试论区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用

合集下载

基于多目标规划方法的水资源优化调度

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


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

水资源优化配置的应用与发展

水资源优化配置的应用与发展

水资源优化配置的应用与发展随着人类社会的不断发展,水资源已经成为了现代社会中不可或缺的生存元素之一。

在全球范围内,水资源的供应不平衡,污染和浪费问题不断浮现,已经严重影响着人类的生产和生活。

因此,进行水资源优化配置,成为了当前解决水资源短缺问题的有效途径之一。

一、水资源优化配置的原则和意义水资源优化配置是指利用先进的技术手段和合理的管理方式,实现水资源的优化配置和科学调配,以达到保护水资源、满足人民生产和生活需求的总体目标。

在实践中,水资源优化配置应遵循以下原则:1.全面考虑自然、经济和社会因素。

科学考虑自然、社会和经济等多个层面的因素,确保水资源的可持续利用和合理配置;2.确立“节约优先,综合利用”的原则。

在保障节约用水的基础上,推行“多元回用、节能利用”等综合利用方式,以提高水资源利用效益;3.实行“区域适度、差异化配置”的原则。

以区域性特征为依据,遵循“由近及远、由易至难、由轻到重”的配置顺序,调剂优质水源,逐步解决水资源不平衡问题;4.强化水资源管理和监测。

加强水资源监测,对水的质量、数量和分配进行科学监管,确保水资源有效守护和安全利用。

水资源优化配置具有重要意义,具体表现在如下几个方面:1.保障人类生产和生活的基本需要。

水资源是人类生产生活的基本元素,水资源优化配置的展开,可充分保障人们对水的需求,提升人民生产和生活条件;2.有效缓解水资源短缺压力。

水资源配置不合理,可能会导致水资源短缺的问题,因此进行水资源优化配置,才能缓解水资源短缺的现象;3.节约水资源,提高水资源利用效益。

通过水资源的科学调配、合理分配、合理利用等方式,最大限度地保障了水资源的效益和利用效率,优化了水资源的分配;4.促进生态环境的康复和发展。

水资源优化配置,可以减少水文循环的变化,维护生态环境的平衡,提高环境资源的效益,保护环境资源的利用。

二、现代水资源优化配置技术的应用随着现代科技的不断发展,水资源优化配置技术得到了不断的创新和完善,现代水资源优化配置技术主要包括三个方面:1.水资源调节技术。

水资源优化配置的原则及发展思路2400字

水资源优化配置的原则及发展思路2400字

水资源优化配置的原则及发展思路2400字水资源优化配置作为水资源规划和管理工作中非常重要的工作内容,确保能够更好的满足全社会可持续发展的需要,下面是搜集的一篇相关论文范文,欢迎阅读借鉴。

1水资源合理配置需要遵循的原则1.1坚持公平性的原则在对水资源进行优化配置时,需要对区域内的水资源状况进行充分的调查分析,从公平的角度出发,确保城乡居民都能够享受到应有的水源环境。

因为水资源的分配会涉及到一些权益问题,所以为了确保各自的权益最大化,就需要遵循公平性原则,由此才能够为水资源的优化配置创造有利的条件。

1.2坚持全局性的原则对于水资源的优化配置是一个全局性的工程,需要做好全局性的统筹规划,平衡区域内的水资源总量。

从全局的角度出发,就需要对水资源的分布进行详细的调查,然后进行合理的调度。

在优化配置的过程中,对于水资源相对比较匮乏的地区,就需要加强水资源的调度,保证区域经济的正常运行。

对于水资源相对比较丰富的区域,要加大对水资源的保护力度,减少浪费,提高利用效率。

只有从全局性的角度出发,才能够对区域内的水资源进行合理的优化配置,从而确保区域经济更好的发展。

1.3坚持整体性的原则在时代快速发展的现代社会,对水资源的管理方式应该实现现代化的手段,充分的利用先进的计算机网络技术进行整体管理。

针对不同的管理环节应该使用不同的管理手段,但是从总的方面来讲,还应该遵循整体性的原则。

充分的调动社会各方面的力量积极的参与到保护水资源的行动中来,在政府的号召下,共同参与水资源的保护以及优化配置。

整体性原则还体现在水资源与地方经济发展的协调性方面,应该对水环境的承载力进行合理的调查评估,从而与水资源的配置达到一种平衡的状态,促进全局的经济发展。

1.4坚持综合性的原则水资源是社会发展过程中一个大环境中的重要因素,水资源的配置状态会对其他因素造成不同程度的影响,所以在对水资源进行优化配置时,应该从多个方面去考虑。

经济、社会、资源以及环境等都是水资源配置时应该考虑的因素,需要借助于市场经济的作用,对水资源进行合理的分配。

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
《 资 源研 究》 2 水 第 9卷 第 3期 ( 第 18期 )0 8年 9月 总 0 20
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

