多目标规划在邯郸水资源优化配置中的应用
基于多目标规划方法的水资源优化调度
，
＋Ｑ 水 ＋Ｑ 水ｔ 损 ，—Ｑ 出 来， 引 ，—Ｑ 失ｆ 输 ，
式中：
，
为第 ｔ 时段水库初始蓄水量 ； 来 ’ Ｑ 水ｆ 为第 ｔ 时段水库
，
来 水 量 ； 损 为第 ｔ Ｑ＿ 失 时段水库蒸发渗漏损失量。
（） ２ 供水条件 ， 其表达式 为
理和 网络分析方法相结合 ， 出了长江 防洪系统 网络 分析分解 提
最早 将 优 化 概念 引入 水 库 凋 度 ，Ｏ世 纪 ５ ２ ０年 代 中期 优 化 技 术
，
水 量。
１ ２ 约束条 件 ．
（） １ 水量平衡条件 ， 其表达式为
Ｖ初始 Ｈｌ
，
＝
韧始
在水库调度 中得到 了广泛应用 。张勇传 等 提 出 了建 立在对
策论 基 础 上 的水 库 优 化 调 度 图 ； 自达 采 用 线 性 规 划 方 法 求 许 解 了并 联 水 库 群 联 合 调 度 问 题 ； 侃 等 将 大 系 统 分 解 协 调 原 杨
32优化调度结果利用lingo软件和优化调度模型对该例进行求解优化调度结果见表150表1优化调度结果在多年平均的情况下需通过引水工程由区域外水库b泵站引水4506万m3以满足水厂需水水库a向水厂1供水1825万n13向水厂2供水1330万m3向水厂3供水3055万m3向水厂4供水267万m3
第３ 第 ３ ３卷 期
８ Ｏ年代 以来 ， 着 我 国 社 会 经 济 的 飞 速 发 展 ， 资 源 短 缺 问 题 随 水 式 中 为 时 段数 ； Ｑ
，
ｍｎ ， ｉ ∑Ｑ
＝
ｌ
为第 ｔ 时段水 库从其他水源的引水量 。
日益 突出。水资源优 化配置 可 以使 有限 的水资 源发 挥最大 作
浅析邯郸市水资源现状及应对措施
浅析邯郸市水资源现状及应对措施摘要：邯郸市水资源严重短缺，且有逐年减少的趋势，文章在分析邯郸市水资源总体情况的基础上,提出全市水资源可持续利用措施。
关键词：水资源，现状，措施Abstract: the serious shortage of water resources in handan city, and the trend of decreasing year by year, based on the analysis of the general situation in handan city water resources presented, based on the water resources sustainable utilization measures.Key words: the water resources, present situation, the measures一、全市水资源现状（一）水资源总量：目前邯郸市水资源总量为14.8466亿m3，其中地表水资源量6.2107亿m3，地下水资源量12.6792亿m3，重复计算量4.0433亿；山丘区水资源总量为7.9020亿m3；平原区水资源总量为6.9446亿m3。
全国人均水资源量2186立方米，河北省人均水资源量386立方米，邯郸市人均水资源量为168 m3，占全省人均的56%，占全国人均的8.6%。
全国亩均水资源量1578立方米，河北省亩均水资源量216立方米，而邯郸亩均水资源量148立方米，占全省亩均的68%，占全国亩均的9.4%。
（二）水资源减少趋势20世纪80年代以来，人类活动的影响加剧，流域下垫条件等因素已发生了很大变化，导致多数区域的地表水资源呈减少趋势。
全市地表水资源量50年代9.78亿立方米，60年代8.2亿立方米，70年代5.6亿立方米，80年代4.9亿立方米，90年代5.1亿立方米。
经济的发展，发展需求用水量的增加，地上水的减少导致地下水的连年超采，形成地下漏斗，地下水位连年下降。
基于粒子群算法的邯郸市水资源优化配置系统研究
摘 要 ： 着 经 济 的发 展 ， 郸 市 缺 水 矛 盾 日益 严 重 ， 理 配 置 有 限 的 水 资 源 显 得 尤 为 重要 。运 用 多 目标 规 划 理 论 建 立 一个 多 水 随 邯 合
源 联 合 调 度 的 水 资 源 优 化 配 置 模 型 。该 模 型 以经 济 、 会 和 环 境 的 最 大 综 合 效 益 为 目标 ， 社 用粒 子 群 算 法 求 解 ， 到 了邯 郸 市 规 划 得
（． ｅｅ ｎｖｒｔ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｎ ａ ５ ０ ８ Ｃ ｉａ ２ Ｈ ｂｉ ｅｅｒｈＩｓ ｔ ｅｏ １ Ｈ ｂ ｉ ｉｅ ｉ ｏ Ｅ ｇｎｅｉ ， ａ ｄｎ０ ６ ３， ｈｎ ； ． ｅ ｅ Ｒ ｓａ ｔｕ Ｕ ｓｙｆ ｎ ｃ ｎ ｉｔ ｆ
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邯郸市南水北调供水区多水源联合调度研究
ｃｌ ａｅ ａ ｄｐｏ ｉｅｄａ ｏ ｔｅ ｉｅ ｆ ｏｎ ｉｐ ｔｈｍｏｅｗａｅ ． ａ ｔｒ，ｎ ｒｖｄ ｒｗ ｆｒｏｈ ｒｃ ｉｓ ｉｔ ｓａｃ ｒ ｔｒ ｗ ｔ ｏｊ ｄ
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维普资讯
第 ５ 卷
第 ４期
南 水 北 调 与 水 利 科 技
Ｓ ｕｈｔ－ ｏ ｔ ｔｒ ａ ｓｅｓａｄＷａｅ ｃｅｃ ｏ ｔ－ｏＮ ｒ Ｗａｅ ｎｆｒ ｎ ｔｒＳ ｉ ｅ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ｈ Ｔｒ ｎ ｃ ｎ ｌｇ
Ｖｏ Ｉ Ｎｏ ４ Ｉ ５ ．
中 图分 类 号 ： ＴＶ６ ； Ｖ２ １ ８ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２１ ８ （０ ７ ０ —０ ７０ １７ —６ ３ ２０ ）４０ ３ —３
邯郸水资源活动方案
邯郸水资源活动方案1. 引言水资源是人类生存和发展的重要基础，而邯郸作为一个重要的城市，水资源管理和保护尤为关键。
为了解决邯郸市日益紧张的水资源问题，制定并实施水资源活动方案至关重要。
本文将介绍邯郸市水资源活动方案，包括识别问题、制定目标、实施措施以及评估和调整。
2. 问题识别在邯郸市，水资源问题主要表现为供水紧张、水质污染严重和水资源利用效率低下等方面。
为了解决这些问题，下面是具体的问题识别和分析：2.1 供水紧张邯郸市供水紧张主要是由于以下原因：•人口增长：邯郸市人口持续增长，对供水需求不断增加；•老旧设施：供水设施过时，导致水损失增加；•干旱少雨：邯郸市地处内陆，降水相对较少。
2.2 水质污染邯郸市水质污染问题主要有以下原因：•工业废水：工业活动导致大量工业废水排入水体；•农业面源污染：大量农药和化肥经过农田流入水体；•城市污水：城市废水排放未经适当处理。
2.3 水资源利用效率低下邯郸市水资源利用效率低下主要源于以下方面：•农田灌溉方式落后：大量耕地采用传统灌溉方式，存在大量浪费；•工业用水浪费：工业部门用水不经过节水措施，造成严重浪费；•城市居民用水习惯不良：公共场所、住宅楼等存在用水浪费现象。
