水资源优化配置

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1、目录1绪论3多目标规划4多目标规划在水资源优化配置中的应用5结语2水资源规划发展现状及发展趋势1绪论我国水资源总量很大，但人均占有量却远低于世界平均水平。近年来，随着人口的增长及经济的发展，水危机问题日益突出。北方地区缺水严重，地下水已严重超采；南方地区排水日益超标，造成严重的水体污染及水体富营养化；西北干旱半干旱地区经济用水大量挤占生态环境用水。从全国范围来看，我国水资源开发利用现状很不乐观，在治理、配置、保护、节约和管理等方面亟待加强。为了合理开发利用水资源，充分发挥水资源的综合效益，水资源规划越来越受到人们的重视。随着科学的进步和计算机技术的发展

2、，水资源规划的方法也在不断的更新变化，从线性规划法，到动态规划，到现在的多目标规划。2水资源规划的发展现状及发展趋势水资源规划的发展历程及发展现状2.119世纪以前人类就已开展水资源规划工作，到20世纪初逐步从定性走向定量。20年代，美国学者首先提出应用数理统计理论进行调节计算的经验方法，此后苏联学者使其形成了较完整的水资源规划数理统计方法。之后，随着电子计算机的发展与应用，提出水资源数学规划方法，即以数学表达式来描述水资源系统特征及开发利用中相互依赖和制约的关系，并求出为某一目标（或多目标）服务的最优解，其内容包括线性规划、动态规划、非线性规划与多目

3、标规划等。2水资源规划的发展现状及发展趋势水资源规划的发展趋势2.2水资源规划是水利规划与国民经济发展总体规划的重要组成部分，是充分发挥水资源最大综合效益的重要手段。通过水资源规划，进一步摸清我国水资源的开发利用现状，在分析水资源承载能力的基础上，提出合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护、综合治理、科学管理水资源的布局与方案，作为今后水资源利用与管理的依据与准则，保障社会、经济与环境的协调发展。多目标规划发展进程19世纪90年代多目标最优化思想，最早是在1896年由法国经济学家V.帕雷托提出来的。他从政治经济学的角度考虑把本质上是不可比较的

4、许多目标化成单个目标的最优化问题。20世纪40年代1947年，J.冯·诺伊曼和O.莫根施特恩从对策论的角度提出了有多个决策者在彼此有矛盾的情况下的多目标问题。20世纪60年代至今1963年，L.A.扎德从控制论方面提出多指标最优化问题。1968年，A.M.日夫里翁引进了真有效解概念，并得到了有关的结果。自70年代以来，多目标规划的研究越来越受到人们的重视。20世纪50年代1951年，T.C.库普曼斯从生产和分配的活动中提出多目标最优化问题，引入有效解的概念。同年，H.W.库恩和A.W.塔克尔从研究数学规划的角度提出向量极值问题。3多目标规划多目标规划发

5、展历程3.13多目标规划多目标规划的特点3.2特点1特点2特点3特点4在多目标规划中，目标的度量单位多是不可公度的；各目标之间的权益是相互竞争、相互矛盾的；其解不能使多目标同时达到最优，而且不是唯一的；多目标能更全面的反映整体的综合利益。3多目标规划多目标规划的一般数学模型3.3数学模型s.t.式中：为目标函数；为约束集。3多目标规划模型的求解3.4效用最优化模型约束模型目标优化模型罚款模型粒子群算法3多目标规划规划问题的各个目标函数可以通过一定的方式进行求和运算。这种方法将一系列的目标函数与效用函数建立相关关系，各目标之间通过效用函数协调，使多目标规

6、划问题转化为传统的单目标规划问题：（一）效用最优化模型ψ是与各目标函数相关的效用函数的和函数。3多目标规划在用效用函数作为规划目标时，需要确定一组权值来反映原问题中各目标函数在总体目标中的权重，即：（一）效用最优化模型3多目标规划若规划问题的某一目标可以给出一个可供选择的范围，则该目标就可以作为约束条件而被排除出目标组，进入约束条件组中。假如，除第一个目标外，其余目标都可以提出一个可供选择的范围，则该多目标规划问题就可以转化为单目标规划问题：（二）约束模型3多目标规划需要预先确定各个目标的期望值，同时给每一个目标赋予一个优先因子和权系数，假定有K个目标

7、，L个优先级（），目标规划模型的数学形式为：（三）目标优化模型3多目标规划（三）目标优化模型式中：分别表示与相应的、与相比的目标超过值和不足值，即正、负偏差变量；表示第l个优先级；表示在同一个优先级中，不同目标的正、负偏差变量的权系数。4多目标规划在水资源优化配置中的应用4.1水资源优化配置水资源优化配置是水资源规划的重要组成部分，是指在一个特定的流域或区域范围内，遵循高效、公平和可持续的原则，通过工程与非工程措施，考虑市场经济规律与资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对有限的、不同形式的水资源，在区域间和各用水

8、部门间进行时间和空间上的科学分配。4多目标规划在水资源优化配置中的应用4.1水资源优化配置水资