调水工程多目标优化调度及方案决策研究

调水工程多目标优化调度及方案决策研究

多目标优化问题建模
建立数学模型
根据调水工程系统的特点和目标函数,建立 相应的数学模型,包括输水系统、水库调度 、水力发电等子系统模型。
约束条件考虑
考虑系统运行的约束条件,如水量平衡、水位限制 、电力负荷等,保证系统的稳定和安全。
多目标优化目标
根据实际需求,确定多目标优化的目标函数 ,如总输水量最大、总发电量最大、运行成 本最低等。
不足之处
现有的研究多关注于单一目标的优化调度,如最大供水量、最小弃水量等, 而忽略了多目标之间的协调和平衡。同时,现有的研究多侧重于理论分析, 缺乏实际应用和方案决策方面的研究。
研究内容与方法
研究内容
本研究旨在建立调水工程多目标优化调度模型,综合考虑 多种因素,如社会效益、经济效益和生态效益等,实现水 资源的可持续利用和工程的可持续发展。具体研究内容包 括
针对不同的调度方案,进行综合评价和分析,提出最优的 调度方案,为决策者提供科学依据。
研究方法
本研究采用理论分析和实际应用相结合的方法,首先进行 文献综述和分析,了解国内外研究现状和进展;然后建立 适合调水工程的多目标优化调度模型,并进行算法研究和 系统开发
02
调水工程调度模型构建
调水工程调度特点与原则
应用效果评估
通过实际运行数据,评估调水工程多目标优化调度的应用效果, 包括输水效率、供水量、水质等方面的指标。
环境影响评估
分析调水工程对周边环境的影响,包括生态保护、土地利用、移 民安置等方面的影响。
06
结论与展望
研究结论与创新点
1 2 3
建立了多目标优化调度模型
该模型综合考虑了调水工程的多个目标,如供 水保证、成本最低、环境影响最小等,并采用 了先进的优化算法进行求解。

