基于遗传算法的区域水资源系统多目标优化方法研究

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1、辽。rr科技术大学硕十学竹论文我国的水资源先天不足，人均水资源量仅是世界水资源量的114，醴在时空分布上极1i平衡，南多北少，东多_曲少，年际变化大，丰枯年水最相差几十倍。目前，在全国的670多个城市中．一半以上的城市存在缺水问题，特别是位于黄河、淮河、滦河、辽河下游地区，西北地区以及沿海某些淡水资源缺水地区的城市，水的供需矛盾越柬越突出。水污染的R益加剧，使得不少位于大河大湖旁的城市，出现了水质型缺水的情况。据诵查，目前缺水状况60％～70％由污染造成。供水不足不仅使城市损失上亿兀的收入，且由于原水水质的下降和污水处理工艺的落后，严重影响了居民的牛

2、活和健康。地表水的不足，使许多地区强行超采地下水，全国已形成多个超过1／jkm3的地下水位人幅度下降的漏斗区，造成城市地面沉降、海水入侵、水质超标、机井报废、城市排水困难等一系列闽题。近年来由于我国经济的高速发展、城市化进程的加速、城市需水量的快速增长、水污染的日益加剧以及城市给水、污水处理、中水处理漫施的落后，我国的水环境和水资源已经面临严峻的挑战。水资源短缺、水环境恶化的形势由点到面，呈蔓延之势，成为全国性问题，水危机已严重影响人们的丁F常生活，损害了人类健康，并且成为制约国民经济发展的“瓶颈”问题。1．1．2区域水资源系统的范畴与作用区域水瓷源

3、系统是一项包括区域内的给水、污水处理及中水回用系统为一体的系统工程，是保证区域经济社会活动的牛命线工程。自然界的水是统一循环的，人类社会对水的使用应服从这一过程⋯。自然界中水循环的关系见图1—1。从水循环这层次上讲，水资源系统的给水与污水处理及中水回用足统一的。在水循环过程中，水资源是人类向r{然界“借水”和“还水”的两个程序，为了不破坏这一循环，给水、污水处理及中水回用不可偏废。在州水之后，必须对水进行处理，使水质达到自然界水体自净能力所能承受的程度。否则只是用而不处理，累积的大量污染物将超过水环境容量，就会导致水资源危机和水污染现象，从而破坏水的

4、良性循环，不利于区域的可持续发展。由于水资源系统设施投资巨大，建设周期长，因此，区域给水应尽可能减少“借水”，减少水处理和运输的费用；使用上要物尽其用，以减少污水量和污水处理费用。江河、水库等水系是整个流域中辽宁工程技术人学硕士学位论文区域用水的供体和受体，只有整个流域做好“好借好还”，才能保证全流域水的正常使用。冈此，水资源系统要从流域或区域范围考虑保证水的可持续利用。另外，从区域生态学角度看，区域是一个具有复杂网络的人工生态系统，物流、能流、信息流的交换平衡才能维持整个系统的稳定。水资源系统以水为载体，实现物流和能流的交换，保持区域生态系统的平衡

5、。蒸腾作用上游自然循环社会循环图1-1自然界中水循环关系图1．1．3区域水资源系统规划的任务与意义区域水资源系统规划是对区域水资源等工程作出统一的安排，从时序上保证给水、污水处理及中水系统与区域发展相协调，促进区域的可持续发展。区域水资源系统规划的任务是保证区域获得必须的水量、合格的水质，通过合理的方式，经济、安全、可靠、卫生的满足区域建设和发展需要，并减少污染，创造良好的生态环境，减少自然灾害的发生。努力达到有利于自然资源的充分利用，获得最佳的经济、社会、环境等综合效益。为了缓解我国水资源短缺状况，降低水污染排放量以及改善由于水污染带来的环境问题，

6、必须以系统的观念，把区域内的给水、污水处理及中水系统作为一个有机的整体进行系统规划。区域水资源系统对于保障人民的健康生活，保证和促进国民经济发展，保护与改善区域水环境，减少灾害，配置辽宁r程技术夫学硕十：学位论文4先进、实用的给水、污水处理及中水设施，为区域生活和生产提供良好的水资源等物质条件，提高与优化人民的生活和生产环境，获得区域经济、社会、环境的综合效益，促进区域的可持续发展具有巨大的现实作用和深远意义。1．1．4区域水资源系统规划的对策区域水资源系统规划对于区域的经济、社会、环境发展的意义重大，其具体对策为：f11树立水资源合理利用和水环境综

7、合保护的观念，从流域、区域范围选择水源，合理布局给水、污水处理及中水系统设施。r2)因地制宜、切合实际地选定区域水资源系统的建设目标，提高系统的设施布局的可行性、合理性、经济性。r31树立动态规划的观念，合理安排规划的内容和建设时序，适应建设过程的可变性，提高区域水资源系统规划的可操作性、连续性。(4)充实区域水资源系统规划的内容，改进规划方法，应用新技术、新方法、新材料。(51充分认识水环境对区域布局的影响，发挥区域水资源系统对区域规划的支持作用。1．2区域水资源系统规划的国内外研究现状1．2．1区域水资源系统规划国外研究现状国外关于区域性给水系统

8、规划的应用研究开起始于二十世纪四十年代1972年JohnMHiggins与DanielAOkun。3运用分枝