东江流域水资源优化配置研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表!
破坏等级 生活用水
配水规则矩阵
23456 ’ 7389:; <= >3869 ?:@89:4A8:<B 9A56@
工业用水 农业用水 说明 供水保证 轻破坏 中破坏 重破坏
’ " ! %
’ ’ ,#*$1,#*. !,#*$
’ ,#*1,#Βιβλιοθήκη Baidu$ ,#.$1,#* !,#.$
’ ,#. ,#$ !,#%
’
" !!& ( 4& ( 4& ( #
# % ’ ) * $ 3 & " & ’ $" ) $" * $" *
)&*
($" 4($" 4($" 3($" ($" 3! 5 ! $""$
)"* )!*
水质满足要求："$3&，反之 "$3# )+* 分目标包括：总需水目标保证、防洪目标保证 （ 具体在配水传输模型反映） 、生活用
"
概
述
东江干流全长 $.&/0，流域面积 ($ (1%/0&，是流域内外约 " $%% 万人口的生产和生 活水源地，东江流域水资源系统概化如图 " 。东江担负着向香港、广州及深圳等重要城市
图"
东江流域水资源系统概化
234#" 5/6789 :; 796 89<=<876=3>6? @<76= =6A:B=86A ACA760 ;:= D:E4F3<E4 G3H6= I<A3E
第 "’ 卷
第(期
自
然
资
源
学
报
!"#$%& ’"$( )*+, -..-
&%%& 年 $ 月
JKLGM,N K2 M,*LG,N GO5KLGPO5
东江流域水资源优化配置研究
陈晓宏 !，陈永勤 "，赖国友 #
!"# 中山大学 地理系，广东 广州 $"%&’$ ； &# 香港中文大学 地理系，香港 沙田； (# 广东省水电勘测设计院，广东 广州 $"%"’%)
摘要：该文建立了一个以东江流域水资源合理利用为目标，考虑防洪、供水、航运、压咸等约 束，采用大系统 “ 分解协调”原理，运用逐步宽容约束法及递阶分析法，通过三大水 库 与 河 道 、 区间径流联合调度，进行自流域至供水行业的多层次优化的水资源优化配置模型。在特枯水年来 水情况下，对 &%&% 年水平年水资源进行优化调配，得出各个用水户两种不同初 始 条 件 下 的 配 水 结果。说明只有在三大水库初始蓄满的条件下，才能满足特枯年各个用水户 &%&% 水 平 年 的 需 水 要求。 关 键 词：优化配置；逐步宽容约束；水资源系统；东江流域 文献标识码： , 文章编号： "%%%-(%(’ （ &%%& ） %(-%(..-%’ 中图分类号： *+&"&#(
!,N
的供水任务，同时还有防洪、发电、航运、压咸、纳污等其它多种功能。近年来，随着当 地经济的高速发展，人口膨胀，产业结构调整，流域内外对东江水资源的需求猛增；而东 江流域降雨径流时空分布极不均匀，加之水土流失、水质污染的严重制约，东江流域水资 源供需矛盾逐渐显现出来。用水户需水动态变化过程中如何合理配置水资源是东江流域水 资源开发利用中亟待解决的问题。在水资源优化配置研究方面，国内外已提出了大量成 果。从 "# 世纪 $# 年代建立起费用—效益分析方法，到近 "# 多年来发展的多目标决策理 论 %&’!(、 大系统理论和可靠性分析)风险性分析* 等%+(； 此外，还发展和创新了一些数学规划的算 法程序。但是，系统分析应用于多目标、多属性、多层次、多阶段及多不确定性因素的系 统等当属少见。其方法的灵活性与现实客观事物发展的复杂性尚不适应。