水资源管理中的优化调度问题研究

水资源管理中的优化调度问题研究

水资源管理中的优化调度问题研究水资源是人类赖以生存的重要资源之一,而水资源的管理和利用则是一个重要的课题。

随着水资源的不断减少和人口的不断增加,如何合理地配置和调度水资源,是当前急需解决的问题。

本文将会从几个方面介绍水资源管理中的优化调度问题。

1. 水资源管理概述水资源管理是指利用现代管理方法,对水资源进行优化配置和调度。

其目的是通过科学的管理和合理利用,保证水资源的有效利用和保护,促进生态经济的持续发展。

水资源管理包括水资源政策、水资源规划、水资源监测、水资源评价、水资源调度、水资源保护等多个方面。

2. 水资源调度中的优化问题2.1 水资源调度的目标水资源调度的目标是保障人民生产和生活的用水需求,同时满足生态环境的需求。

因此,水资源调度的目标应包括供水安全、水资源平衡、节约用水和生态环境保护等方面。

2.2 水资源调度的过程水资源调度是指在不同水位、水消耗和时机等限制条件下,通过对供需关系的调整,使供需达到动态平衡,实现供水效益最大化和社会效益最优化。

水资源调度的过程可以分为需水量预测、可用水量计算、供需平衡计算、方案制定和实施等几个环节。

2.3 水资源调度的优化水资源调度的优化是指通过系统性分析,对调度方案做出进一步的完善,提高供需平衡的效果,实现供水效益和社会效益的最大化。

水资源调度的优化考虑因素很多,包括供需关系优化、调度方案的稳定、产出效率和环境效益等多个方面。

通过建立模型和算法,可以实现水资源调度的优化。

3. 水资源调度中的主要问题3.1 水资源供需不平衡由于水资源供需关系的差异性和复杂性,水资源供需关系平衡问题一直是水资源调度中的一个难点。

尤其是在干旱多发地区和人口较多的地区,水资源短缺和供需不平衡问题更加突出。

3.2 水资源调度方案的局限性水资源调度方案的局限性主要体现在方案的单一性和缺乏灵活性。

目前的大部分水资源调度方案仍以阀门控制为主,很难实现多种不同供需模式的平衡。

此外,目前的水资源调度方案仍缺乏足够的智能化和自适应性,很难适应快速变化的水资源供需情况。

水利工程中的水资源调配与优化利用

水利工程中的水资源调配与优化利用

水利工程中的水资源调配与优化利用水是人类生存和发展的重要基础资源之一,在许多领域都有着广泛的应用。

水利工程作为保障水资源供应和合理利用的重要手段,在水资源调配和优化利用中起着举足轻重的作用。

本文将就水利工程中的水资源调配和优化利用展开论述,探讨其在实际应用中的意义和方法。

一、水资源调配的意义及方法水资源调配是指按照一定的规划和控制措施,将水资源从供给充裕的地区调配到供需矛盾较为突出的地区,以实现水资源的合理分配和利用。

水资源调配的意义在于解决水资源供需矛盾、平衡地区经济社会发展,推动区域协调发展的目标。

在水利工程中,根据不同地区的水资源情况和需求特点,可以采用多种方法进行水资源调配,如水库调节、引水调水和水资源入市等。

1. 水库调节水库调节是指通过水库的蓄水和放水调节水资源的供给和需求。

水库的蓄水功能可以利用雨水充分利用,形成丰水期的蓄水储备,以备干旱季节的用水需求。

而水库的放水功能可以通过泄洪、调河、供水等方式,将多余的水资源用于补给下游缺水的地区。

水库调节不仅可以平衡水资源的供需矛盾,还可以发挥防洪、发电、灌溉等综合效益。

2. 引水调水引水调水是指通过建设输水渠道,将相对充沛的水资源从供给充足的地区引向供需矛盾较为突出的地区。

这种方式可以跨越不同地区之间的水资源差异,有效解决供水难题。

引水调水可以利用多种输水方式,如明渠引水、隧洞引水和隧洞泵站引水等技术手段,以提高水资源的利用效率和供水能力。

3. 水资源入市水资源入市是指将水资源的使用权利通过市场手段进行交易,以实现供求双方的利益平衡和资源优化配置。

此方式通过设立水资源市场,使水资源的购买者和出售者可以通过市场交易进行水资源调配,提高了水资源利用的灵活性和效益。

水资源入市可以适应市场经济的需求,促进水资源的合理配置和流动,使得需求大的地区可以从供给充裕的地区获取更多的水资源。

二、水资源优化利用的意义及方法水资源优化利用是指通过科学的管理和技术手段,最大限度地提高水资源的利用效率和综合效益。

水利水电工程中的水资源优化配置和调度

水利水电工程中的水资源优化配置和调度

水利水电工程中的水资源优化配置和调度下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!水资源是人类生存和发展的重要基础,而在水利水电工程领域,水资源的优化配置和调度更是至关重要的一环。

论水资源地区性优化调配

论水资源地区性优化调配

论水资源地区性优化调配摘要:水资源优化调配,就是针对水资源地区性调配系统,利用优化技术方法,依据一定的目标,在水资源系统的综合约束下,使水资源地区性调配达到最优的过程。

由于受到多方面因素的影响,我国部分地区的水资源地区性调配存在很多问题,致使水资源的调配质量严重下降。

因此,我们应努力解决传统水资源地区性调配方案中存在的问题,实现对水资源的地区性优化调配。

关键词:水资源地区性优化调配Abstract: water resources optimization allocation, is about water regional procurement systems, using the optimized technology method, according to a certain goal, in water resources system comprehensive constraints, the regional water resources allocation to achieve optimal process. Due to the influence of various factors, some areas of our country regional water resources allocation has a lot of problems, the water quality of the deployment of serious decline. Therefore, we should work hard to solve traditional regional water resources allocation, the problems in the regional water resources to achieve optimization allocation.Key words: regional water resources optimization allocation引言随着整个社会对水资源需求量的不断增加,水资源的供需矛盾日益激化,已成为制约我国国民经济发展的重要因素。

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

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

, 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
⟡ 1 . C o l l e g eo f Wa t e r C o n s e r v a n c ya n dH y d r o p o w e r ≹H e b e i U n i v e r s i t yo f E n g i n e e r i n gH e b e i ≹H a n d a n0 5 6 0 3 8 ≹C h i n a 2 .S t a t eK e yL a b o r a t o r yo f S i m u l a t i o na n dR e g u l a t i o no f Wa t e r C y c l ei nR i v e r B a s i n ≹C h i n a I n s t i t u t eo f Wa t e r R e s o u r c e s a n dH y d r o p o w e r R e s e a r c h ≹B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ≹C h i n a A b s t r a c tI nt h ep a s t ≹t h e r e h a df e ws t u d i e s o no p t i m a l a l l o c a t i o no f m u l t i p l e w a t e r r e s o u r c e s i nH a n d a nC i t y . T h i s p a p e r e s t a b l i s h e da n i n t e r v a l m u l t i - o b j e c t i v ep r o g r a m m i n g m o d e l u n d e r u n c e r t a i nc o n d i t i o n s ≹ w h i c hw a s b a s e do nt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f m u l t i - s o u r c e ≹ m u l t i - p u r p o s ea n dm u l t i - u s e r i nt h e m a i nu r b a na r e a o f H a n d a nc i t y . T h e p a r a m e t e r s o r v a r i a b l e s t h a t w e r e d i f f i c u l t t o d e t e r m i n e b y m o d e l w o u l db ei nt h e f o r mo f i n t e r v a l ≹w h i c hc o u l da c h i e v e u n c e r t a i n t y e f f e c t i v e c h a r a c t e r i z a t i o no f t h e s y s t e m .T h e a p p l i c a t i o no f f u z z y t h e o r yw a s i n t r o d u c e di n t o m e m b e r s h i pf u n c t i o na n di t w a s b a s e do nt h e t w o - s t e pi n t e r a c t i v e a l g o r i t h mw o u l db e t r a n s f e r r e dt o t h e t w o d e t e r m i n i s t i cs i n g l e o b j e c t i v e m o d e l i nt h e s o l v i n g p r o c e s s . T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t w a t e r s u p p l y i n 2 0 2 0w o u l db e6 3 1 7 5 . 2 5 ≹ 7 6 3 3 0 . 0 6

