基于粒子群算法的区域水资源优化配置研究

随着经济的快速发展,人类对水的需求量的增加和供水量减少之间的矛盾越来越突出,合理配置有限的水资源显得非常重要。本文运用多目标规划理论建立了区域水资源可持续利用的多目标优化配置模型,该模型以社会、经济、环境的综合效益最大为目标,用粒子群算法求解,得到银川市规划年（2020年）3种不同保证率下的优化配置方案,为银川市水资源管理问题提供了科学依据。结果表明,所建模型合理、可行,算法有效。     

基于模拟退火粒子群算法的水资源优化配置

为了缓解水资源供需矛盾、提高水资源利用率,并在水资源优化配置中探寻新的求解方法,构建了以社会、经济、生态效益为目标的综合评价函数,建立了基于模拟退火粒子群算法的优化配置模型.将模拟退火的思想引入基本粒子群算法当中,解决了粒子易陷入局部极小值的问题.以陕西省渭南市大荔县为研究区域,设置了地表水、地下水、其他水3种水源以及...     

淠史杭灌区水资源优化配置研究

基于系统优化的理论，应用模拟计算对淠史杭灌区水资源优化配置问题进行了探讨，并在设计引水流量中引入一个随机均匀变量进行随机模拟优化。并与传统的确定性计算方法进行比较分析，计算结果表明，得到的最优引水流量能更好的提高城市供水保证率与农业灌溉保证率，能充分发挥灌区水资源的综合利用效益。     

灌区水资源优化配置决策支持系统

本文利用系统优化理论,将灌区整体水资源的数量作为主要约束条件,构造整个灌区作物总产量最大的目标函数,运用线性规划思想进行求解,优化整个灌区水资源配置.以windows操作系统为开发环境,选用Vb6.0编程语言,Access数据库管理数据,开发整个灌溉区水资源优化配置决策支持系统,实现整个灌区水资源优化配置的自动化及可视化.     

查哈阳灌区水资源多目标优化配置

黑龙江省是我国的重要商品粮基地之一,但单位面积水资源占有量较少,水资源时空分布不均。针对灌区普遍存在的水资源分配问题，以查哈阳灌区为研究对象，应用大系统多目标方法建立了水资源优化配置模型，并应用MATLAB语言编制程序进行模型求解，研究探讨黑龙江省灌区水资源优化配置问题。解决了多水源多用户的水源分配问题，可以使决策者选出最佳均衡方案合理调配利用灌区水资源，从而使有限的水资源和水利工程发挥更大效益，对加强灌区水资源的现代化管理意义重大。研究成果可为同类灌区水资源优化配置提供参考依据。     

粒子群算法的改进及在农业水资源配置的应用

为了合理分配大荔县农业水资源,提高大荔县的农户总收益,建立农业水资源优化配置模型,得到大荔县主要农作物的合理种植面积以及灌水量优化配置方案,解决将大荔县灌区有限农业水资源在不同作物中合理分配的问题,实现总收益最大化的目标.模型求解中使用粒子群算法,对算法同时进行线性递减惯性权值及限速粒子群的2种改进,解决了粒子逃离函数定义域导致程序中断的问题.结果表明:经过优化后大荔县丰水年(降雨频率P=25%)总收益为29.78亿元,平水年(P=50%)总收益为29.75亿元,枯水年(P=75%)总收益为29.50亿元,与优化前的总收益28.98亿元相比均有所增长,水资源更多分配给经济作物棉花,农作物种植面积和水量均实现最优分配.对改进前后的粒子群算法求解进行比较,改进后粒子群算法寻优能力强,结果可靠合理,为区域水资源优化配置提供了新的解决思路.     

基于鲸鱼优化算法的区域水资源优化配置研究

为解决区域水资源短缺和利用不合理问题,近年来水资源优化配置成为研究重点之一.以河南省某县为研究区,利用鲸鱼算法收敛速度快和全局寻优能力强等特点,求解水资源优化配置模型,得到2025年和2030年的配置方案.结果表明:2025年和2030年该县的水资源量可充分满足生活需水和生态需水,只在生产用水部门存在少量缺水,缺水率在...     

