺水并存的问题,以山东省昌乐县为例,结合WEAP模型与传统水资源配置理论方法,根据区域用水需求与总量控制及水功能区限制纳污管控要求,统筹协调生活、生产、生态用水,建立基于水量水质双控的区域水资源优化配置模型,采用AHP法、熵权法、AHP-熵权耦合法计算不同情景方案的配置效益并优选配置方案。结果表明:规划水平年农业、城市供水保证率分别为50%、95%时,基于用水总量控制的跨流域调水、强化行业节水和水污染治理以及加大再生水回用相结合的配置方案(B4方案)综合效益最大,各行业用水需求均能得到满足,GDP较现状水平年增加709.01亿元,再生水利用率提高至25%。     

中国水资源优化配置研究的进展与展望

水资源优化配置是多目标多决策的大系统问题，必须利用大系统理论的思想进行分析研究，文中深入分析了我国水资源优化配置理论，分别对“对需定供”的水资源配置、“以供定需”的水资源配置、基于宏观经济的水资源配置、可持续发展的水资源配置做了阐述，在此基础上，分析了水资源优化配置研究的发展方向，其结论是：传统的水资源配置存在对环境保护重视不够，强调节水而忽视高效、重视缺水地区的水资源优化配置而忽视水资源充足地区的用水效率提高、突出水资源的分配效率而忽视行业内部用水合理性等问题，影响了区域经济的发展和水资源的可持续利用；因此，应加强水资源优化配置研究，特别是新理论和新方法的研究，协调好资源、社会、经济和生态环境的动态关系，确保实现社会、经济、环境和资源的可持续发展。     

锦州市水资源优化配置研究

以锦州市为例,利用全局寻优能力强且收敛速度快的鲸鱼算法求解水资源优化配置模型,得到不同规划年的优化配置方案.研究表明:锦州市的水资源量能够充分满足2025年和2030年的生态需水、生活需水,生产用水部门的缺水率不超过10％,缺水量较少,配置方案科学合理能够满足未来用水需求;对于水资源优化配置问题的求解鲸鱼优化算法表现出...     

基于高质量供需平衡的区域水资源优化调控方案——以京津冀地区为例

针对水资源刚性约束要求下区域水资源的配置和调控,根据水资源需求侧的分类需求特性和供给侧的水源结构特征,基于水资源高质量供需平衡理念,分别提出了供需两侧优化配置和调控方案。以京津冀地区为研究对象,通过设置不同水平年的多种供需双向调控情景,开展区域水资源供需分析;基于分析结果,制定了可持续发展的水资源高质量供需平衡方案,并提出了京津冀地区实现高质量供需平衡的调控措施。研究结果表明：(1)现状情景下,京津冀地区的水资源供需不平衡形势较为严峻,缺水率较高;(2)建议在规划水平年通过强化节水、调整产业结构、增加调水等措施,逐步对水资源供需进行优化调控,可使京津冀地区的缺水率逐渐减少,由供需矛盾较大逐渐实现基本平衡,直至达到高质量平衡。研究成果具有一定的现实意义。     

农业节水是我国水资源优化配置的关键

水资源优化配置涉及工业用水、农业用水、生活用水以及生态环境用水等诸多方面，目前大多研究都是集中在优化配置的理论、方法、原则、实现手段以及模型建立等方面，而对优化配置过程中的各用水行业本身用水的合理性和节水潜力重视不够．分析我国农业用水的现状表明，农业用水约占我国总需水量的70％，水资源优化配置必须合理对待农业配水．另一方面，农业节水潜力巨大，农业节水工程不但有利于缓解我国缺水的紧张局面，而且也是实现我国水资源优化配置的关键．     

浅谈景电灌区水资源优化配置

景电灌区属于资源性缺水地区,随着灌区社会经济的发展,灌区水资源供需矛盾越来越突出,优化配置水资源,实现生态环境、农业、社会经济效益的可持续发展意义重大。该文通过对灌区用水现状、节水潜力分析,预测了灌区需水量,提出了基于农业节水条件下水资源优化配置措施。     

基于动态规划算法的水资源优化配置研究

基于动态规划算法,进行水资源优化配置方案计算,以经济效益、社会效益、环境效益最优为目标函数,最终得出水资源优化配置方案,并与常规配置方案做对比。结果表明:水资源优化配置方案较常规方案可更好地利用当地水资源,优化方案在工业用水、生活用水、农业用水和生态用水方面都有一定的节水量。动态规划算法制定的方案促进了当地水资源的高效利用,表明动态规划算法在水资源优化配置中应用较好,可为同类地区水资源配置方案设计提供参考借鉴。     