基本数据资料的 不齐全和不精确，直接影响成果的可靠性和真实效益。系统优化模型与使用部门技术水平 和计算机设备条件不相适应； 分析者与决策者之间的联系薄弱， 信息交流不充分等， 都影响 ,( 。同时， 东江流域水资源优化配置尚未开展。 了系统分析方法取得的效果%$、 本文以大系统 “ 分解协调”理论作为技术支持，运用逐步宽容约束法及递阶分析法， 以 &--. 年为基准年，以东江流域水资源规划远期水平年 "#"# 年为优化配置水平年，建立 该流域水资源优化调配的实用模型和方法，并对东江流域特枯年水资源进行优化配置和供 需平衡分析。
重要性或各用户单位供水量的净效益而设定，计算结果如不满足所要求的供水保证率，可 加以调整； ) 为运行期的总时段数，采用同步资料，以旬为单位时段，一年共 $% 个时段； 共 * 个子系统）的总净供水量； + "# 为时段 # 第 " 子系统的可利用 !"# 为时段 # 第 " 子系统 （ 水量； ! & 为第 " 子系统的供水有效利用系数。 !"! 配水传输模型 东江流域水资源调配传输系统主要由三大水库及其输水河道 （ 干渠）组成。鉴于东江 流域内水库、河系的具体情况及用水户对水资源的要求，采用河库联合调度配水。水库供 水量按照长系列入库流量过程通过调蓄计算确定，水量在河道传播过程中考虑区间径流的 加入和取出；以节点控制水量平衡；水库调蓄过程为水库时段水量平衡过程；主要约束包 括水库调节周期控制、子系统结点水量平衡。 根据水库的入库径流系列逐时段进行水库调蓄计算，得到库群指标，主要包括库群向 各个配水区间的配水过程、弃水量等，反馈给协调级进行协调。 !"# 平衡协调级 按大系统递阶分析的关联预估原理，协调级根据全系统用户的需水要求，预估它们的 供水过程，供、需水模型据此按前述模型进行优化，然后将求得的指标反馈到协调级，后 者根据这些指标和本级的目标修正关联预估值。修正关联预估值时，要调整权重向量及供 水分配系数矩阵。当某类用户的供水保证率普遍达不到规定值时，可加大其权重。对各子 系统间的供水保证率或缺水率不够均衡等情况，可调整后，得到新的预估值，重复以上步 骤，直至上述目标达到优化为止。 !"$ 规划决策级 规划决策级的功能就是从决策者的高度，对各种方案反馈上来的各项指标进行综合评 判，最终选出满意的方案作为水资源调配的运行方案。 决策模型按照优先层次进行求解，可获得一定意义上的优化解，也就是尽可能满足各 用水户各行业水资源需求的配水方案。再把方案所对应的参考目标值提供给决策者参考， 在决策阶段，决策者在比较满意的目标下给出使其目标值作出让步的宽容量，以使不满意 目标得到改善，再把这些信息提供给分析者继续求解。这就是逐步宽容约束法求解多目标 问题的思想。它是以 “ 决策过程导向”进行多目标优化问题研究，不断向决策者提供应用 信息，引导决策分析不断深入以获得一套正确的策略，即全局意义上的优化方案。 !"% 模型参数率定及配水矩阵 ’()(! 参数的率定 优化模型中权重系数 ( 主要根据经济效益、社会效益以及用水户的重要性进行率定， 在优化计算中需要进行适当调整，以达到优化的目的。
$%#
自
然
资
源
学
报
!" 卷
水目标保证、压咸及环境用水量目标保证、工业总产值及重点产业用水目标保证、农业产 量目标保证、河道流量航运目标保证、废污水处理回用量最大目标保证共 # 个。 以上各式中，!"# %!"# %!"# 分别为 # 时段第 " 子系统的城市生活、工业和农业的净供水量；
$ & ’
( $， ( &， ( ’ 分别为城市生活、工业、农业供水量的综合效益权重，可根据各用户的相对
!