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

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。

水资源优化配置中多目标模型的建立和求解

水资源优化配置中多目标模型的建立和求解

多目标优化 系统方案的选择取决于多个目标的满足程度
1 模型的建立与求解 1.1 决策变量
根据区域的地形地貌、水利条件、行政区划, 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 若干分区。 区域划分为若干分区。
根据各水源 在区内的配 水特性
公共水源
独立水源
能同时向两个或两个以上的分 区供水的水源
指只能给水源所在的分区供水 的水源
1 模型的建立与求解 1.1 决策变量
本研究假设区域划分为K个分区, =1, 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。 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)( 分别有J(K)个用水部门j=1,2, ⋯,J(K)(本文各区均 J(K)个用水部门 定为4 分别为工业、生活、农业、生态)。 定为4个,分别为工业、生活、农业、生态)。 本研究把各分区独立水源概化成一个水库水源, 本研究把各分区独立水源概化成一个水库水源,供给本 分区用户,同时,假设整个区域内有M个公用水源,c=1, 分区用户,同时,假设整个区域内有M个公用水源,c=1, 其水量和其它独立水源的水量一样, 2,⋯,M,其水量和其它独立水源的水量一样,需要各用 户间进行分配。 户间进行分配。
1 模型的建立与求解 1.1 决策变量
1 模型的建立与求解 1.2 约束条件
1 模型的建立与求解 1.2 约束条件
1 模型的建立与求解 1.2 约束条件
1 模型的建立与求解 1.3 模型求解
目前求解多目标优化问题有很多种求解方 法,在这里仅简单介绍遗传算法
遗传算法能对整个搜索空间的大量可行解同时并行搜 索,这样就克服了传统方法可能陷入收敛于局部的最 优的困境。 优的困境。由于遗传算法对整个群体所进行的进化运 算,所以利用这一特性求解多目标优化问题的有效解 集是一个有效手段

水资源管理决策支持系统中的多目标优化算法

水资源管理决策支持系统中的多目标优化算法

水资源管理决策支持系统中的多目标优化算法一、引言水资源管理作为一项复杂而关键的任务,需要进行科学和有效的决策。

为了帮助决策者制定可行的水资源管理方案,多目标优化算法在水资源管理决策支持系统中发挥了重要的作用。

本文将对水资源管理决策支持系统中的多目标优化算法进行探讨。

二、水资源管理决策支持系统概述水资源管理决策支持系统是一种利用信息技术和数学方法对水资源进行综合评价和决策的工具。

该系统通过建立数学模型,对水资源的供需情况、水质状况、环境影响等进行分析和评估,从而提供决策者制定合理的水资源管理方案的依据。

三、多目标优化算法在水资源管理决策支持系统中的应用1. 目标函数的建立水资源管理涉及到多个相互制约的目标,如水资源的供需平衡、水质保护、生态环境保护等。

多目标优化算法可以帮助决策者将这些目标定量化,并建立合适的目标函数,以便在决策过程中进行综合考虑。

2. 约束条件的处理水资源管理决策涉及到一系列的约束条件,如供水保证率、水质标准等。

多目标优化算法可以通过建立约束条件的数学模型,将约束条件与目标函数统一进行处理,从而寻找到符合约束条件的最优解。

3. 多目标优化算法的选择针对水资源管理决策支持系统中的多目标优化问题,可以选择合适的多目标优化算法,如遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。

这些算法可以在搜索过程中兼顾多个目标,寻找到一系列可能的最优解,并帮助决策者进行决策比较和选择。

四、水资源管理决策支持系统中多目标优化算法的案例研究以某地区水资源管理决策支持系统为例,介绍多目标优化算法在水资源管理中的应用。

通过对该地区水资源供需模型的建立和多目标优化算法的运用,系统可以根据不同的水资源供需情况和管理目标,得出一系列最优的供水方案,帮助决策者进行决策和管理。

五、多目标优化算法在水资源管理决策支持系统中的优势和挑战多目标优化算法在水资源管理决策支持系统中具有以下优势:1)能够综合多个目标进行优化,避免了单目标优化的局限性;2)可以根据不同的管理需求进行灵活配置,提供多种方案供决策者选择;3)能够处理不确定性和复杂性等现实问题。