3. 制定目标通过解决上述问题，邯郸市水资源活动方案的目标如下：1.提高供水能力：确保邯郸市供水能力满足日益增长的需求；2.改善水质：减少污水排放，降低水体污染程度；3.提高水资源利用效率：改善灌溉和工业用水方式，提高用水效率；4.培养水资源意识：通过宣传和教育，提高居民对水资源的认识和保护意识。
4. 实施措施为了实现上述目标，邯郸市将采取以下措施：4.1 提高供水能力•建设新的供水设施：新建水厂、水库等设施，提高供水能力；•更新老旧设施：对老旧供水设施进行修复和更新，降低水损失；•充分利用地下水资源：开发地下水资源，增加供水来源。
4.2 改善水质•加强工业废水治理：严格控制工业废水排放，同时加大工业废水处理力度；•严禁农业面源污染：加强农业用水管理，促使农民使用环保农药和化肥；•加大城市污水处理力度：建设更多的污水处理厂，提高城市废水处理率。
多目标规划在邯郸水资源优化配置中的应用
多 目标 规 划 在 邯 郸 水 资 源 优 化 配 置 中 的应 用
刘 成 良 郸 ０ ６ ２ ） ５ ０ １ 摘 要： 多目标规 划是进行水资 源优化 配置 的一种 重要 方法 ， 针对 区域 水资源优化 配置 中涉及 多水源、 多用途、
是一个常数 ， 续原则要求 在一定 时期 内其开采 量不大 于其 可持 更新补充量 ； 表水循 环周期 比较短 ， 地 应尽 可能地优 先利 用地表
水 。可持续原则要求 当地 的社会经济 活动不得 超过区域 水资源 承载能力 ， 污染物排放不得超过 区域水环境容量 。
水环境。为了能使有限 的水资源 发挥最 大 限度 的作用 ， 我们 有 必要 对水资源进行合理 的优化配置 ， 协调好系统 内各地 区、 各部
周期不 同， 区别 对待 。地下水循环周期长 ， 而其 资源量大体 应 故
重。地下水 由于常年超采 ， 水位不 断下 降形 成了地下降落漏斗 ，
生态环境恶化 ， 当地 社会 经济 的可 持续 发展 面 临严 峻 的挑 战。 将来南水 北调 通水后有利 于缓和 当前 的用水矛 盾 ， 善 当地 的 改
是一个有机 的整体 ， 在水资 源优化 配置 中追 求经 济效益 目标 的 同时 ， 还应兼顾 环境 、 社会等 方面的 目标 ； 目标之 间有 可能相 ② 互矛盾 ； ③其优化结果一般不存在严格意义 的“ 单一最优解” 而 ， 只能根据主观规定 的优先顺 序或 其他特定 指标 下来寻 求“ 协调
个 向量优化 问题 。Ｐ个 目标 函数 、 个 约束条件 的多 目标 规划 ｍ 模型可 以表示为 ： ｏｔ ｘ）＝ ［ ｌｚ）ｆ （ ， ， （ ） ｒ ｐＦ（ ｆ （ ，２ ｚ）… ＿ ］ ｚ
多措并举 积极改善水资源环境
多措并举积极改善水资源环境[摘要] 邯郸市水资源短缺,水环境恶化,严重制约着经济的发展。
本文通过加强水资源管理,改善水资源的自然环境和人文环境,特别是以法律手段和取水许可证制度相结合的等一系列措施,使水资源成为变制约经济为增强经济发展的强大动力。
[关键词] 水资源环境措施经济的持续增长,对水资源需求量越来越大,但水资源环境的日益恶化,又严重制约着经济的发展,因此,合理利用水资源,改善水资源环境,就成为当前迫切需要解决的问题。
一、水资源环境现状邯郸市地处河北省南部,全市淡水资源总量197685万立方米,人均水资源占有量为178立方米,列全省11个省辖市的第10位,低于全国人均值的9.6倍,不及联合国规定的人均占有量1000立方米的五分之一,且时空分布很不均匀。
在水资源短缺的同时,水资源浪费现象仍十分严重,水生态环境恶化。
在工农业和城镇生活取、供用水过程中,跑、冒、滴、漏现象普遍存在,在每年损失水量中约占取水量的8℅以上。
全市城镇工业用水重复利用率仅为40℅,工业万元产值综合耗水量平均高达154立方米,是发达国家的10 -20倍。
农田灌溉方式落后陈旧,渠道跑水、漏水、大水漫灌现象普遍存在。
全市水田灌溉用水量每亩平均高达838立方米以上,灌溉有效利用率仅为0.31。
全市年排放污水量16000万立方米。
大部分集中在滏阳河沿线,80℅以上的污水未经处理直接排入滏阳河,地表水污染严重,其污染程度已到了人、地都无法“饮用”的地步,加上地方保护主义严重,污染问题迟迟得不到解决,使水资源环境急剧恶化,导致可利用水资源急剧减少,水资源短缺的状况更加严重,这种局面必须得到遏止和改变。
二、措施及对策1、统一调度水资源,使水资源得到合理利用目前,邯郸市的淡水资源总量为197685万立方米,但开发利用量224800万立方米,随着经济的发展和城市化进程的加快,水资源的供需矛盾更加突出,已经成为制约邯郸市社会经济发展的重要因素。
水资源优化配置中多目标模型的建立和求解
93河南科技2010.2下水资源优化配置是指在流域或特定的区域范围内，运用系统工程理论和优化方法，以水资源的可持续利用和经济社会的可持续发展为目标，遵循公平、高效、统筹兼顾和可持续利用的原则，采取除害与兴利、水量与水质、开源与节流、工程与非工程措施相结合的方法，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，对多种可利用水资源在区域间和各用水部门间进行最优化调配和分配，力求水资源与其他资源合理配置，实现有限水资源的经济、社会和生态环境综合效益最大[1]。
水资源的优化配置研究可为水量和水质在时间和空间上的合理调配和使用以及保障水资源的可持续利用提供科学依据和对策、措施。
因此，水资源的优化配置研究在解决我国的水资源问题，实现水资源的可持续利用等方面均占有重要地位，对促进经济社会的可持续发展具有重要理论和实际意义。
1. 水资源优化配置中多目标问题分析区域水资源系统往往是一个用水部门众多的大系统，在现代水资源优化配置思路中，己经改变了过去以经济效益为中心的基本观念，不仅仅是要获得尽可能大的经济效益，还必须将生态环境保护放到重要位置，同时要兼顾引水保障和粮食安全的问题。
配置中所考虑的不同问题可以作为不同的目标，各个目标之间相互矛盾而又不可公度，这就使得区域水资源优化配置转变成一个多目标优化的问题，在协调各个配置目标时要以公平与高效为基本分配原则，目标是寻求水量在各个用水部门之间的最优分配，实现水资源利用的可持续发展。
2 模型的建立及求解2. 1水资源多目标优化配置模型的建立2. 1.1 决策变量根据区域的地形地貌、水利条件、行政区划，一般可将区域划分为若干分区。
根据各水源在区内的配水特性，可将水源划分成两类:共用水源和独立水源。
所谓共用水源是指能同时向两个或两个以上的分区供水的水源。
独立水源是指只能给水源所在的分区供水的水源。
本研究假设区域划分为K个分区，i =1，2，…，K，本文将k分区内所有独立水源计为1个水源、分别有J(K)个用水部门j=1,2, …，J(K)（本文各区均定为4个，分别为工业、生活、农业、生态）。
邯郸水资源利用、引蓄、保护的措施
调蓄工程建设
在输水管线沿线建设调蓄 工程，如泵站、水闸等， 以调节水流、提高供水保 证率。