绿洲城市水资源配置模拟和优化

从水资源与城市化相互影响的系统角度,基于反馈回路构建系统动力学模型,以乌鲁木齐市为例,设定5种水资源配置方案,模拟预测2012—2030年城市发展指标值和生产、生活、生态用水量及缺水程度等,根据水资源利用与城市化发展综合效益最大化的原则确定最优方案。结果表明:方案5能扭转水资源与城市化系统恶化趋势,实现水资源、环境和经济社会效益最大化。该方案通过调水、节水和调低城市发展速度,在2013年实现缺水程度为0,且第一产业用水比例递减,生态用水比例递增,废污水排放量较小,2030年总产值可达24751.74亿元,三次产业结构比例为0.47∶29.49∶70.04,总人口为467.78万,城镇化率为97%,用水总量为18.54亿m3。提出应加强城市化进程中经济增速控制和产业结构调整,以适应水资源配置。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的水资源多目标优化配置

山西省作为资源性缺水大省,对水资源进行优化配置是缓解用水紧张和提高社会经济发展水平的有效手段。通过建立山西省"大水网"晋中-长治供水区水资源多目标优化配置模型,对NSGA-Ⅱ算法在约束条件处理和遗传操作越界处理方面进行改进,并用于模型的求解,得出Pareto最优解集,最后从不同的侧重点挑选出3个不同的优化配置方案,以供决策者根据实际需要进行选择。综合来看,改进NSGA-Ⅱ算法较传统NSGA-Ⅱ算法更有效可行,配置结果合理。     

北方典型钢铁企业非常规水源综合利用与思考

针对我国水资源赋存条件与供需特征,选择山西太钢不锈钢股份有限公司作为北方缺水地区典型钢铁企业进行分析。通过深入研究企业用水工艺及水资源开发利用情况,分析总结企业在中水及城市污水利用方面的经验与不足,从推进节水管理、强化风险防控、优化水资源统一配置等方面提出非常规水源综合利用建议,为推动钢铁企业水资源高效利用提供参考。     

贵州黔中灌区水资源优化配置的研究

随着社会经济的发展,水资源短缺现象日益突出,无法满足生产生活的需求,各地区水资源优化配置研究迫在眉睫。统计黔中灌区水资源开发利用现状条件下的供需水情况,结合黔中灌区水资源实际情况和发展规划,通过确定目标函数和约束条件建立节水模型。分析节水模型的求解思路,描述模型求解过程,从农作物种植比分配结构和灌溉用水优化分配两方面分析优化配置结果。对贵州黔中灌区水资源优化配置的研究可有效的缓减水资源的短缺现象,提高水资源利用率,合理使用和规划水资源将促进地区农作物种植和经济的发展。     

基于区间两阶段随机规划方法的 北京市水资源优化配置

针对缺水型城市水资源配置过程中的不确定性,建立了基于不确定性基本理论的区间两阶段随机规划模型,应用于北京市2025年水资源优化配置的研究。以北京市用水综合效益最大为目标函数,引入概率分布和区间数表示多重不确定性,求得北京市2025年城六区与郊区在生活、工业、农业与生态用水上的优化供水目标以及不同来水水平下的配水方案。结果表明:北京市2025年优化供水目标为47.39亿m~3,城六区工业用水与郊区农业用水的供水目标应采取保守值;不同来水水平下的优化配置水量为[36.49,47.39]亿m~3,仅北京为丰水年时不存在缺水现象,北京与丹江口水库同时遇枯时的缺水量高达[5.48,10.90]亿m~3,对北京市供水安全造成极大的威胁。该模型充分考虑不确定因素对水资源配置的影响,权衡用水收益与缺水风险的关系,并以区间的形式给出配置结果,可为北京市2025年供水目标与水资源优化配置方案的制定以及水资源安全保障措施的分析提供科学依据。     

基于粒子群算法的邯郸市水资源优化配置系统研究

随着经济的发展,邯郸市缺水矛盾日益严重,合理配置有限的水资源显得尤为重要。运用多目标规划理论建立一个多水源联合调度的水资源优化配置模型。该模型以经济、社会和环境的最大综合效益为目标,用粒子群算法求解,得到了邯郸市规划年（2020年）3种不同保证率下的水资源优化配置方案,为邯郸市的水资源规划和管理提供了依据。优化结果表明,粒子群算法在邯郸市水资源优化配置中是切实可行的。     

基于多目标规划模型的新疆鄯善县水资源优化配置研究

鄯善县作为资源性缺水地区,近年来随着经济的高速增长、矿产开发、人口的增加以及工业化和城市化快速推进,水资源所承受的压力进一步加大。水资源的短缺严重制约了该地区经济社会发展和居民生活质量的提高。如何合理有效地进行水资源优化配置,合理地配置工农业和生活用水,显得十分必和迫切。应用多目标规划模型分析鄯善县自然条件和当前社会经济发展趋势,基于社会经济可持续发展和水资源可持续利用的观点,对鄯善县的资源利用结构进行了优化研究,建立了水资源优化配置模型系统。