基于直觉模糊联盟合作博弈的我国主要流域水资源优化配置研究

我国水资源地区分布不均,呈现南多北少的特点。随着人口增长和社会经济的不断发展,水资源需求量日益增加。为了提高水资源的综合利用效率,在完成水资源初始配置后迫切需要开展水资源跨区调配实现二次优化配置。如何选择水资源调配合作对象,如何兼顾公平与效率,如何共享合作收益,成为水资源再配置需要解决的核心问题。本文提出将直觉模糊联盟合作博弈运用到水资源优化配置问题中,通过构建基于清晰联盟合作博弈和模糊联盟合作博弈的水资源优化配置模型及合作收益函数,运用直觉模糊集、区间Choquet积分、连续有序加权平均算子等方法,推导出基于直觉模糊联盟合作博弈的水资源优化配置模型及合作收益函数,运用直觉模糊Shapley值求解最优解。选取我国南方地区的长江流域和北方地区的黄河、海河和淮河流域等水资源一级区作为研究对象,选择工业用水作为调配用水,将工业用水收益率高低作为水资源配置“优先原则”,比较分析三种不同的模型下我国主要流域水资源调配的合作对象及合作收益分配方式。结果表明:①各地区参与水资源二次配置,都能取得相较于不合作更好的合作收益;②参与直觉模糊合作联盟获得的收益全部都高于参与模糊合作联盟获得的收益;③在直觉模糊合作联盟中,不应盲目追求联盟的规模,应根据地区自身实际情况决定。以上研究结果表明,直觉模糊联盟合作博弈方法为解决跨区域流域水资源配置提供了一种新的解决方案,这将为我国主要流域开展跨区域水资源调配,优化水资源配置提供科学决策依据。

《水资源优化配置理论及应用案例》指导下计算机技术在水资源优化配置中的应用

水资源是人类生存发展的重要资源,对人类生命健康、生产生活都具有重要作用。随着人类对水资源开发的不断深入,如何更好地分配、利用水资源已成为社会发展的主题,于是人们将计算机技术引入水资源的监测与优化配置过程中,利用算法构建水资源优化配置模型与系统。《水资源优化配置理论及应用案例》系统阐述构建水资源优化配置模型以及求解的具体方法,为相关从业人员与科研人员提供参考。该书前言部分简单介绍水资源优化配置这一课题研究的背景、现状、意义和研究内容。

面向高质量发展的缺水地区水资源优化配置模型及应用

科学合理的水资源配置方案是实现北方缺水地区高质量发展的重要基础。在系统梳理相关研究成果的基础上,分析北方缺水地区水资源特点和未来配置需求,提出面向高质量发展的北方缺水地区水资源优化配置模型框架。从目标函数、约束条件、参数设置、算法设计等方面开展系统建模,并从惯性权重与学习因子两个角度对传统粒子群算法进行改进和有效性检验。最后,将模型和算法应用于北方典型缺水城市阳泉市的水资源配置方案研究。结果表明:阳泉市工业和生活用水具有较大节水潜力,平定县是最大用水户;规划水平年节水情景显著提升了缺水地区的需水满足程度和水生态环境承载能力;构建的高质量发展目标和北方缺水地区关键约束的水资源优化配置模型具有可行性。

基于HHO的跨流域调水工程受水区水资源优化配置研究

跨流域调水工程是解决我国水资源时空分布不均和缓解水资源供需矛盾的重要措施。山东省黄水东调工程、引黄济青工程和胶东调水工程是缓解胶东地区潍坊、青岛、烟台、威海四市水资源紧缺问题的重要跨流域调水工程。为充分发挥调水工程社会和经济效益,在考虑受水区缺水量、工程输水能力及沿途分水口门设计流量等基础上,以受水区四市综合缺水率最小和调水工程经济效益最大为双目标,构建了胶东地区跨流域调水工程水资源优化配置模型,采用哈里斯鹰优化算法(HHO)求得现状水平年和规划水平年在50%、75%和95%频率时3种不同目标协调机制(以综合缺水率最小为主导、以调水工程经济效益最大为主导及两目标均衡)16个分水口门的调水方案。结果表明:(1)通过调水工程调引黄河水和长江水,使四市缺水量大幅减少;(2)当经济效益目标所占比重越大时,计量水价越高的分水口门供水量越大;(3)从三个调水工程利用程度来看,黄水东调工程利用程度最高,其次为引黄济青工程和胶东调水工程。本文为山东省胶东地区跨流域调水工程的水资源配置提供了决策支持。