特枯水年水资源配置结果及分析
本文东江流域水资源优化配置在满足式 （ ’）至式 （ )）各个目标和约束的同时，还考 虑了各用水户的经济重要程度以及各行业的用水紧迫性和重要性。需要说明的是，决策者 可在优化配置模型中通过修改配水规则矩阵、社会效益系数 ! " 和用水户重要程度系数 #" 来调整各用水户配水量，使得配水决策具有较大的灵活性。 单位用水量效益好的行业、经济水平高 （ 总产值高）的地区优先配水，但各行业、各 地区供水均受需水下限约束，可通过调整配水规则矩阵达到水量的综合优化分配。在子系 统水资源配置过程中，三大水库以满足防洪为第一约束 （ 以各水库防洪限制水位为控制） ； 下游子系统用水户可以调用上游子系统的水量，反之则不然；各用水户先利用区间来水， 不够则使用水库调配；在动用水库供水时，应尽可能考虑未来时段的来水、用水状况，水 库尽可能蓄水补歉；各行业用水中，优先满足生活、环境用水，再满足压咸、工业和农业 用水，最后考虑航运用水。 流域内新丰江、白盆珠及枫树坝三大水库分别为多年、不完全多年及不完全年调节水 库。取三大水库初始库容分别为各自的死库容和正常库容，按照 *)+ 典型年来水过程分别 进行河库联合优化调度计算，结果如下。 （ 起 调 库 容 分 别 为 %!#,)-’,./!、 ’） 新 丰 江 、 枫 树 坝 和 白 盆 珠 水 库 由 死 库 容 起 调 （ . ! . ! "#%,-’, / 、’#*, -’, / ） 由于特枯年来水极少，配水在很大程度上靠三大水库蓄水补偿。在本方案三大水库死 库容起调的情况下，各地区各行业缺水十分严重。% 月上旬至 0 月上旬，石龙—博罗区间 航运、压咸、环境需水最低保证率分别为 ’)+ 、 "!+ 和 "’+ ，枫树坝—河源区间航运需水 最低保证率约 ’*+ ，西枝江区间环境需水最低保证率约 ’’+ ；其余时段，石龙—博罗区间 航运、压咸、环境需水保证率分别可达 .’#%+1’,,+ 、 ’,,+ 和 ’,,+ ，枫树坝—河源区间 航运需水保证率 )!#.+1’,,+ ，西枝江区间环境用水保证率为 00#)+1’,,+ 。 整个配水过程中，各水库大部分时段在死库容附近运行。三大水库在 % 月上旬至 0 月 上旬基本放空或接近死库容；此外，新丰江水库在 ’’ 月下旬至 ’ 月中旬，枫树坝水库在 ’ 月上、中旬，白盆珠水库在 ’ 月中旬至 ! 月下旬等时段基本维持死库容。 由于来水量小，而三大水库均无初始蓄水补偿，在河道内用水及工、农业需水破坏的
*)+ *%+ *"+ 式中， ( "’、 ( "$、 ( "& 分别为各用水子系统中农业、生活、工业的用水权重； ( ."’、 ( ."$、 ( ."& 分别为各用水子系统中农业、生活、工业单位供水量的净效益，这里取 ( ."$, 工业总 产值 - 工业用水量，( ."&,农业总产值 - 农业用水量， ( ."’ 取为生活用水水价； + " 为社会效益 系数， -" 为用水户重要程度系数。在计算中，如结果不满足决策者的要求，可调整 + "、 -"，
收稿日期： &%%"-%Q-&1 ；修订日期： &%%"-"&-%R 。 ， 男， 湖北公安人， 教授（ 博士生导师） ， 博士， 主 要 从 事 水 资 源 与 环 境 研 究 。 OS0<3TU 第一作者简介：陈晓宏（ "Q.(- ）
66A8V9W>AB#6?B#8E
!期
陈晓宏等： 东江流域水资源优化配置研究
( "$,+ "$ -"$ ( ."$ ( "&,+ "& -"$ ( ."& ( "’,+ "’ -"’ ( ."’