水资源配置与调度的规划与优化研究

水资源配置与调度的规划与优化研究

水资源配置与调度的规划与优化研究1. 水资源的重要性及面临的挑战水资源是人类生存和发展的基础,对于农业、工业、生活等各个领域都具有重要意义。

然而,随着人口增长、经济发展和气候变化等因素的影响,水资源面临着日益严峻的挑战。

因此,对水资源进行合理配置与调度的规划与优化研究变得尤为重要。

2. 水资源配置与调度规划研究现状目前,国内外学者已经开展了大量关于水资源配置与调度规划方面的研究工作。

其中涉及到了多个学科领域,如水文学、地理学、经济学等。

通过对现有文献进行综述分析可以发现,在水资源配置与调度规划方面存在一些共性问题,如多目标决策问题、不确定性问题和多方利益协调问题。

3. 多目标决策问题在实际应用中,水资源配置与调度涉及到多个决策目标,如经济效益最大化、生态环境保护和社会效益最优化等。

这些目标之间存在着相互制约和相互影响的关系,因此需要采用多目标优化方法来进行决策。

多目标决策方法包括传统的加权线性叠加法、模糊综合评价法和基于进化算法的优化方法等。

4. 不确定性问题水资源配置与调度受到多种不确定性因素的影响,如气候变化、水资源供需不确定性和水质变化等。

这些不确定性因素会导致决策结果的不确定性,从而增加了决策的风险。

因此,需要在水资源配置与调度规划中考虑不确定性因素,并采用相应的风险评估和管理方法。

5. 多方利益协调问题水资源配置与调度涉及到多个利益相关方,如相关部门、农民、工业企业和生态环境等。

这些利益相关方之间存在着矛盾和协调问题,如相关部门追求经济效益而忽视生态环境保护,工业企业追求自身利益而忽视其他方面等。

因此,在水资源配置与调度规划中需要考虑多方利益协调问题,并采用合适的博弈论模型或合作博弈方法来解决。

6. 水资源配置与调度规划的优化方法针对上述问题,研究者提出了多种水资源配置与调度规划的优化方法。

其中包括基于数学规划的方法、基于模拟优化的方法和基于智能算法的方法等。

这些方法各有优劣,可以根据具体问题和实际应用情况选择合适的方法。

区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用

区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用

区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用发表时间:2018-09-18T19:30:15.027Z 来源:《基层建设》2018年第25期作者:马健明[导读] 摘要:众所周知,水力资源是我国经济发展以及人民群众日常生活不可或缺的。

佛山市南海区桂城街道水利排灌养护站 528251摘要:众所周知,水力资源是我国经济发展以及人民群众日常生活不可或缺的。

中国国土面积辽阔,人口众多,相关资源的分布严重不合理,很多地区由于地理环境等客观原因,相对紧张,严重影响了地方的经济发展以及人民的日常生活,另一部分地区则是河流湖泊充沛,为此国家相关部门采取了各种措施来解决相关问题,缓解资源紧张的状况,南水北调工程就是一个比较经典的例子。

目前,在相关资源的调度上主要采用模糊规划以及随机规划的方式进行,这种方式会在实际操作的过程中产生诸多的误差,更加科学有效的手段急需推广使用。

关键词:多目标规划;优化调度;应用水利部门工作的重点内容是对资源进行合理的分配,这也直接影响到国家经济发展和居民的日常生活正常进行,对整个社会具有非常重大的意义。

由于地理环境等客观因素的存在,分配明显不够平均,这也严重阻碍了部分缺水地区的经济社会发展。

相关部门之前采取的区域调配方式取得的效果不够理想,主要的原因在于相关规划与实际情况不符,应用效果比较差,因此区域间多目标进行规划的方式被广泛采用,并且取得了比较好的效果。

一、水利部门资源调度的现状以及存在的主要问题(一)水利部门进行资源调度的现状水利部门进行资源调度的成果直接影响到国民的生活以及经济的持续发展,这需要相关人员明确区域分布以及规划现状,及时发现问题,寻找最合理的解决方案。