江西省吉泰盆地水资源优化配置探析

吉泰盆地存在农业旱灾问题突出、水资源配置体系不健全、灌溉体系布局不完善等问题。分析了该区水资源状况及开发利用现状,提出了实现水资源优化配置的建议,即建设一个基本覆盖全域、功能健全、互联互通、丰枯互济、调控自如、保障有力的新灌区,推进灌区信息化建设,加强灌区管理。

水资源优化配置对京津冀协同发展的重要性

2023年是河北省引黄工作30周年,30年来通过引入100多亿m^(3)黄河水,河北省中南部特别是黑龙港地区的经济发展、人民幸福、生态环境发生了根本性变化,作为水利人深感欣慰。这是河北治水史上的一大壮举,将永远载入水利史册。回顾30年引黄工作的辉煌业绩,在河北省委、省政府和水利部正确领导下,在海委、黄委领导的协调下,在山东、河南两省的大力支持下,取得了一次伟大的跨流域调水重大战役的胜利。

基于《水资源优化配置理论及应用案例》探索计算机技术对水资源优化利用的辅助作用

我国水资源的显著特点是水资源短缺且分布不均,加上水污染问题日益突出,水资源的利用状况不容乐观,制约了社会经济的高质量发展。水资源的优化利用能有效增加水资源的利用效能,引入先进的计算机技术,并将其应用于水资源的优化配置和利用中,具有重要的现实意义。《水资源优化配置理论及应用案例》一书以水资源优化配置和解决区域性缺水问题为导向,用实际案例系统阐述水资源优化利用与管理的工作机理,为水资源优化配置提供了可靠依据。

山东省滨州引黄灌区水资源优化配置策略探究

本文对山东省滨州市引黄灌区地水资源优化配置策略进行了探究。通过对灌区工程现状、灌区引水现状以及灌区管理现状的分析,发现存在灌区系统配套不完善、灌区现代化水平较低、农田灌溉末级渠系淤积等问题。为解决这些问题,提出了加快灌区节水改造和现代化建设、发展农田高效节水灌溉、政府引导多方参与建设水利工程等策略。同时,还提出了加强水资源精细调度、严格水资源的刚性约束等对策,以实现灌区水资源高质量利用。

基于改进鲸鱼优化算法的邢台市水资源优化配置

为了有效解决邢台市的水资源短缺问题,文章从经济效益和社会效益两方面出发,构建了鲸鱼优化算法的水资源优化配置模型,应用于邢台市水资源优化配置的求解中。结果表明,改进后的鲸鱼优化算法对水资源优化配置模型求解预测结果比较符合实际情况,具有可行性,邢台市水资源供需矛盾较为突出,研究结果为邢台市水资源优化配置提供参考。

水资源优化配置下的水利工程规划设计与综合管理能力提升策略

水利工程是增强所在地区防灾抗灾能力抵御自然灾害发生,促进经济稳定发展和农业科学生产的重要基础设施,同时也是保护生态环境,改善生态面貌,防治水土流失的重要保障。进入新世纪以来,随着国家经济建设进程的逐渐加快,各个领域对淡水资源的需求量呈现逐渐增加的趋势,保证淡水资源的科学供给是推动经济健康可持续发展的关键环节,所以在水利工程规划设计和运行管理阶段,应该以优化水资源科学配置,保证水资源科学供给为出发,不断优化调整规划设计方案和管理措施,确保水利工程能够充分发挥其应有的职能作用,为带动区域经济健康发展奠定坚实基础。然而从现阶段水利工程规划设计和综合管理工作开展情况来看,还普遍存在着一些问题,导致工程功能不能够全面发挥,很多工程投入使用之后短时间内出现了运行故障问题,严重影响到蓄水、防灾和水资源的科学供给,为此就需要坚持水资源优化配置,完善水利工程规划设计方案,并注重做好工程投入使用之后的综合性管理,以此来提高工程运行效率和运行质量,充分发挥水利工程功能。