本地水库建设与扩容
新建水库
在邯郸境内选址新建水库，增加 本地水资源储备能力。
现有水库扩容
对现有水库进行扩容改造，提高库 容和调节能力。
水库联网调度
实现各水库之间的联网调度，优化 水资源配置，提高供水效率。
地下水超采治理与回补
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排污总量控制
严格控制入河湖排污总量，把限制排污总量作为 水污染防治和污染减排工作的重要依据。
3
加强监督和考核
加强对水功能区限制纳污制度执行情况的监督和 考核，对超过限制纳污总量的地区和行业实施严 格的问责和处罚。
入河排污口监管与整治
入河排污口登记与审批
对所有入河排污口进行登记造册，严格实施入河排污口审批制度 。
禁止污染活动
在水源保护区内，禁止一切可能污染水源的活动，如排放污水、 堆放垃圾等。
水源涵养林建设
在水源保护区周边，大力开展水源涵养林建设，提高森林覆盖率 和植被覆盖率，增强水源涵养能力。
水功能区限制纳污制度实施
1 2
确立水功能区限制纳污红线
根据水功能区划和水体自然净化能力，合理确定 各水功能区限制纳污总量和纳污红线。
水资源空间分布不均，西部地区水资源相对丰富，东部地区水资源短缺问题较为突 出。
邯郸市境内有漳河、卫河等多条河流，以及岳城水库等大型水库，为水资源开发利 用提供了有利条件。
水资源开发利用现状
邯郸市水资源开发利用程度较 高，供水体系相对完善，形成 了以地表水为主、地下水为辅 的供水格局。
农业用水占比较大，工业和城 市生活用水占比逐年上升，水 资源供需矛盾日益突出。
水资源多目标优化配置模型及其应用
［ 文 章 编 号 】１ ０ ０ ９ — ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ４ ）０ ６ — ０ ０ ４ １ ６月
水 资源 多 目标优化 配置模型及 其应用
王化月 ．张红 侠 （ １ ． 东丰 县 水 资源 管理 办公 室 ，吉林 东丰 １ ３ ６ ３ ０ ０ ；２ ． 吉林省 水利 水 电工程 局 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ）
［ 摘 要 】水 资 源优 化 配 置 的 实质 就 是 对 以 不 同形 式 存 在 的 有 限 的 水 资 源进 行 合 理 的 配 置 ，使 有 限的 水 资 源 可 持 续 开发 利 用 。 文章 详 细地 阐述 了水 资 源 配置 多 目标 优 化 模 型及 其 求 解与 应 用 。
资 源 管理 模 型 相结 合 ．对 流域 水 资 源 分配 进 行 了 有机 地模 拟【 ｌ ｌ 我 国水 资 源 优 化 配 置 研 究 始 于 上 世 纪 ６ ０年
基 于 水 资 源 多 目标 优 化 配 置 的 五层 含 义 ． 多
［ 收 稿 日期 ］２ ０ １ ４ — ０ ５ — ０ ４
Ｓ ａ ｌ ｅ ｗ ｉ ｃ ｚ 等 开发 了水 资源 协商 一 交 互 式 流域 模 拟 模 型： Ｃ ａ ｍａ ｌ ＇ ａ等 开 发 了水 资 源管 理综 合 决 策辅 助 模
拟模 型 ： Ｈ ａ ｍ ａ ｌ ａ ｌ ｎ ｅ ｎ为 芬 兰 的 Ｋ ｙ ｍ ｉ ｊ ｏ ｋ ｉ 流 域 研 究 了 多 准 则 水 资 源 管 理 和 多 用 户 协 商 决 策 支 持 系 统： Ｍｉ ｎ ｓ ｋ ｅ ｒ 等创 立 了不 确 定 性条 件下 的遗 传 算 法
型研 究 在 欧美 普 遍 兴起 ， 大 量研 究 成 果 相继 产 生 。
区间多目标规划模型在邯郸市主城区水资源优化配置中的应用
贾凤， 索梅芹， 邱庆泰， 等． 区间多目标规划模型在邯郸市主城区水资源优化配置中的应用［ Ｊ ］ ． 人民珠江， ２ ０ １ ７ ， ３ ８ （ １ ０ ） ： １－ ６ ．
区间多目标规划模型 在邯郸市主城区水资源优化配置中的应用
贾
， ２ 凤１ ， 索梅芹１， 邱庆泰２， 王
洋２， 李传哲２
（ １ ．河北工程大学水电学院， 河北
１ ≹ ２ １ ２ ２ ２ Ｊ Ｉ ＡＦ ｅ ｎ ｇ ≹Ｓ Ｕ ＯＭ ｅ ｉ ｑ ｉ ｎ ≹Ｑ Ｉ ＵＱ ｉ ｎ ｇ ｔ ａ ｉ ≹Ｗ Ａ Ｎ ＧＹ ａ ｎ ｇ ≹Ｌ Ｉ Ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｚ ｈ ｅ
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邯郸市峰峰矿区多水源优化配置研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｏｐｔｉｍａｌ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｗａｔｅｒ Ｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｆｅｎｇｆｅｎｇ ｏｆ Ｈａｎｄａｎ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙꎬＨｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨａｎｄａｎ ０５６０００ꎬ ＨｅｂｅｉꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｅｎｇｆｅｎｇ ｉｓ ａ ｒｅｇｉｏｎ ｗｈｅｒｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｏｃｃｕｒｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙꎬ ｋｎｏｗｎ ａｓ “ ｔｅｎ ｙｅａｒｓ ｎｉｎｅ ｄｒｏｕｇｈｔ” ｔｈｅｏｒｙ������ Ｔｈｅ ｌａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｖｅｒｙ ｌｉｔｔｌｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｏｖｅｒｔａｋｅｎ������ Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅꎬ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅｎｇｆｅｎｇꎬ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ������ Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｔｅｎｓｅ������ Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｆｅｎｇｆｅｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｍｕｌｔｉ － ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓꎬ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｍｕｌｔｉ － ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ������ Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ｆｕｚｚｙ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ������ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌꎬ ｆｕｚｚｙ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｄｅｇｒｅｅ ( λ) ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｍｕｌｔｉ － ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎｔｏ ｓｉｎｇｌｅ － ｏｂ￣
邯郸水资源开发利用的思考
邯郸水资源开发利用的思考作者：冯蔚来源：《合作经济与科技》2010年第18期近几年来,邯郸经济社会发展取得令人瞩目的成绩,呈现出强劲的发展势头。
水作为重要的自然和战略资源,其战略地位、基础地位日益突出,保障作用、支撑作用更加明显。
没有水资源的可持续利用就没有经济社会的持续、健康发展。
随着社会经济快速发展和人口持续增长,对水资源保障条件的要求也越来越高。
水利作为国民经济和社会发展的基础设施和基础产业,如果发展滞后,将严重影响经济社会的可持续发展。
站在科学发展观的角度,如何高站位长远规划邯郸的水利建设,对于加快推进社会主义新农村建设、发展循环经济、构建和谐社会,增强经济社会发展后劲具有非同寻常的战略意义。
一、邯郸水资源及水系基本情况(一)水资源状况。
邯郸地处河北省最南部,太行山东麓,地势西高东低、南高北低。
主要地表水源为清漳河、浊漳河、滏阳河,主要地下水源为西部山区的黑龙洞泉域、东风湖泉域和东部平原的浅层地下水。
邯郸多年平均水资源自产总量为13.3亿m3(其中,多年平均地表水资源量为6.19亿m3,地下水资源量11.05亿m3,水资源总量为扣除二者重复计算量),通过跃峰渠年均从境外调水约3亿m3,利用岳城水库和卫河水量0.8亿m3左右。
人均水资源量仅157m3,在全省排最后一位,属极度资源性缺水地区,水的供需矛盾突出。
(二)水资源的年内和年际变化。
邯郸地处暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区,多年平均降雨量为523mm。
受大陆性季风气候的影响,降水特点年际变化大,时空分布不均,年降水的76%集中分布在汛期6～9月间,常形成灾害性暴雨,而春季农作物生长需水季节又常形成“十年九旱”的局面。
受年降雨量变化影响,枯水年和丰水年交替出现。
上世纪八、九十年代的持续干旱,邯郸曾一度面临“水荒”,河道干涸,水库空“腹”。
进入21世纪以来,太行山山区年降雨量回升,岳城、东武仕等水库蓄水较多,2004～2009年均调蓄水量约6.4亿m3(其中,岳城4.3亿m3,东武仕2.1亿m3),两库均多次利用汛前弃水实施向境外调水。
基于ＧＷＡＳ模型的邯郸市水资源优化配置研究
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２４ ０１ ００６第４５卷第１期人民珠江 ２０２４年１月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ收稿日期：２０２３－０７－０４作者简介：刘光辉（１９９８—），男，硕士研究生，主要从事水资源规划与管理等工作。
Ｅ－ｍａｉｌ：１４２５０７５８６５＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：罗云（１９９５—），男，博士研究生，研究方向为水文地理与水文生态、水资源与水安全。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｏ１５９０２６７３９１４＠１６３．ｃｏｍ刘光辉，孙建伟，罗云，等．基于ＧＷＡＳ模型的邯郸市水资源优化配置研究［Ｊ］．人民珠江，２０２４，４５（１）：６３－７１．基于ＧＷＡＳ模型的邯郸市水资源优化配置研究刘光辉１，孙建伟２，罗 云１，赵 娴１，任 帅１，刘芮廷１，王继选１（１．河北工程大学水利水电学院，河北 邯郸 ０５６０３８；２．邯郸市节约用水促进中心，河北 邯郸 ０５６００５）摘要：近年来邯郸市上游河流入境水量减少，地下水开采总量愈加限制，难以满足不同行业大幅度上升的用水需求，加之南水北调、引黄和引卫工程建设后对一部分行业供水水源的置换，邯郸市水资源短缺问题和供需矛盾越发尖锐复杂。
通过分析邯郸市的水资源特点及水利工程分布特征，并对各区县进行水量供需预测，基于ＧＷＡＳ构建了邯郸市多水源、多用户和多目标的水资源优化配置模型。
结果显示：邯郸市２０２５年Ｐ＝５０％保证率的总需水量为３０１３．０１×１０６ｍ３，总分配水量为２４７３．９７×１０６ｍ３，缺水率为１７．８９％；Ｐ＝７５％保证率的总需水量为３４３４．９０×１０６ｍ３，总分配水量为２４９８．２２×１０６ｍ３，缺水率为２７．２７％。
缺水主要集中在第一产业。
配置结果符合邯郸市的实际用水情况，研究成果可为邯郸市水资源管理提供技术参考。
关键词：水资源；多目标；优化配置；ＧＷＡＳ模型；邯郸市中图分类号：ＴＶ２１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１ ９２３５（２０２４）０１ ００６３ ０９ＯｐｔｉｍａｌＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＢａｓｅｄｏｎＧＷＡＳＭｏｄｅｌｉｎＨａｎｄａｎ牞ＣｈｉｎａＬＩＵＧｕａｎｇｈｕｉ１牞ＳＵＮＪｉａｎｗｅｉ２牞ＬＵＯＹｕｎ１ 牞ＺＨＡＯＸｉａｎ１牞ＲＥＮＳｈｕａｉ１牞ＬＩＵＲｕｉｔｉｎｇ１牞ＷＡＮＧＪｉｘｕａｎ１牗１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ牞ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ牞Ｈａｎｄａｎ０５６０３８牞Ｃｈｉｎａ牷２．ＨａｎｄａｎＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＰｒｏｍｏｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ牞Ｈａｎｄａｎ０５６００５牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ牞ｔｈｅｉｎｆｌｏｗｏｆｕｐｓｔｒｅａｍｒｉｖｅｒｓｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙｈａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ牞ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｌｉｍｉｔｅｄ牞ｗｈｉｃｈｆａｉｌｓｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｉｓｉｎｇｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ牞ｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｓｏｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈ ｔｏ ＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ牞ｔｈｅＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ牞ａｎｄｔｈｅＹｉｎｗｅｉＲｉｖｅｒＷａｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ牞ｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｅｍａｎｄｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇａｃｕｔｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｘ．ＢｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙ牞ｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｅｍａｎｄｏｆｅａｃｈｄｉｓｔｒｉｃｔａｎｄｃｏｕｎｔｙｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙａｒｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄ牞ａｎｄａｍｕｌｔｉ ｓｏｕｒｃｅ牞ｍｕｌｔｉ ｕｓｅｒ牞ａｎｄｍｕｌｔｉ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎＧＷＡＳ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙｗｉｔｈａｇｕａｒａｎｔｅｅｒａｔｅｏｆＰ＝５０％ｉｎ２０２５ｉｓ３０１３．０１×１０６ｍ３牷ｔｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｓ２４７３．９７×１０６ｍ３牞ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｓｈｏｒｔａｇｅｒａｔｅｉｓ１７．８９％．ＴｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒｄｅｍａｎｄｗｉｔｈａｇｕａｒａｎｔｅｅｒａｔｅｏｆＰ＝７５％ｉｓ３４３４．９０×１０６ｍ３牷ｔｈｅｔｏｔａｌｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓ２４９８．２２×１０６ｍ３牞ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｓｈｏｒｔａｇｅｒａｔｅｉｓ２７．２７％．Ｔｈｅｗａｔｅｒｓｈｏｒｔａｇｅｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｉｎｄｕｓｔｒｙ．ＴｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙ牞ａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎＨａｎｄａｎＣｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ牷ｍｕｌｔｉ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ牷ｏｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎ牷ＧＷＡＳｍｏｄｅｌ牷ＨａｎｄａｎＣｉｔｙ人民珠江２０２４年中国水资源总量位居世界第４位，但人均水资源量仅为世界平均水平的１／４，被联合国列为世界上人均水资源最贫乏的１３个国家之一［１－２］。
城市水资源管理中多目标优化技术研究
城市水资源管理中多目标优化技术研究随着城市化进程的不断加快，城市的用水量也在不断增加。
同时，城市的水资源管理面临着诸多困难和挑战，如水资源利用率低、水污染严重等。
因此，需要采用多目标优化技术，对城市的水资源进行有效管理，以保证城市的可持续发展。
一、城市水资源现状分析目前，全球绝大多数城市的水资源利用率都较低，耗水量大、浪费水资源。
城市迅速发展，公共设施建设和人口增长导致城市用水量不断增加。
大量的污水和工业废水排放，严重影响了城市的水质和环境。
二、多目标优化技术在城市水资源管理中的应用1.智能计算技术在城市水资源管理中，智能计算技术可以充分发挥作用。
通过对数据的分析和处理，可以有效地识别出城市用水的重点领域和瓶颈，建立合理的用水模型，实现资源的优化配置与利用。
2.生态系统服务评估技术生态系统服务评估技术可以为城市的水资源管理提供科学和系统的分析过程，在生态约束下的城市水资源管理模型可以为城市的经济发展和生态环境协调发展提供有力的保障。
3.人工智能技术人工智能技术可以提高城市的水资源利用率，减少浪费。
利用人工智能技术的分析和预测功能，可以更好地对城市用水进行管理和优化，降低水资源的消耗量，并且提高水资源的循环利用率。
4.模糊辨识技术模糊辨识技术是一种智能化的优化技术，可以在模糊环境下对城市的水资源进行管理和优化。
通过模糊逻辑的灵活运用，可以更好地对城市用水进行分析和处理，从而实现水资源的最优利用。
三、多目标优化技术的优势采用多目标优化技术进行城市水资源管理，可以最大程度地提高资源的利用率和效益。
另外，多目标优化技术可以有效地降低污染物排放量，进一步提高城市的水质和生态环境，为城市的生态环境建设做出贡献。
四、结论城市的水资源管理是保障城市可持续发展的重要因素。
采用多目标优化技术可以最大化地发挥水资源的利用效益和减少浪费，为城市的发展提供有力的支持。
在城市水资源管理中应用多目标优化技术，有望打破传统的管理模式，提高能源效益，为城市的可持续发展赋能。
邯郸市人民政府办公厅关于印发邯郸市加快山水林田湖生态修复实施方案的通知