灌区水资源优化配置数学模型研究与应用

采用系统工程理论,以民权县引黄灌区为例,以灌区年净灌溉效益最大为目标,以当地地表水、地下水及引黄水、灌区各行业需水量、机电井出水能力、适宜地下水埋深等为约束条件,对灌区＂三水＂在不同水文年、不同农作物及农作物生育期间进行了优化分配,为区域水资源管理部门统筹调度＂三水＂资源提供了决策指导。     

基于模糊几何加权模型的灌区水资源优化配置

针对农业水资源优化配置中多目标赋权的不确定性问题,以黑龙江省绰尔屯灌区为研究区域,构建了基于模糊几何加权法的灌区水资源优化配置模型,把多目标规划问题转化为单目标非线性问题,得到了不同权重下不同生育期的灌区水资源最佳配置方案,并通过灌区综合能力评价体系进行比选.结果表明：通过与线性多目标模糊规划模型的对比,模糊几何加权模型可以根据实际情况对不同目标的权重进行调整,得出该条件下的灌区水资源最佳配置方案;当灌水量权重为0.3和经济权重为0.7时为最优方案,水稻产值为8 245万元,分蘖期、拔节期、抽穗期、乳熟期的灌水量分别为1 154.56万、779.12万、539.45万、336.57万m³.验证了模糊几何加权法在灌区水资源优化配置的可行性应用,为灌区农业水资源高效利用提供参考方案和决策支持.     

改进的多目标粒子群算法在鄱阳湖水资源优化配置中的应用

鄱阳湖水资源优化配置问题是一个多目标优化问题。将Pareto支配关系、精英保留策略、约束主导原理引入到多目标粒子群算法中。针对粒子群算法的容易陷入局部极小值、早熟等缺点,采用了线性变换惯性系数提高搜索的速度和性能,引入遗传算法的变异思想、混沌优化思想避免了陷入局部极小值。应用改进的多目标粒子群算法对鄱阳湖环湖区的水资源优化配置模型进行了求解,得出了一组非劣解集。采用模糊近似理想点法对非劣解进行了评价,得出了鄱阳湖环湖区2030年水资源配置的最佳方案。     

基于DE-PSO模型的土地资源优化配置研究

以丹江流域（河南段）2008、2018年Landsat遥感影像数据为主要数据源,采用差分演化算法对研究区2028年的土地利用结构进行优化,并对优化结果进行分析验证,然后将得到的土地利用结构优化结果作为数量约束条件嵌入粒子群算法,设置基本栅格、空间集聚度、土地类型转换、地形坡度规则等多种约束条件进行粒子更新优化,构建了土地资源优化配置的DE-PSO模型。研究结果表明,优化后的2028年土地利用空间格局与研究区实际相符合,且优化后的土地利用空间集聚程度增加,土地利用空间格局在总体上趋于合理;水域面积由406.61 km²增长到448.07 km²,主要表现为丹江口库区库容扩大,其发展趋势符合丹江口水库调水规划和水源地相关政策;模型总体精度为89.54%,Kappa系数为0.859 3,说明建立的模型具有良好的性能。研究结果可为研究区土地资源可持续利用、水源地保护与管理、生态环境保护提供科学依据。     

基于DE-PSO模型的土地资源优化配置研究

以丹江流域（河南段）2008、2018年Landsat遥感影像数据为主要数据源,采用差分演化算法对研究区2028年的土地利用结构进行优化,并对优化结果进行分析验证,然后将得到的土地利用结构优化结果作为数量约束条件嵌入粒子群算法,设置基本栅格、空间集聚度、土地类型转换、地形坡度规则等多种约束条件进行粒子更新优化,构建了土地资源优化配置的DE-PSO模型。研究结果表明,优化后的2028年土地利用空间格局与研究区实际相符合,且优化后的土地利用空间集聚程度增加,土地利用空间格局在总体上趋于合理;水域面积由406.61km2增长到448.07km2,主要表现为丹江口库区库容扩大,其发展趋势符合丹江口水库调水规划和水源地相关政策;模型总体精度为89.54%,Kappa系数为0.8593,说明建立的模型具有良好的性能。研究结果可为研究区土地资源可持续利用、水源地保护与管理、生态环境保护提供科学依据。     

基于线性规划和MODFLOW耦合技术的人民胜利渠灌区水资源优化配置研究

【目的】确定人民胜利渠灌区合理的农业水资源优化配置方案,为灌区水资源管理和机井布置提供科学依据。【方法】针对人民胜利渠灌区水资源分配不合理及灌区生态环境恶化问题,按照灌区地形地貌、工程类型和灌溉水源特点将灌区分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个计算单元,基于线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型对灌区各计算单元进行不同水文年水资源优化配置,并模拟优化配置后地下水位动态变化。【结果】确定了不同水文年灌区的水资源优化配置方案:灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区不同水文年的井渠比例有所不同,平水年井渠比分别为1/3.14、1/3.25、1/2.92,丰水年分别为1/3.47、1/3.66、1/3.24,枯水年分别为1/2.75、1/2.77、1/2.60;平水年计算单元Ⅰ区模拟地下水埋深相比初始埋深下降0.01 m,水资源总量基本处于平衡状态;计算单元Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相对于初始埋深分别上升了0.12、0.15 m;丰水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别上升了0.1、0.23、0.3 m;枯水年灌区计算单元Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区模拟地下水埋深相比初始埋深分别下降了0.17、0.08、0.04 m。【结论】线性规划方法和MODFLOW地下水数值模型相结合能较好地模拟灌区地下水流场和预测地下水动态变化趋势,进而确定合理的水资源优化配置方案。     