我国面积辽阔,资源的总量充足,但地区的分布不够平均,北方地区尤其是西藏等高原地区的资源情况相对紧张,这也在很大程度上影响了当地人民群众的正常生活。

与此相反,我国南方地区的淡水资源非常丰富,海滩的面积也比较大。

这些客观的情况容易引发南北方地区的贫富差距增加。

水资源分配决策中的多目标规划优化方法研究

水资源分配决策中的多目标规划优化方法研究

水资源分配决策中的多目标规划优化方法研究水资源是我国重要的战略资源,对于保障国家经济社会发展和人民生产生活具有重大的意义。

然而,随着人口和社会经济的发展,水资源供需矛盾日益突出,如何合理分配和利用水资源成为了一项关键的课题。

而多目标规划优化方法则成为了解决水资源分配决策中的复杂问题的有效方法。

一、多目标规划优化方法的基本概念多目标规划优化是指在分析问题时同时考虑多个目标,通过建立一个多目标函数,确定最优决策方案的过程。

其目的是在满足多个目标的同时,最大限度地提高物质、能源和经济利益,实现社会、环境和生态的可持续发展。

多目标规划优化方法的基本特点有以下几点:1. 不同目标之间相互矛盾,难以取舍。

例如,在水资源分配中,保障供水量和维护生态环境是两个重要的目标,但两者之间存在一定的冲突,需要在权衡利益的基础上作出决策。

2. 多个目标之间存在不确定性。

由于水资源分配受到自然环境和社会经济因素的影响,因此其分配结果具有不确定性和风险性。

要通过多目标规划方法综合考虑风险,制定出最优的决策方案。

3. 多目标规划方法具有灵活性,可以采用不同的优化模型和算法。

例如,可以采用线性规划、非线性规划、动态规划、遗传算法等方法进行优化,选择最合适的方法可以提高水资源分配决策的准确性和优化度。

二、水资源分配决策中多目标规划优化方法的应用水资源分配决策中,多目标规划方法可以用于制定和优化水资源分配方案,提高水资源利用效率,保障经济和社会发展。

在具体实践中,多目标规划方法可以分为以下两个方面进行应用:1. 建立多目标规划模型并确定目标权重。

通过考虑供水量、用水效率、生态环境维护和水安全等多个指标,建立多目标规划模型,采用不同的算法确定目标权重和决策方案。

例如,在蓝色水治理中,可以将供水量指标的权重调低,将环境维护指标的权重调高,以保障生态环境和水质安全。

2. 优化水资源分配方案。

在确定了多目标规划模型和目标权重之后,可以采用遗传算法、动态规划等优化方法进行求解,寻找一个最优的决策方案。

调水工程调度运用方案

调水工程调度运用方案

调水工程调度运用方案一、调水工程调度的概念和意义调水工程调度是指根据灌区、城市供水、生态环境等需要,在不同的时间和空间范围内进行水资源的合理分配和调节,以满足各种需求。

调度的主要目的是平衡水资源供需关系,增加水资源的利用效率,提高水资源的供给能力,保障灌溉用水、城市供水和生态环境的需要,同时也要考虑调度对水生态环境、水资源结构和生态平衡的影响。

调水工程调度的意义主要体现在以下几个方面:1.提高水资源利用效率。

通过调度,可以使水资源得到有效的调配和合理的利用,减少浪费,提高利用效率,实现经济效益和生态效益的统一。

2.保障灌溉和城市供水。

通过调度,可以根据灌溉和城市供水的需要,合理安排水资源供给,保证水资源供给的稳定性和安全性。

3.改善水资源结构。

通过调度,可以实现水资源的合理分配,调整水资源结构,保护和改善水资源环境,促进水资源可持续利用。

4.维护水生态环境。

通过调度,可以根据生态环境的需要进行水资源的调配和调整,保护和改善水生态环境,实现水资源的生态功能。

二、调水工程调度的技术挑战和解决方案调水工程调度在实际运用中面临着不少技术挑战,主要包括水资源监测、数字模拟、实时调度等方面的技术难题。

解决这些技术挑战,需要依靠先进的技术手段和科学管理方法,以实现水资源的合理分配和调节。

1.水资源监测技术。

由于水资源的分布和供应量具有时空变化性,因此需要建立完善的水资源监测系统,包括水位监测、流量监测、水文预报等技术手段,以实现对水资源的实时监测和动态分析。

2.数字模拟技术。

在实际调度中,需要借助数字模拟方法进行调度方案的优化和评估,以及实时调度的预报和决策支持,以提高调度的科学性和精准度。

3.实时调度技术。

在调度中需要根据实时水情、需水情况和调度目标,灵活调整调度方案,因此需要建立实时调度系统,包括预测分析、参数调整和操作决策等技术手段,以实现实时调度的智能化和优化。

针对以上技术挑战,可以采取一系列解决方案,包括建立完善的水资源监测系统、开展数字水文模拟和实时调度技术研究、建立调度决策支持系统等,以提高调水工程调度的科学性和精准度。

