基于双区间规划的武威市民勤县3种作物灌溉水量优化模型研究

针对农业水资源优化配置中降雨量的不确定性问题,在传统区间规划的基础上,引入双区间规划理论进行描述,以农民种植净效益最大为目标函数,建立地表水和地下水联合灌溉的作物灌溉水量优化模型。实例应用于武威市民勤县红崖山灌区,对灌区农业水资源优化配置进行研究,模型计算结果表明:利用双区间规划对作物进行灌溉水量的优化,春小麦、春玉米、籽瓜的灌溉定额分别为:[[179.81,191.81],[353.89,365.89]]、[[119.46,141.46],[270.57,292.57]]、[[180.04,213.04],[267.49,290.49]],相比于现状,节水量分别为3%、27%、4%。利用双区间规划不仅能够更好的解决灌区多作物灌溉水量优化问题,而且能够给决策者提供更大的决策空间。     

农业多水源灌溉实时优化配置

在充分考虑农业水资源调度的实时性、不确定性基础上,建立实时供水优化调度模型,在供水量方面,对降水量进行预测并对雨水和生活污水的可利用量进行计算,合理地利用雨水和生活污水的可利用量,在作物需水量方面,利用模糊聚类的方法对参考作物需水量进行预测。在农业灌溉优化调度方面,建立农业多水源优化配置大系统分解协调模型,以经济效益最大为目标,将华北水利水电大学新校区农业试验场水资源分为相同作物全生育期水资源和各个子区的水资源2个子系统,根据多种水源的可利用量和作物的预测实时需水量,对4种不同方案进行多水源实时优化配置,采用遗传算法进行求解。结果表明,该模型能满足农业多水源灌溉实时调度的需要。     

水资源优化配置的多目标模型求解

水资源优化配置就是对现有水资源做科学的规划,实现水资源的可持续开发利用和管理。文章阐述了水资源配置多目标优化模型及其求解方法。     

灌区地表水和地下水联合调度模型研究

灌区水资源的优化调配对于提高农业水资源的利用效率和灌区的经济效益具有重要的意义。为了对灌区水资源进行优化调配,实现灌区水资源的可持续利用。利用大系统分解协调、线性规划、动态规划等方法建立灌区地表水和地下水联合调度模型,该模型具有减化系统复杂性,减少计算工作量的特点。模型在彭楼灌区水资源优化配置中进行应用,对灌区地表水和地下水进行联合调度,制定了区域配水方案,所得结果合理。     

基于不确定性的区间分式规划灌区优化配水模型

为获得有限可用灌溉水资源条件下满足多个目标的最优配水方案,将区间不确定性方法引入线性分式多目标规划中,构建基于区间不确定性的分式规划模型。以甘肃省武威市民勤县红崖山灌区为研究区域,对当地4种主要作物,春小麦、春玉米、棉花、籽瓜进行水资源优化配置,在满足粮食安全基础上得到不同水文年下满足不同目的需求的水资源优化配置方案。在此基础上,对不同情境下的配水结果进行对比并详细分析了平水年不同区间用水效率增长对目标函数的增长率影响,得到不同用水效率下的优化配水方案及目标完成情况。结果表明:在枯水年灌区应优先满足籽瓜的灌溉需求,丰水年应优先满足棉花的用水需求,平水年农业生产的最优用水效率增长区间为[0,5%]。所得结果可以为民勤县红崖山灌区以及类似灌区水资源优化配置及用水效率提升提供了理论依据与决策支持。     

基于多目标优化模型的荣县水资源优化配置研究

从水资源优化配置的基本概念入手,讨论了水资源配置的多目标性,采用水资源多目标优化配置模型对荣县水资源进行了优化配置。采用fgoalattain函数对模型求解,从而得到用水效益的最优配置方案。     

面向可持续发展的城市水资源优化配置研究

基于我国水资源短缺的现状,水资源优化配置已经成为一个重要的研究课题。介绍了水资源优化配置的4个层次,对现有的水资源优化配置模型进行了分析,并且在满足社会经济一水资源一环境的协调发展的基础上建立了面向可持续发展的多目标多水源多用户城市水资源优化配置模型,同时分析了其目标函数与约束条件的组成及表达式。     

水－土－作物系统的模糊随机优化配置研究

运用多目标模糊随机优化模型,对区域内水-土-作物系统的管理规划和优化配置进行了研究。模型以经济效益、社会效益、生态效益和劳动力的利用为主要目标,寻求作物种植的最优模式,实现对水土资源的最佳配置。为了很好地处理多目标规划中的权重分配问题,采用模糊定权的方法确定各个目标的权重。在建立优化模型时,同时考虑了模糊因素和随机因素对决策问题的影响,因而所得的模型更加客观、合理,能够使各种有限的资源得到充分有效的利用。应用实例表明,该模型理论严谨、操作简单、计算简便,将其应用到农业系统的水-土-作物的优化配置是可行的,能合理地分配各种资源,从而能提高作物产量和经济效益。     