!期
陈晓宏等： 东江流域水资源优化配置研究
!0*
"#$#"
再次进行优化计算，直到满意为止。 配水规则矩阵 配水规则矩阵设置的目的是在缺水情况下，按照各目标的优先顺序配置目标的用水满 足权重；同时，在某一轮配水结束时，根据该轮各目标实际配水对需水的满足程度，评判 该轮配水方案的破坏等级，并确定是否需要修改权重、重新配水。 在供水这一优先层中采用不同的配水规则矩阵，对流域的航运、压咸、环境用水都会 产生不同的影响。这里，配水规则矩阵按供水破坏程度分为 % 个等级，矩阵的行向量代表 各部门在不同破坏等级时的配水系数 & 表 ’(。
"
优化配置模型
!"# 总目标模型
根据东江水资源系统的具体情况，采用大系统 “ 分解协调”理论作为技术支持，进行 递阶分析/提出图 " 所示的递阶模型。 首先，将整个水资源系统分解为需水子 系统和供水子系统，并作为递阶模型的第一 级 。 供 水 子 系 统 的 输 出 之 一 —供 —— 水 量 即 为 需水子系统的输入，而需水子系统向供水子 系统提出需水要求，后者据此考虑向需水子 图 " 东江流域水资源系统优化调配递阶模型 系统供水。第二级平衡协调级依关联预估法 原理先预估供水变量 ! "。供、需水子系统分别 6789" :7;<1<=>7=1? 151?@A7A 0BC;? DB< BEF701? 1??B=1F7B5 BD G1F;< <;ABH<=;A 75 IB58J7158 K7L;< M1A75 运行得到的有关信息反馈给协调级，后者再 按要求的目标修改配水系数和用户供水权重 等加以调整，如此反复迭代，直至协调级的目标被优化为止。因此，预估关联变量是本模 型的协调变量。第三级是规划决策级，得到最终优化配水方案。 模型按东江流域地表水水系结合供水系统及行政区划等因素将全系统划分为 &$ 个子 系统。当子系统范围与自然子流域不吻合时，子流域上区间径流按行政区面积比重分配， 建立如下线性规划模型。 —供水净效益最大： 012 总目标——
破坏等级 生活用水
配水规则矩阵
23456 ’ 7389:; <= >3869 ?:@89:4A8:<B 9A56@
工业用水 农业用水 说明 供水保证 轻破坏 中破坏 重破坏
’ " ! %
’ ’ ,#*$1,#*. !,#*$
’ ,#*1,#Βιβλιοθήκη Baidu$ ,#.$1,#* !,#.$
’ ,#. ,#$ !,#%
’
" !!& ( 4& ( 4& ( #
# % ’ ) * $ 3 & " & ’ $" ) $" * $" *
)&*
($" 4($" 4($" 3($" ($" 3! 5 ! $""$
)"* )!*
水质满足要求："$3&，反之 "$3# )+* 分目标包括：总需水目标保证、防洪目标保证 （ 具体在配水传输模型反映） 、生活用
"
概
述
东江干流全长 $.&/0，流域面积 ($ (1%/0&，是流域内外约 " $%% 万人口的生产和生 活水源地，东江流域水资源系统概化如图 " 。东江担负着向香港、广州及深圳等重要城市
图"
东江流域水资源系统概化
234#" 5/6789 :; 796 89<=<876=3>6? @<76= =6A:B=86A ACA760 ;:= D:E4F3<E4 G3H6= I<A3E
第 "’ 卷
第(期
自
然
资
源
学
报
!"#$%& ’"$( )*+, -..-
&%%& 年 $ 月
JKLGM,N K2 M,*LG,N GO5KLGPO5
东江流域水资源优化配置研究
陈晓宏 !，陈永勤 "，赖国友 #
!"# 中山大学 地理系，广东 广州 $"%&’$ ； &# 香港中文大学 地理系，香港 沙田； (# 广东省水电勘测设计院，广东 广州 $"%"’%)