流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用

流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用

第32卷第3期2021年5月㊀㊀水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol.32ꎬNo.3May2021DOI:10 14042/j cnki 32 1309 2021 03 006流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用董增川ꎬ倪效宽ꎬ陈牧风ꎬ姚弘祎(河海大学水文水资源学院ꎬ江苏南京㊀210098)摘要:传统多目标决策方法难以刻画流域水资源系统调度周期内多目标互馈关系及需求动态变化ꎬ可能导致关键时期特定目标保障不足ꎮ为弥补该缺陷ꎬ提出多目标时变偏好决策方法ꎮ以金沙江下游为例ꎬ分析发电与生态目标需求的时空变异性ꎬ构建并求解两目标随时程变化的Pareto前沿簇ꎬ量化各时期目标间竞争强度ꎬ基于灵敏比的非支配关系ꎬ定量识别各调度时期决策人的目标偏好ꎬ形成偏向度决策支持集ꎬ建立多目标时变决策模型ꎮ结果表明:考虑时变偏好的决策方法ꎬ其动态累积Pareto前沿可以支配传统静态Pareto前沿ꎻ相较于传统方法ꎬ研究区全年增发电量0.7亿kW hꎬ全年和关键生态期生态效益分别提升8.06%和2.83%ꎬ可以在保持发电效益的同时显著优化生态效益ꎬ并提高关键时期生态需求的保障程度ꎮ关键词:多目标决策ꎻ时变ꎻPareto前沿簇ꎻ动态偏好ꎻ水资源调度ꎻ金沙江下游中图分类号:TV213㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001 ̄6791(2021)03 ̄0376 ̄11收稿日期:2020 ̄08 ̄24ꎻ网络出版日期:2021 ̄03 ̄16网络出版地址:https:ʊkns.cnki.net/kcms/detail/32.1309.P.20210316.1633.002.html基金项目:国家重点研发计划资助项目(2016YFC0402209)ꎻ中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(B200203055)作者简介:董增川(1963 )ꎬ男ꎬ山西芮城人ꎬ教授ꎬ博士ꎬ主要从事水文学及水资源方面研究ꎮE ̄mail:zcdong@hhu.edu.cn当前ꎬ中国水利工作的重点正处于由建设到运行管理的关键转型期ꎬ对水库调度提出了新的要求ꎬ水库群联合运行的研究日益受到重视[1]ꎮ大型水利枢纽普遍承担防洪㊁发电㊁供水㊁生态㊁航运等综合利用功能ꎬ多目标水库群联合调度对于实现流域生态保护和高质量发展具有重要意义ꎮ现有水库群多目标优化及决策的研究多侧重于分析目标间的竞争性及可协调性ꎬ确定协调目标矛盾的折衷方案[2 ̄3]ꎮ吕巍等[4]考虑发电㊁航运及不同的生态流量需求ꎬ构建并求解了乌江梯级水库群优化调度模型ꎻSi等[5]从水 ̄能 ̄粮纽带关系视角出发对黄河上游22座水库进行优化ꎬ实现了缺水率的降低与发电量的增加ꎻ徐斌等[6]以金沙江下游梯级与三峡 葛洲坝水库群为研究对象ꎬ考虑防洪㊁发电和供水目标ꎬ通过设置不同来水㊁汛期水位约束阈值及供水缩放系数构建不同的优化情景ꎬ揭示不同情境下各目标的置换关系及其机制ꎻ何中政等[7]量化了溪洛渡 向家坝 三峡梯级水库群多目标调度中ꎬ供水㊁发电㊁环境目标三者的两两互馈关系ꎻ周研来等[8]针对溪洛渡 向家坝 三峡梯级水库群联合蓄水过程中防洪㊁蓄水目标间矛盾性问题ꎬ以不降低原防洪标准为前提ꎬ推求协调防洪㊁兴利矛盾的协同蓄水优化调度方案ꎻWang等[9]探讨了三峡水库发电㊁生态与水位变幅目标之间的主观权衡关系ꎮ总结现有研究成果ꎬ大多认为目标间的竞争关系在整个调度期内是固定统一的ꎬ由一个Pareto前沿静态表征ꎮ然而事实上ꎬ在不同时期不同河段ꎬ由于防洪㊁兴利和生态保护的需求不同ꎬ水资源调度目标间会呈现不同的竞争关系和竞争强度ꎬ例如Meng等[10]曾指出随着来水增加ꎬ发电与供水目标之间的竞争减弱ꎬ但并未基于此改进调度决策方法ꎮ传统的静态Pareto前沿难以表征目标侧重和竞争关系的变化ꎬ因此ꎬ亟需研究考虑多目标间关系及决策偏好时空变异性的水资源调度决策方法ꎮ本文针对传统多目标决策技术可能致使关键时期特定目标保障不足的缺陷ꎬ通过量化不同时期Pareto前沿簇揭示多目标随时程变化的竞争关系及决策人偏好ꎬ构建考虑