邯郸市人民政府办公厅关于印发邯郸市加快山水林田湖生态修复实施方案的通知文章属性•【制定机关】邯郸市人民政府办公厅•【公布日期】2015.05.31•【字号】邯政办字〔2015〕61号•【施行日期】2015.05.31•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】自然生态保护正文邯郸市人民政府办公厅关于印发邯郸市加快山水林田湖生态修复实施方案的通知邯政办字〔2015〕61号各县（市、区）人民政府，市对口各单位，市政府各部门，冀南新区、邯郸经济技术开发区管委会：为深入贯彻《河北省山水林田湖生态修复规划》及《河北省人民政府关于加快山水林田湖生态修复的实施意见》（冀政﹝2014﹞86号）精神，经市政府同意，现将《邯郸市加快山水林田湖生态修复实施方案》印发给你们，请认真抓好落实。
邯郸市人民政府办公厅2015年5月31日邯郸市加快山水林田湖生态修复实施方案为贯彻落实京津冀协同发展战略，全面改善我市生态环境，提升环境承载力，根据《河北省山水林田湖生态修复规划》及《河北省人民政府关于加快山水林田湖生态修复的实施意见》（冀政﹝2014﹞86号），现就加快山水林田湖生态修复制定如下实施方案：一、主要目标围绕修复生态环境、改善大气质量、实现邯郸市绿色崛起，加快实施一批重大生态修复工程，强化生态环境对经济社会发展的重要支撑。
到2017年,努力实现生态修复重点区域生态环境明显改善，生态系统服务与保障功能进一步增强，全市生态环境得到较好恢复，构建起比较完善的生态系统保护、修复和管理的体制机制。
二、重点任务（一）地下水超采综合治理工程。
充分发挥引漳、引黄、引卫工程作用，2015年力争利用地表水能力达到7亿立方米。
2017年全部建成引江、引漳、引黄、引卫等地下水压采替代水源工程，可增加引水量3.6亿立方米，蓄水能力达到1.5亿立方米，恢复和扩大地表水灌溉面积120万亩。
实施黑龙洞泉域水源置换项目、大中型灌区工程节水改造和续建配套工程、农业节水灌溉工程，调整农业种植结构，年压减开采地下水2.4亿立方米以上，使地下水超采状况得到有效遏制。
基于模糊多目标规划模型的水资源优化配置
基于模糊多目标规划模型的水资源优化配置钟金鸣;苏爱文;武雪静;韩雪征【摘要】由于人口的快速增长和经济的发展,水资源配置问题引起了广泛的关注.水资源系统的优化是一个复杂而不确定性的问题,使水资源管理者面临着严峻的挑战.首先,建立了流域水资源不确定性多目标规划模型;其次,基于模糊数学中的相关方法对模型进行了划分;接着对划分后的模型,用LINGO软件编程进行水资源配置;最后,得到了水资源优化配置方案并进行讨论.该方案可以缓解邯郸西部重工业基地的水资源短缺问题.结果表明:①两步式方法,使有限的水资源划分更加科学、合理;②建立的模糊多目标规划模型有帮助于更加深刻的理解水资源的供需关系;③对于规划地邯郸西部地区实现水资源的可持续利用和经济可持续发展具有重要的的现实意义.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2018(039)007【总页数】7页(P27-33)【关键词】水资源多目标模型;线性规划;不确定性;两步式算法【作者】钟金鸣;苏爱文;武雪静;韩雪征【作者单位】河北工程大学水利水电学院,河北邯郸 056038;河北省承德市双滦区农牧林业和水务局,河北承德 067000;河北省承德市双滦区农牧林业和水务局,河北承德 067000;河北省承德市双滦区农牧林业和水务局,河北承德 067000【正文语种】中文【中图分类】P641.8邯郸市位于河北省南部，是一个水资源匮乏的地区。
邯郸市工业园区主要集中在西部，包括武安市，峰峰矿区等。
随着地区经济的快速发展，当地用水总量的需求也在不断上升。
为了改善西部地区水资源供需不平衡的现状，实现水资源的可持续利用，确保社会经济、资源、生态环境协调发展，进行西部地区水资源的规划和配置研究是非常必要的［1］。
国内在城市供水的多个方面都有研究，但主要集中针对城市供水系统中存在水资源的污染和过度开发状况，而进行的优化配置研究，研究中把地表水、地下水、外调水以及中水的优化配置相结合，尽量降低系统成本，以达到最佳的经济效益和环境效益［2－4］。
邯郸市西部水资源配置研究
邯郸市西部水资源配置研究单志学;张亭亭;刘彬;沙金霞;孙建伟【摘要】考虑邯郸市西部地区供水的严峻形势,在系统规则控制中分别设定三条调水路线和限定各线路供水范围,结合以供水系统总缺水量最小为目标函数的数学规划模型,分别拟定了两套调水方案.经对两套方案水资源配置成果、工程布局、工程投资估算对比分析,最终选择方案二为最优方案.即自清漳河上拟建的贾家庄水库经漳北渠和十五里洞向武安调水、由跃峰渠向峰峰矿区及武安调水,并结合当地水形成邯郸市西部水资源配置新格局.本方案可以较大缓解邯郸市西部地区涉县、峰峰缺水状况,但对于西部地区用水大户武安市,供水仍有较大缺口,武安市未来水资源的可持续利用只能通过大力节水来实现.【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(031)004【总页数】5页(P46-49,68)【关键词】邯郸市;西部;水资源;配置;水资源配置;规则控制;规划模型;缺水量最小【作者】单志学;张亭亭;刘彬;沙金霞;孙建伟【作者单位】河北省承德水文水资源勘测局,河北承德067000;河北工程大学水电学院,河北邯郸056021;河北工程大学水电学院,河北邯郸056021;中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100038;河北工程大学水电学院,河北邯郸056021;邯郸市水利局,河北邯郸056021【正文语种】中文【中图分类】TV213.9邯郸市西部地区是该市重要的重工业基地，随着经济社会的快速发展，需水量逐年增长。
但由于该区域地表水资源不足，导致局部地下水严重超采。
而正在建设中的“南水北调工程”和规划中的“邯郸市引黄穿卫工程”，只解决了邯郸市东部地区的供水问题，而西部地区的供水形势依旧严峻、水资源供需矛盾日益突出。
为了解决西部地区的供水问题，对该地区的水资源再配置问题进行深入研究与规划是非常必要的。
目前流域水资源优化配置方法主要包括系统优化法、模型模拟法、模拟与优化相耦合法三类[1-2]。
邯郸市南水北调供水区水资源管理模式探讨
邯郸市南水北调供水区水资源管理模式探讨南水北调工程实施后，邯郸市供水区内将形成多水并存共用的局面，有引江水、外流域入境水、当地地表水、地下水（含微咸水和高氟水）、再生水，还有可向平原供水的东武仕、岳城两大水库，水源十分复杂，而各种水源之间在水质、水价、用途、工程配套等方面还存在着较大的差异，从目前的管理体制、运行方式和工程情况来看，极易出现多种水源争夺市场，造成一方面工业和城市生活继续挤占农业用水，农业继续超采地下水，水利工程大量闲置浪费、生态环境恶化仍不能有效遏制，另一方面南水北调工程效益无法充分发挥的不良现象。
因此，本文的研究目的是：探讨多种水源的统一调度、优化配置的有效途径和科学的管理模式，通过制定相应的供用水政策、建设完善的供水工程、建立配套的运行管理机制，保障南水北调工程良性运行，实现区域水资源可持续开发利用。