水利水电工程中的水资源优化配置研究

随着社会经济的发展,对水资源的需求日益增大,而水资源始终是有限的,因此,如何优化配置水资源,尤其是水利水电工程中的水资源,成为了一个重要问题。本文运用系统分析、线性规划、多目标决策等方法,对水利水电工程中的水资源优化配置进行了深入的研究。首先,对水电工程中水资源的现状进行了分析并提出了相应的改进措施;其次,通过对不同类型的水电工程进行案例分析,构建了水电工程中水资源的优化配置模型,并对该模型进行了求解;最后,依据优化结果,为水利电力工程的实际运行优化提供了一套有效的决策支持系统,实现了水电工程的经济效益和社会效益的最大化。研究结果的理论和实际指导意义可为未来水利水电工程的设计、建设和管理提供有益参考。

基于GWAS模型的榆林市水资源优化配置

水资源对于地区的经济社会发展起着重要的作用,而我国各地区水资源分布又非常不均匀,这就导致了很多缺水地区供需矛盾变得日益显著。以陕西省榆林市为研究对象,以2020年为基准年,采用定额法对榆林市2030年需水量及可供水量进行预测,运用GWAS模型针对丰平枯三种来水情景进行水资源优化配置研究。研究结果表明:丰水年、平水年、枯水年三种来水情景下2030年榆林市配置水量为16.19亿m^(3)、18.42亿m^(3)、19.51亿m^(3),其对应的缺水率分别为10.71%、14.34%、16.78%。2030年丰平枯情景下各行业缺水率呈递增趋势,缺水率变化最为显著的为农业方面,其缺水率分别为15.97%、19.86%、23.83%。优化配置过后,榆林市供水结构及供水平衡情况得到明显改善,给未来榆林市及其他地区进行水资源规划提供了参考。

节水灌溉与水资源优化配置对农业种植结构影响研究

水是农业生产的基本资源,但全球水资源的分布不均衡,因此如何在有限的水资源下实现农业的可持续发展是一个重要的研究课题。节水灌溉和水资源优化配置是解决这个问题的有效途径。本文将从影响节水灌溉和水资源优化配置对农业种植结构影响的因素出发,探讨研究策略,为农业的可持续发展提供理论支持。

水利水电工程中的水资源优化配置与利用

面对我国北方水资源日益紧张的状况,作为重构水资源分配的大举措,南北水资源调配工程犹如一条水资源的输送命脉,为北方带去成长的雨露,有力地推动了经济社会的均衡进步。本文以我国规模宏大的南水北调工程为背景,深入分析了在在水力电力工程领域,如何合理分配与利用水资源这一关键问题,文本深入探讨了南水北调工程这一大型项目在水资源分配上的实际情况,列举了若干重要难题,如水资源地区分配不均衡、利用效率不尽如人意等。本篇文章构建了一个基于系统工程原理的水资源最佳分配模型,并通过实例对其实效性进行了验证。

水库灌区水资源优化配置研究

水库灌区在农业发展上有着举足轻重的作用,但随着需水量的不断增大,简单粗放的水资源配置模式已无法满足时代的需求。以某水库灌区为例,根据实际监测数据,采用模糊综合评价法对水库水质进行评判,认为其水质等级为Ⅰ级,能满足农业用水的质量需求。在此基础上,以农作物系统收益最大化为目标,采用区间非线性规划模型优化配置水资源,既避免了水资源浪费,也增加了系统收益。