节水灌溉与水资源优化配置对农业种植结构影响研究

安徽省水资源紧缺,发展节水灌溉是缓解水资源供需矛盾,实现水资源优化配置,促进农业种植结构调整,实现农业可持续发展的根本措施.建立了相应的水资源优化配置数学模型,分析了节水灌溉和水资源优化配置对农业种植结构的影响,并给出实例分析,对安徽省8个节水灌溉分区分别提出了不同的农业种植模式.     

有计划市场的水资源优化配置理论

鉴于我国水资源严重不足的现实,结合当前治水的新思路,从对配置方法进行理论阐述入手,探求水资源优化配置的新方法-有计划市场的水资源优化配置。通过比较计划经济体制和市场经济体制下我国水资源配置手段的优缺点,引出有计划市场的水资源优化配置的内涵,进而阐明该配置的特点,并从有计划市场的水资源优化配置的基础-水权、机制-水市场以及水价手段-水价三方面入手,全方位构建有计划市场的水资源优化配置的理论体系。然后从有计划市场的水资源优化配置方式入手,分析"计划配置"和"市场配置"的目标和特点,结合二者所长,将计划机制和市场机制引入到该配置中去,提出水资源配置的最佳方式-"有计划市场配置"。     

中山市中心城区水资源优化配置

针对中山市城区的供水用水实际情况,结合中山市社会经济发展规划,对中心城区水资源建立面向可持续发展的区域水资源优化配置。合理预测中心城区代表年可供水量和用水量,充分挖掘中心城区供水工程供水潜力和需水用户节水潜力。按照“先生活、后生产”的原则,在优先满足人民生活用水的前提下,统筹安排工业生产和其他用水。采用约束法将多目标问题转化为单目标问题,并利用优化法进行优选计算,可将区域内有限的水资源在各用水部门间进行最优分配,从而获得社会经济协调发展的最佳综合效益。     

改进飞蛾火焰算法在多目标水资源优化配置中的应用

水资源紧缺局面愈演愈烈,迫切需要进行水资源优化配置,以此提高水资源利用效率。基于自然元启发的优化算法越来越多的应用于求解多目标水资源优化配置问题。飞蛾火焰算法全局收敛性能较差且容易陷入局部最优解,针对以上问题,结合帕累托最优解概念,引入快速非支配排序策略,利用拥挤度及拥挤度比较算子对飞蛾火焰算法进行改进,继而采用改进的飞蛾火焰算法对ZTD1、ZTD2及ZDT3等3个多目标函数进行仿真实验,结果表明计算得到的帕累托最优前沿接近于理想帕累托前沿,收敛性能及精度优于本文所列举大部分多目标优化算法。最后将改进飞蛾火焰算法应用于三亚市水资源优化配置中,得到了23组帕累托最优解。选择了对缺水量最小有特殊偏好的方案作为最终决策方案,结果显示三亚市不同用水户总需水量39015万m^3,各用水户总分配水量为39015万m^3,缺水量为0,产生的经济效益为203.91亿元。改进的飞蛾火焰算法为多目标水资源优化配置问题提供了新的求解方法。     

非充分灌溉优化配水技术研究综述

介绍了非充分灌溉优化配水技术国内外研究现状 ,分析了有关存在问题及可能解决途径。     

基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置

以黑龙江省和平灌区为例,构建基于多目标模糊规划的灌区多水源优化配置模型,该模型能够在提高农业灌溉用水净效益的同时有效减少农业灌溉水量,促进和平灌区多水源高效配置。采用具有非线性隶属度函数的模糊多目标规划求解模型,得到不同流量不同水源下的最优配水方案。结果表明:不同流量水平下水稻不同生育阶段均存在缺水现象,低流量下需从柳河水库引入外调水才能保证水稻的最小需水量。为保证灌区整体效益,按照引水工程、提水工程、井灌工程的先后顺序进行配水,并得到多目标配水模型在不同情景下的运行稳定情况。该模型可以高效地进行灌区多水源在作物各生育阶段的优化配置。