摘要：该文建立了一个以东江流域水资源合理利用为目标，考虑防洪、供水、航运、压咸等约 束，采用大系统 “ 分解协调”原理，运用逐步宽容约束法及递阶分析法，通过三大水 库 与 河 道 、 区间径流联合调度，进行自流域至供水行业的多层次优化的水资源优化配置模型。在特枯水年来 水情况下，对 &%&% 年水平年水资源进行优化调配，得出各个用水户两种不同初 始 条 件 下 的 配 水 结果。说明只有在三大水库初始蓄满的条件下，才能满足特枯年各个用水户 &%&% 水 平 年 的 需 水 要求。 关 键 词：优化配置；逐步宽容约束；水资源系统；东江流域 文献标识码： , 文章编号： "%%%-(%(’ （ &%%& ） %(-%(..-%’ 中图分类号： *+&"&#(
!,N
的供水任务，同时还有防洪、发电、航运、压咸、纳污等其它多种功能。近年来，随着当 地经济的高速发展，人口膨胀，产业结构调整，流域内外对东江水资源的需求猛增；而东 江流域降雨径流时空分布极不均匀，加之水土流失、水质污染的严重制约，东江流域水资 源供需矛盾逐渐显现出来。用水户需水动态变化过程中如何合理配置水资源是东江流域水 资源开发利用中亟待解决的问题。在水资源优化配置研究方面，国内外已提出了大量成 果。从 "# 世纪 $# 年代建立起费用—效益分析方法，到近 "# 多年来发展的多目标决策理 论 %&’!(、 大系统理论和可靠性分析)风险性分析* 等%+(； 此外，还发展和创新了一些数学规划的算 法程序。但是，系统分析应用于多目标、多属性、多层次、多阶段及多不确定性因素的系 统等当属少见。其方法的灵活性与现实客观事物发展的复杂性尚不适应。基本数据资料的 不齐全和不精确，直接影响成果的可靠性和真实效益。系统优化模型与使用部门技术水平 和计算机设备条件不相适应； 分析者与决策者之间的联系薄弱， 信息交流不充分等， 都影响 ,( 。同时， 东江流域水资源优化配置尚未开展。 了系统分析方法取得的效果%$、 本文以大系统 “ 分解协调”理论作为技术支持，运用逐步宽容约束法及递阶分析法， 以 &--. 年为基准年，以东江流域水资源规划远期水平年 "#"# 年为优化配置水平年，建立 该流域水资源优化调配的实用模型和方法，并对东江流域特枯年水资源进行优化配置和供 需平衡分析。
重要性或各用户单位供水量的净效益而设定，计算结果如不满足所要求的供水保证率，可 加以调整； ) 为运行期的总时段数，采用同步资料，以旬为单位时段，一年共 $% 个时段； 共 * 个子系统）的总净供水量； + "# 为时段 # 第 " 子系统的可利用 !"# 为时段 # 第 " 子系统 （ 水量； ! & 为第 " 子系统的供水有效利用系数。 !"! 配水传输模型 东江流域水资源调配传输系统主要由三大水库及其输水河道 （ 干渠）组成。鉴于东江 流域内水库、河系的具体情况及用水户对水资源的要求，采用河库联合调度配水。水库供 水量按照长系列入库流量过程通过调蓄计算确定，水量在河道传播过程中考虑区间径流的 加入和取出；以节点控制水量平衡；水库调蓄过程为水库时段水量平衡过程；主要约束包 括水库调节周期控制、子系统结点水量平衡。 根据水库的入库径流系列逐时段进行水库调蓄计算，得到库群指标，主要包括库群向 各个配水区间的配水过程、弃水量等，反馈给协调级进行协调。 !"# 平衡协调级 按大系统递阶分析的关联预估原理，协调级根据全系统用户的需水要求，预估它们的 供水过程，供、需水模型据此按前述模型进行优化，然后将求得的指标反馈到协调级，后 者根据这些指标和本级的目标修正关联预估值。