基于GWAS模型的山东省枣庄市水资源优化配置

水资源优化配置是解决水资源与用水户供需矛盾的有效途径。近年来,山东省枣庄市经济社会快速发展,各行业用水需求明显增加。由于上游河流来水量减少和地下水抽取总量的限制,南水北调、引黄、引渭等大量水源被用于替代生活用水和工业用水。为支持山东省枣庄市水资源的动态供需,将输水概括为虚拟水库,并将其引入全基因组关联分析(GWAS)模型。分配结果显示。且由于E、F县供水主要集中由水库供水,因此利用GWAS模型增加水库供水量,优化配置后的水库供水量为573.45 Mm^(3),占总配水量的23.73%。研究成果可为山东省枣庄市水资源配置提供技术参考。

基于A-NSGA-Ⅲ的引江济淮工程河南段水资源优化配置研究

为优化引江济淮工程河南段水资源配置,构建了以经济效益最大、缺水量最小和污染物排放量最小为目标函数的水资源优化配置模型,利用改进的第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)对模型进行求解,并优选出了4种侧重不同目标的水资源优化配置方案进行模拟分析。结果表明:引江济淮水的引入可极大地缓解受水区供需矛盾,规划年2030年、2040年缺水率可分别降至10.43%、5.47%,并有助于优化供水结构,改善生态环境;耦合经济-社会-生态环境协调度最大的方案4为最优方案,方案4规划年地下水供水占比分别下降至53.32%、46.59%;A-NSGA-Ⅲ在解决多目标高维水资源配置问题时具有较好的适用性,优化方案可为引江济淮工程河南段水资源调配方案制定提供参考。

基于GWAS模型的武安市水资源优化配置

为缓解河北武安市水资源供需不平衡的突出矛盾,立足水资源精细化管理的需求,构建了武安市GWAS(general water allocation and simulation)模型,并开展规划年(2025年与2030年)不同情景下武安市各乡镇水资源优化配置研究。结果表明:2025年和2030年,平水情景(P=50%)下模型优化配置水量基本可以满足各乡镇水量需求,枯水情景(P=75%)下各乡镇存在不同程度的缺水情况;全市普遍农业缺水,2025年平枯情景农业缺水率分别为6.45%和44.11%,2030年平枯情景农业缺水率分别为5.05%和42.47%;优化后的供水结构改善效果显著,地下水供水量占比在各规划年平枯情景下均有所下降。

水资源总量约束条件下玛纳斯河灌区水资源优化配置

针对干旱绿洲灌区水资源系统中存在的水资源供需矛盾问题,采用Lasso算法预测玛纳斯河灌区不同规划水平年需水量,开展绿洲灌区水资源供需平衡分析;构建干旱绿洲灌区水资源优化配置模型,采用LINGO语言对模型求解,通过模糊综合评价模型对玛纳斯河灌区水资源配置结果进行和谐度评价.研究结果表明:2025年和2030年玛纳斯河灌区需水量分别超出用水总量控制指标0.43亿m^(3)和1.04亿m^(3),水资源供需矛盾突出;基于LINGO语言求解多目标规划模型最优解得到灌区规划发展最优方案,优化后灌区2025年和2030年用水总量分别降低5.88%和11.04%,水资源供需矛盾得到一定程度缓解;构建和谐性模糊综合评价模型,以判断灌区和谐水平并得出评价结果.研究结果可以为干旱绿洲灌区水资源优化配置提供基础依据.

基于缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型及应用

【目的】水资源配置是缓解干旱区河道外社会经济发展用水挤占河道内生态环境用水问题的重要手段。为有效保障河道内外用水需求,构建了缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型。【方法】在以缺水量最小为目标的传统水资源优化配置基础上,以社会经济供水保证率和河道内生态供水保证率为约束,采用多重迭代求解策略,通过分层次调整供需两侧决策参数,给出区域缺水量最小、供水保证率达标、河道内外用水协调的水资源合理配置方案。【结果】模型应用于新疆精河县,结果显示,推荐方案2035年缺水率为0.2%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别达到84%、83%、51%,与未进行保证率控制的配置方案相比,缺水率下降了9.9%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别提升了32%、3%、10%。【结论】结果表明,在水资源配置中考虑缺水量、保证率双重控制能有效降低缺水率与提升保证率,协调河道内外用水关系,对保障区域供水安全与生态安全十分必要。该模型可为干旱区水资源合理配置提供一种有效的技术工具。