对山东半岛蓝色经济区水资源优化配置的探讨

新时期,国家社会对水资源质与量的要求逐渐提高,因此如何让有限的水资源得到最大化的利用是现阶段的重点研究问题。本文以山东半岛蓝色经济区为主要研究对象,在简单分析了现阶段山东半岛蓝色经济区中存在的水资源问题后,利用数学模型对水资源优化配置进行分析,最终以分层协调多目标的水资源优化配置方案模型得出了较优的水资源配置方式。     

农作物优化灌溉制度及水资源分配模型的研究进展

阐述了国内外优化灌溉制度及灌溉水资源在单一作物和多作物间优化分配模型的研究进展,分析 了目前水资源优化分配模型研究中存在的仅考虑经济效益而忽略生态环境效益、农业用水效率较低、模型中指数 取值研究不足等问题,提出了今后在农作物水资源优化分配模型的相应研究中,应考虑多目标规划模型及生态影 响目标,并运用决策支持系统来进行水资源优化,发展多作物优化组合及优化配水模型,从而为确定区域节水模式 和水资源承载能力及生态环境改良提供更有力的科学依据。     

基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置研究

【目的】建立水资源优化配置模型,在刻画水资源配置过程复杂性的同时,探讨盈余水量回收再配置机制对区域水资源的影响,使有限的水资源得到合理利用。【方法】构建基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,采用系统动力学软件Vensim,将水资源供需系统及与水资源有关的经济、社会、人口、环境等影响因素以图形化的方式表达出来,用变量记号和方程式表述变量之间的因果关系;同时在模型中增加盈余水量的回收再配置环节,通过设置盈余水量回收比例和回收延迟参数,探讨其对区域水资源配置结果的影响,最后对此模型进行实例应用,并与基于多目标遗传算法的水资源配置方案进行比较。【结果】基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型,充分展现了区域供水量、需水量、用水量、回收水量之间的关系,以及其与区域经济、社会、人口、环境之间复杂的因果关系。通过改变盈余水量回收比例和回收延迟参数对模型进行验证,表明盈余水量回收机制设置合理,且盈余水量全部回收可明显增加区域的总供水量;与基于多目标遗传算法的水资源配置方案的配置结果相比,利用基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型的配置结果,使实例研究区域2015,2020和2030年的缺水量分别减少1 719,1 388和2 307万m3。【结论】所建立的基于系统动力学的闭环反馈水资源优化配置模型合理、可靠,为地区水资源的优化配置提供了一条有效途径。     

基于改进灰狼算法的庆阳市水资源优化配置

【目的】对传统灰狼算法进行改进,并在甘肃省庆阳市的水资源配置中进行应用。【方法】针对传统灰狼算法易陷入局部最优、收敛速度慢、精度不高等不足,通过Tent混沌序列对群狼位置进行初始化,对灰狼算法中的距离控制参数a和位置更新方程进行优化和改进,并采用8个测试函数对改进灰狼算法进行测试。在此基础上以甘肃省庆阳市为例,分别以2020,2025,2030年为近期、中期和远期规划年,采用改进灰狼算法、传统灰狼算法、传统多目标配置方法,对庆阳市水资源的优化配置进行计算,并对3种方法进行主成分比选。【结果】改进灰狼算法的8个测试函数中有7个函数的最优值明显比传统灰狼算法更接近函数理论极小值;改进灰狼算法的2020,2025,2030 3个规划年的资源优化配置综合得分分别为0.18,0.69和1.00,其计算结果明显优于相同年份传统灰狼算法和传统多目标配置方法。经过水资源优化配置计算,2020,2025和2030年水资源所对应的经济生产总值分别为1 074.46亿、1 601.18亿和2 196.12亿元,其中2020年的经济生产总值计算值大于《庆阳市十三五经济规划》的目标值1 000亿元。【结论】改进灰狼算法在水资源优化配置中具有较好的可行性,可为水资源优化配置模型提供新的优化计算途径。     

基于人工鱼群算法的浐灞河流域水资源优化配置研究

【目的】建立以经济、社会和环境效益相对最优为目标的水资源优化配置模型,为实现水资源的协调发展提供支持。【方法】以浐灞河流域为研究对象,采用人工鱼群算法建立水资源优化配置模型并进行求解。【结果】利用建立的水资源优化配置模型,对浐灞河流域各规划水平年(75%保证率)3种不同效益权重组合下的水资源进行了优化配置,配置后相对最优的结果是:研究区2020年可供水量为25 210.8万m3,较配置前增加了2 603.8万m3,缺水率较配置前降低了9.12%;2030年可供水量为28 168.8万m3,较配置前增加了1 911.8万m3,缺水率较配置前降低了6.07%。【结论】通过不同权重组合下的效益计算,选择经济、社会和环境效益权重分别为0.40,0.25和0.35时的水资源优化配置结果,作为浐灞河流域水资源开发利用与社会经济和生态环境保护协调发展的最佳方案。     