修正关联预估值时，要调整权重向量及供 水分配系数矩阵。当某类用户的供水保证率普遍达不到规定值时，可加大其权重。对各子 系统间的供水保证率或缺水率不够均衡等情况，可调整后，得到新的预估值，重复以上步 骤，直至上述目标达到优化为止。 !"$ 规划决策级 规划决策级的功能就是从决策者的高度，对各种方案反馈上来的各项指标进行综合评 判，最终选出满意的方案作为水资源调配的运行方案。 决策模型按照优先层次进行求解，可获得一定意义上的优化解，也就是尽可能满足各 用水户各行业水资源需求的配水方案。再把方案所对应的参考目标值提供给决策者参考， 在决策阶段，决策者在比较满意的目标下给出使其目标值作出让步的宽容量，以使不满意 目标得到改善，再把这些信息提供给分析者继续求解。这就是逐步宽容约束法求解多目标 问题的思想。它是以 “ 决策过程导向”进行多目标优化问题研究，不断向决策者提供应用 信息，引导决策分析不断深入以获得一套正确的策略，即全局意义上的优化方案。 !"% 模型参数率定及配水矩阵 ’()(! 参数的率定 优化模型中权重系数 ( 主要根据经济效益、社会效益以及用水户的重要性进行率定， 在优化计算中需要进行适当调整，以达到优化的目的。
$%#
自
然
资
源
学
报
!" 卷
水目标保证、压咸及环境用水量目标保证、工业总产值及重点产业用水目标保证、农业产 量目标保证、河道流量航运目标保证、废污水处理回用量最大目标保证共 # 个。 以上各式中，!"# %!"# %!"# 分别为 # 时段第 " 子系统的城市生活、工业和农业的净供水量；
$ & ’
( $， ( &， ( ’ 分别为城市生活、工业、农业供水量的综合效益权重，可根据各用户的相对
!
特枯水年水资源配置结果及分析
本文东江流域水资源优化配置在满足式 （ ’）至式 （ )）各个目标和约束的同时，还考 虑了各用水户的经济重要程度以及各行业的用水紧迫性和重要性。需要说明的是，决策者 可在优化配置模型中通过修改配水规则矩阵、社会效益系数 ! " 和用水户重要程度系数 #" 来调整各用水户配水量，使得配水决策具有较大的灵活性。 单位用水量效益好的行业、经济水平高 （ 总产值高）的地区优先配水，但各行业、各 地区供水均受需水下限约束，可通过调整配水规则矩阵达到水量的综合优化分配。在子系 统水资源配置过程中，三大水库以满足防洪为第一约束 （ 以各水库防洪限制水位为控制） ； 下游子系统用水户可以调用上游子系统的水量，反之则不然；各用水户先利用区间来水， 不够则使用水库调配；在动用水库供水时，应尽可能考虑未来时段的来水、用水状况，水 库尽可能蓄水补歉；各行业用水中，优先满足生活、环境用水，再满足压咸、工业和农业 用水，最后考虑航运用水。 流域内新丰江、白盆珠及枫树坝三大水库分别为多年、不完全多年及不完全年调节水 库。取三大水库初始库容分别为各自的死库容和正常库容，按照 *)+ 典型年来水过程分别 进行河库联合优化调度计算，结果如下。 （ 起 调 库 容 分 别 为 %!#,)-’,./!、 ’） 新 丰 江 、 枫 树 坝 和 白 盆 珠 水 库 由 死 库 容 起 调 （ . ! . ! "#%,-’, / 、’#*, -’, / ） 由于特枯年来水极少，配水在很大程度上靠三大水库蓄水补偿。在本方案三大水库死 库容起调的情况下，各地区各行业缺水十分严重。% 月上旬至 0 月上旬，石龙—博罗区间 航运、压咸、环境需水最低保证率分别为 ’)+ 、 "!+ 和 "’+ ，枫树坝—河源区间航运需水 最低保证率约 ’*+ ，西枝江区间环境需水最低保证率约 ’’+ ；其余时段，石龙—博罗区间 航运、压咸、环境需水保证率分别可达 .’