一、邯郸市南水北调供水区水资源管现状分析供水区的水资源管理起步于70年代末期，“九五”以来，取水许可管理进一步深入开展，基本实现了对水资源的开发、利用、保护实施全过程调控。
但现有的水资源管理现状是“多龙管水，政出多门”，无法实现现代化的水资源联合调度。
这就要求从全局一盘棋来考虑如何才能实现水资源的统一管理，实现水费的分质、分量、分水源收取，保证区域水资源的“一龙管水”，水资源费的基本平衡，更好的促进节水和社会经济和谐发展。
二、建立统一的水量调度中心管理全市水资源目前邯郸市水资源管理处在相对落后状态，水资源的管理比较混乱，多方利益者竞争水源时常发生。
为了从根本上扭转这样的局面，建立全市统一的水量调度中心势在必行。
通过建立全市统一的水量调度中心，在全市范围内合理利用南水北调水和当地水，同时充分考虑回用水，以“取水－输水－供水－用水－排水－回用”等环节构成的社会水循环过程为主要监控对象，通过对点（水源地、取用水户、入河排污口、地下水监测井等）和线（河流、水功能区等）的信息监测，掌握面（行政区、水资源分区和地下水分区等）的情况；通过取用水户的取水和排水数据、行政分区的入境水量和出境水量数据、地下水数据等的互相校核，以及监测信息、统计信息、流域及区域水循环模型等数据信息的互相校验，为实行“总量控制,定额管理”提供支撑,实现对水资源的科学调配和精细管理；在准确掌握水资源状况的基础上实现社会水循环过程（取水－输水－供水－用水－排水－回用水）与自然生态系统中的天然水循环过程（降雨－蒸散发－产汇流－入渗）的合理匹配，为实现水资源的优化配置、高效利用和科学保护，实现社会－经济－自然的可持续协调发展提供技术支撑。
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收稿日期:2008-06-10作者简介:刘成良,男,河北工程大学,硕士研究生。
《水资源研究》第29卷第3期(总第108期)2008年9月多目标规划在邯郸水资源优化配置中的应用刘成良 任传栋 高佳(河北工程大学,河北邯郸056021)摘 要:多目标规划是进行水资源优化配置的一种重要方法,针对区域水资源优化配置中涉及多水源、多用途、不同供水区域的特点,根据多目标决策理论,以追求经济、社会、环境综合效益为主要目标对邯郸市水资源优化配置进行建模求解获得了较好的结果,可为地区水资源优化配置提供较为科学的依据。
关键词:多目标规划;多水源;邯郸;优化配置1 概 述水资源作为人类赖以生存与发展的不可替代的基本要素,是一个国家或地区经济建设和社会发展的重要物质基础。
邯郸市位于华北南部,属温带大陆性气候,水资源严重短缺,用水矛盾突出,境内主要河流漳河水质较好,卫河和滏阳河等污染严重。
地下水由于常年超采,水位不断下降形成了地下降落漏斗,生态环境恶化,当地社会经济的可持续发展面临严峻的挑战。
将来南水北调通水后有利于缓和当前的用水矛盾,改善当地的水环境。
为了能使有限的水资源发挥最大限度的作用,我们有必要对水资源进行合理的优化配置,协调好系统内各地区、各部门之间的用水矛盾,最大可能地满足不同用水部门和用水地区对水资源的需求。
1.1 水资源系统的特点(1)多目标性。
水资源是工农业生产、生活及生态环境所必需的资源,如何对多水源进行联合调度以处理各个目标之间的水量分配冲突与矛盾,获得最大的社会经济效益和生态环境效益,是水资源优化配置急需解决的问题。
(2)时空分布不均匀性。
由于受到太阳辐射、季风和地理位置等因素的影响,水资源在时间和空间上的分布是不均匀的。
通过对这种时空不均匀性进行科学的分析,对水资源进行合理的优化调度,可以达到提高水资源利用效率的目的。
1.2 水资源优化配置原则水资源优化配置是指在一个特定的流域或区域内,以可持续发展战略为指导,利用系统分析理论和优化技术,通过工程和非工程措施,统一调配水资源及其相关资源,在时间上、空间上和不同用水部门之间进行科学合理的分配。
水资源调度过程中要遵循以下原则:(1)效率原则。
经济社会效益高和距离供水水源近的地区和部门将尽可能多分水,而经济社会效益低和输水损失大的地区和部门则要少分水,以便获得相同供水量条件下的最大社会经济效益。
(2)公平性原则。
公平性以满足不同地区和不同用水部门对水资源及其效益的合理分配利用为目标,有的时候它会和效率原则发生冲突。
(3)可持续性原则。
水资源在不同储存条件下,循环更新周期不同,应区别对待。
地下水循环周期长,故而其资源量大体是一个常数,可持续原则要求在一定时期内其开采量不大于其更新补充量;地表水循环周期比较短,应尽可能地优先利用地表水。
可持续原则要求当地的社会经济活动不得超过区域水资源承载能力,污染物排放不得超过区域水环境容量。
2 邯郸市(不包括涉县、峰峰和武安)水资源优化配置2.1 多目标规划的模型及特点与单目标规划不同,多目标规划的目标函数为多个,构成一个向量优化问题。
P 个目标函数、m 个约束条件的多目标规划模型可以表示为:opt F (x )=[f 1(x ),f 2(x ),…,f p (x )]Tg i (x )≤b i ,i =1,2,…,m 多目标规划具有以下特点:①多目标性,经济、社会和环境是一个有机的整体,在水资源优化配置中追求经济效益目标的同时,还应兼顾环境、社会等方面的目标;②目标之间有可能相互矛盾;③其优化结果一般不存在严格意义的“单一最优解”,而只能根据主观规定的优先顺序或其他特定指标下来寻求“协调的”最优解。
2.2 优化区域水源、用水部门和分区此次优化以邯郸市(不包括涉县、峰峰和武安)作为优化区域,以2005年作为现状年,以2010年作为规划年。
届时南水北调通水后,优化区域可供调度的水源有南水北调引江水、中水(一般指城市生产生活废水经过生物和物理化学方法处理后,达到一定用水标准的水源)、地下水资源与当地地表径流,其中南水北调引江水为公共水源,中水(不包括市区部分,市区中水除・41・供应市区一部分工业环境用水外,剩余部分可以汇入滏阳河供下游利用)、地下水为各区的独立水源。
根据用水部门的行业性质,将用水部门分为生活用水j 1、环境用水j 2、工业用水j 3和农业用水j 4。
研究区域的供水系统主要包括:岳城水库供水系统、东武仕水库滏阳河供水系统、卫河供水系统、南水北调中线供水系统、小水库和蓄水闸供水系统、中水系统以及地下水利用系统。
为了便于优化配置,同时又不失系统真实性和精度要求,将研究区域按行政区域划分为14个子区,作为基本计算单元,子区包括:邯郸市区、磁县、临漳、魏县、大名、成安、广平、肥乡、馆陶、永年、鸡泽、曲周、邱县和邯郸县。
2.3 建立模型水资源具有多重属性,邯郸市的水资源优化配置涉及多个部门和地区,以社会、经济、环境综合效益最大为决策目标,是一个高度复杂的多阶段、多目标、非线性的风险决策问题。
供水区多目标水资源优化配置模型利用系统分析理论,通过水资源在各子区、各用水部门之间的合理分配,达到社会、经济、环境协调发展。
2.3.1 目标函数邯郸市多目标水资源优化配置追求的是综合效益最佳。