基于可持续发展的绿洲水资源优化配置研究——以塔里木河下游铁干里克绿洲为例

利用mapgis6．5软件和野外调查结果计算了塔里木河下游尾阊典型绿洲铁干里克生态需水量,并在此基础上利用多目标规划模型对绿洲有限水资源进行了优化配置。结果表明,维持铁干里克绿洲的生态需水量为177．13×10^6m^3,远大于上中游来水量。多目标优化模型分析发现,铁千里克绿洲目前的发展处在以经济发展为主,环境效益次之的结构下,在水资源引用上应优先考虑天然植被生态用水,天然植被的生态用水应占到总耗水量的65％,农业灌溉耗水不能超过24％,果树灌溉耗水占11％,因而,可适当缩减棉花种植面积,扩大果树栽培面积,发展特色林果业。     

黑河中游农业水资源多目标优化配置

针对黑河流域中游地区为追求经济发展而向黑河干流取水量过大导致的黑河下游地区地表水流量减少、生态环境恶化等问题,对该地区社会、经济等与水资源优化配置相关的资料数据进行收集、整理与分析,考虑地表径流随机性特征,构建考虑经济、社会、资源的灌溉水资源多目标优化配置模型,并使用层次分析法与线性加权法进行多目标问题求解。结果表明:将优化后的配水方案应用于黑河中游地区,其灌溉用水比实际节约3.358×10~8 m~3,水分生产力提升0.380 kg/m~3,用水费用节省3.89×10~7元,可以达到节水增产的目的,为该地区水资源管理部门提供一个满足可持续发展的农业水资源配置方案,同时,为类似地区的农业水资源优化配置提供方法依据。     

基于可持续发展区域水资源优化配置模型研究

介绍了水资源优化配置模型的分类,分析了现有水资源优化配置模型中存在的问题.以可持续发展思想为指导,以社会、经济、环境的综合效益最大为目标,以水量、环境和各行业发展产值作为约束条件,建立了水资源优化配置的多目标优化模型.     

基于可持续发展的南疆区域农业水资源优化配置模型研究

为了让农民合理利用现有土地,实现南疆区域农业水资源的高效合理利用,给出了区域农业水资源的优化配置模型,并结合南疆阿克苏地区农业生产实际,建立了南疆阿克苏地区农业水资源优化配置的实证模型。对该模型求解,采用计算机搜索算法,并结合lingo编程,在保证粮食绝对安全和相对安全（以75%为临界值）的前提下,求得优化配置后产生的经济效益相对于配置前分别增加了16.62亿和18.13亿,相对增量约为31.04%和33.86%,同时分别节水约为30.05%和29.37%,优化配置产生的效益极显著。最后给出了水资源合理利用的对策建议。     

基于多目标规划理论的辽宁双台河口湿地水资源合理配置研究

为了恢复湿地生态功能,合理确定湿地水资源开发利用方案,促进湿地的生态功能持续发展.根据辽宁双台河口湿地开发利用现状及规划目标,选取湿地天然生态环境需水量、农业灌溉及养殖需水量、生活用水量为3个目标,以湿地各类面积为决策变量,并以恢复到2000年的湿地各类面积值为约束条件,以系统工程的观点为指导,运用多目标规划理论,构建了湿地水资源合理分配的多目标规划模型,建立了3种配置方案进行比较.结果表明:只有优先满足湿地生态环境的需水量,使水资源得到合理有效的利用,才能使湿地得到较好较快的恢复,达到可持续发展的生态功能效果,对构建湿地系统生态恢复持续发展和水资源协调利用的框架模式具有重要的指导意义.     

再生水与天然水资源农田灌溉的模糊优化配置

运用模糊数学优化的原理，综合考虑农业可持续发展的社会需要和经济效益，建立了再生水与天然水资源农田灌溉的多目标模糊线性规划优化配置模型，以合理分配各种水资源，确定农业最优种植模式。该模型以作物的种植面积为决策变量，以再生水和天然水的水质、水量为约束条件，以粮食作物、蔬菜和水果产量最大、农民经济收益最大为目标。并以天津市为例进行了再生水和天然水资源农田灌溉和种植模式的优化配置计算。结果表明，优化配置能保证各种作物的水量分配比较合理，作物产量能满足城市发展对其最低的需求，且能获得较好的经济效益。     

基于可持续发展区域水资源优化配置模型研究

介绍了水资源优化配置模型的分类，分析了现有水资源优化配置模型中存在的问题。以可持续发展思想为指导，以社会、经济、环境的综合效益最大为目标，以水量、环境和各行业发展产值作为约束条件，建立了水资源优化配置的多目标优化模型。