#%+1’,,+ 、 ’,,+ 和 ’,,+ ，枫树坝—河源区间 航运需水保证率 )!#.+1’,,+ ，西枝江区间环境用水保证率为 00#)+1’,,+ 。 整个配水过程中，各水库大部分时段在死库容附近运行。三大水库在 % 月上旬至 0 月 上旬基本放空或接近死库容；此外，新丰江水库在 ’’ 月下旬至 ’ 月中旬，枫树坝水库在 ’ 月上、中旬，白盆珠水库在 ’ 月中旬至 ! 月下旬等时段基本维持死库容。 由于来水量小，而三大水库均无初始蓄水补偿，在河道内用水及工、农业需水破坏的
*)+ *%+ *"+ 式中， ( "’、 ( "$、 ( "& 分别为各用水子系统中农业、生活、工业的用水权重； ( ."’、 ( ."$、 ( ."& 分别为各用水子系统中农业、生活、工业单位供水量的净效益，这里取 ( ."$, 工业总 产值 - 工业用水量，( ."&,农业总产值 - 农业用水量， ( ."’ 取为生活用水水价； + " 为社会效益 系数， -" 为用水户重要程度系数。在计算中，如结果不满足决策者的要求，可调整 + "、 -"，
收稿日期： &%%"-%Q-&1 ；修订日期： &%%"-"&-%R 。 ， 男， 湖北公安人， 教授（ 博士生导师） ， 博士， 主 要 从 事 水 资 源 与 环 境 研 究 。 OS0<3TU 第一作者简介：陈晓宏（ "Q.(- ）
66A8V9W>AB#6?B#8E
!期
陈晓宏等： 东江流域水资源优化配置研究
( "$,+ "$ -"$ ( ."$ ( "&,+ "& -"$ ( ."& ( "’,+ "’ -"’ ( ."’
!期
陈晓宏等： 东江流域水资源优化配置研究
!0*
"#$#"
再次进行优化计算，直到满意为止。 配水规则矩阵 配水规则矩阵设置的目的是在缺水情况下，按照各目标的优先顺序配置目标的用水满 足权重；同时，在某一轮配水结束时，根据该轮各目标实际配水对需水的满足程度，评判 该轮配水方案的破坏等级，并确定是否需要修改权重、重新配水。 在供水这一优先层中采用不同的配水规则矩阵，对流域的航运、压咸、环境用水都会 产生不同的影响。这里，配水规则矩阵按供水破坏程度分为 % 个等级，矩阵的行向量代表 各部门在不同破坏等级时的配水系数 & 表 ’(。
"
优化配置模型
!"# 总目标模型
根据东江水资源系统的具体情况，采用大系统 “ 分解协调”理论作为技术支持，进行 递阶分析/提出图 " 所示的递阶模型。 首先，将整个水资源系统分解为需水子 系统和供水子系统，并作为递阶模型的第一 级 。 供 水 子 系 统 的 输 出 之 一 —供 —— 水 量 即 为 需水子系统的输入，而需水子系统向供水子 系统提出需水要求，后者据此考虑向需水子 图 " 东江流域水资源系统优化调配递阶模型 系统供水。第二级平衡协调级依关联预估法 原理先预估供水变量 ! "。供、需水子系统分别 6789" :7;<1<=>7=1? 151?@A7A 0BC;? DB< BEF701? 1??B=1F7B5 BD G1F;< <;ABH<=;A 75 IB58J7158 K7L;< M1A75 运行得到的有关信息反馈给协调级，后者再 按要求的目标修改配水系数和用户供水权重 等加以调整，如此反复迭代，直至协调级的目标被优化为止。因此，预估关联变量是本模 型的协调变量。第三级是规划决策级，得到最终优化配水方案。 模型按东江流域地表水水系结合供水系统及行政区划等因素将全系统划分为 &$ 个子 系统。当子系统范围与自然子流域不吻合时，子流域上区间径流按行政区面积比重分配， 建立如下线性规划模型。 —供水净效益最大： 012 总目标——