因此,模型的目标函数有社会效益、经济效益和环境效益。
社会效益是一个不易度量的目标,仅以水资源对社会影响的角度考虑,可以认为缺水量大小或缺水程度直接影响到社会的发展和安定,是社会效益的一个侧面反映;经济效益目标用供水带来的直接效益最大表示;环境效益目标用污染排放物的化学需氧量最小表示。
模型形式为:f (x )=Max [f 1(x ),f 2(x ),f 3(x )]G (x )≤B x ≥0(1)式中f 1(x ),f 2(x ),f 3(x )分别为经济效益、环境效益和社会效益;G (x )为约束条件集合;x 为决策变量。
经济目标:以优化区域供水净效益最大为目标。
max f 1(x )=Σ12t =1Σ14k =1Σ4j =1Σi (k )i =1(b k ij -c k ij )x kij(2)式中x k ij 为水源i 向k 区用户j 的供水量;b kij 为水源i 向k 区用户j 的单位供水量效益系数(元/m 3);c kij 为水源i 向k 区用户j 的单位供水费用系数。
环境目标:以优化区域主要污染排放物化学需氧量的总和最小为目标。
min f 2(x )=-Σ14k =1Σ4j =1Σl (j )l =1q l d k lj p k j (Σi (k )i =1x kij )(3)式中d kij 为k 区用户j 排放污水中l 污染物的含量(mg/L );q l 为l 污染物的化学需氧量;p k j为k 区用户j 的污水排放系数。
社会目标:考虑到当地实际情况及以往规划和供需分析地区总的缺水常常表现为农业灌溉缺水;另一方面由于我国人口众多,农业的健康发展对社会稳定至关重要,因此以优化区内农业缺水量最小为目标。
max f 3(x )=Σ14k =1[Σi (k )i =1x k i 4-D k4](4)式中D k 4为k 区农业需水量;x ki 4为t 月k 区水源i 对农业的可供水量。
2.3.2 约束条件(1)水源供水约束。
Σ4j =1x k ij ≤P k i ;Σ14k =1x ki ≤P i ;(5)式中P k i 为水源i 向k 区的供水量;P i 为优化区域水源i 的可供水量。
(2)需水约束。
D k min ≤Σ4j =1x k ij ≤Dk(6)式中D k min 为k 区最低需水量,D k为k 区额定需水量。
(3)输水能力约束。
x k ij ≤Q ki(7)式中Q k i 为k 区水源i 输水工程的最大输水能力。
(4)非负约束。
x k ij ≥0(8)3 水资源优化配置模型求解根据邯郸市水资源利用现状,我们在进行水资源配置时遵从的原则是按照充分利用引江水、优先利用当地地表水、尽量减少开采地下水、优先满足重点市县、重点工业区、生活环境用水、改善农业用水条件的调水要求,确定不同水源不同用水户的利用优先顺序,定量与定性相结合,利用MA TLAB 遗传算法工具箱采用排列选择法对群体中的各个个体进行排序,依据排序次序来进行选择计算,从而使得排在前面的最优个体有更多的机会遗传到下一代群体中,如此这样经过一定的代数循环后,就可求出多目标优化问题的协调最优解,成功地实现配置模型的调试计算,制定出切合实际的配置方案。
本文以2010年邯郸市75%平水年和南水北调水水源地75%平水年组合情况下进行水资源优化配置。
各分区具体的优化结果见表1,2。
表1 邯郸市(不包括涉县、峰峰、武安)2010年(75%)水资源优化配置104m 3水资源分区可供水量引江水本地水源地表水地表水合计需水量市区23988.42698026686.426686.4邯郸县1599.65690.4674114031.015521.1永年2580.07215.91092320718.938286.6磁县1260.010184.41069522139.422139.4临漳821.05177.51011316111.526691.8魏县850.09076.0887518801.024970.5大名812.02486.01330016598.028638.9馆陶567.02075.047377379.014534.8成安660.02546.059879193.018700.8肥乡597.02989.053058891.020612.8广平1012.01255.028085075.010698.5鸡泽384.04303.441938880.412773.8曲周577.04382.347479706.318514.2邱县845.0607.038575309.011266.1合计36553.060685.992281.0189519.9290035.7注:表中没有考虑邯郸市区地下水,该部分地下水全部用于市区地下水生态修复。
・51・表2 邯郸市(不包括涉县、峰峰和武安)2010年(75%)水资源优化配置104m3水资源分区需水量可供水量生活工业环境农业生活工业环境农业缺水量农业缺水率/%市区7816.015332.020641474.47816.015332.02064.01474.40.00.0邯郸县1433.02273.742.011772.41433.02273.742.010282.31490.112.7永年2614.02166.042.033464.62614.02166.042.015896.917567.752.5磁县1977.02411.042.017709.41977.02411.042.017709.40.00.0临漳1094.0613.042.024942.81094.0613.042.014362.510580.342.4魏县2193.0718.042.022017.52193.0718.042.015848.06169.528.0大名2044.0942.042.025610.92044.0942.042.013570.012040.947.0馆陶860.0704.042.012928.8860.0704.042.05773.07155.855.3成安896.0528.042.017234.8896.0528.042.07727.09507.855.2肥乡860.0441.042.019269.8860.0441.042.07548.011721.860.8广平683.0704.042.09269.5683.0704.042.03646.05623.560.7鸡泽994.0609.042.011128.8994.0609.042.07235.43893.435.0曲周1102.0732.042.016638.21102.0732.042.07830.38807.952.9邱县552.0545.442.010126.7552.0545.442.04169.65957.158.8合计25118.028719.12610.0233588.625118.028719.12610.0133072.8100515.943.04 结 论(1)通过计算,我们可以看出邯郸市生活、工业和环境供水保证率为100%,全区农业缺水为100515.9万m3,农业缺水率43%,其中有7个县农业缺水率超过50%。