偏好时变的多目标决策模型ꎬ以提高关键时期特定目标的保证程度ꎮ㊀第3期董增川ꎬ等:流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用377㊀1㊀流域水资源多目标调度时空变异性梯级水库群多目标联合调度是一个多属性㊁多阶段的非线性复杂决策问题ꎬ需要统筹考虑流域水资源调度的多目标要求ꎬ以达到综合效益的最大化ꎮ决策中各个河段水力水文要素的差异㊁不同时期调度需求的不同侧重㊁以及决策者关于目标的不同时空偏好都会影响最终调度方案的可行性与最优性ꎮ1.1㊀研究区概况金沙江下游河段(金沙江攀枝花至宜宾)分布有乌东德㊁白鹤滩㊁溪洛渡和向家坝4座首尾相连的已建或在建水库ꎬ承担着防洪㊁发电㊁生态㊁供水㊁航运等诸多功能ꎻ从乌东德库尾至向家坝坝址距离741kmꎬ约占金沙江干流的1/3ꎮ1.2㊀调度目标空间变异性金沙江下游梯级各水库承担着不同的开发任务ꎬ以发电为主ꎬ兼顾防洪㊁生态保护和改善河道航运条件之外ꎬ溪洛渡兼顾拦沙ꎬ向家坝兼顾灌溉㊁拦沙和对溪洛渡的反调节等任务ꎮ生态保护方面ꎬ综合«长江流域综合规划(2012 2030年)»[11]㊁长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区调整方案[12 ̄13]和«全国重要江河湖泊水功能区划(2011 2030年)»等[14]ꎬ乌东德至白鹤滩段为滇川缓冲区㊁溪洛渡至向家坝段为圆口铜鱼自然保护区㊁向家坝下游为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的核心区ꎬ如图1所示ꎮ根据相关规划要求ꎬ不同河段生态保护重要性略有区别ꎬ多目标调度的侧重相应各有不同ꎮ溪洛渡与向家坝之间的屏山站ꎬ为重要生态控制断面ꎬ其流量反映河段基本生态流量的满足程度ꎮ图1㊀金沙江下游水库群及生态保护区Fig.1ReservoirgroupandecologicalprotectionareainthelowerreachofJinshajiangRiver1.3㊀调度目标时间变异性根据长江上中游水库群联合调度方案[15]ꎬ金沙江下游各库运行方式为:6月上旬起控制各库水位逐渐消落ꎬ保证6月底消落至汛限水位ꎻ7月1日至9月10日实施汛期防洪调度ꎬ保证枢纽自身安全并留足川渝河段所需防洪库容的前提下ꎬ联合分级控泄ꎬ配合三峡承担长江中下游防洪任务ꎻ汛期结束后至9月底ꎬ各378㊀水科学进展第32卷㊀水库逐步蓄至正常高水位ꎻ其余时期ꎬ各水库考虑发电效益㊁河道内外生态需求㊁供水需求和航运需求等进行常规调度ꎮ在不同的调度时期ꎬ调度需求的侧重有所不同:汛期防洪为首要目标ꎻ汛末调度中以蓄满率为主要指标ꎮ每年4 6月是金沙江下游珍稀特有鱼类和 四大家鱼 的主要繁殖季节[16]ꎬ生态调度试验[17 ̄18]显示ꎬ5月上中旬和下旬ꎬ向家坝水库分别制造2次日涨幅约400m3/s的人造洪峰ꎬ对促进 四大家鱼 产卵有较为显著的作用ꎮ1.4㊀调度时期划分依据现行调度方案ꎬ结合金沙江下游生态保护以及梯级水库发电的需求ꎬ本研究将流域调度时期划分为首要保障防洪安全的汛期(7月1日 9月10日)㊁着重考察期末蓄满率的蓄水期(9月11 30日)㊁统筹各兴利目标优化的枯水期(10月1日 次年3月31日)和关注鱼类产卵生境的关键生态期(4月1日 6月30日)ꎬ以研究保障多目标时变需求的决策方法ꎬ为精细化调度提供支撑ꎮ2㊀基于动态偏好的时变多目标决策方法由于不同调度时期水库承担的主要任务㊁来水条件等因素的差异ꎬ流域水资源多目标调度具有显著的时变性特征ꎬ因此ꎬ决策时不仅要考虑调度目标间的竞争关系ꎬ还需要考虑不同时期目标保障需求的差异性ꎬ即决策者对于系统在不同调度时期内的目标偏好是动态变化的ꎮ水库群各调度目标间存在着复杂的互馈关系ꎬ其中ꎬ发电和生态目标之间的竞争关系在研究区表现的最为显著[19]ꎬ该对矛盾的处理对研究区年尺度调度策略具有主导性ꎬ因此ꎬ在采用刚性约束优先控制汛期防洪安全和罚函数策略保障蓄水期蓄满指标的基础上ꎬ以发电和生态目标为例进行偏好时变决策的分析ꎮ2.1㊀传统调度目标函数(1)梯级总发电量最大:f1=maxEle=maxð4i=1ðTt=1(NiꎬtΔt){}(1)式中:Ele为梯级总发电量ꎬkW hꎻNiꎬt为第i水库第t时段的出力ꎬkWꎻT为总时段数ꎻΔt为某一时段长度ꎬhꎮ(2)平均生态适宜偏离度最小:f2=minEco=min1Tð4i=1αiðTt=1qiꎬt-qeiꎬtqeiꎬtæèçöø÷2{}(2)式中:Eco为平均生态适宜偏离度ꎻαi为第i水库下游河段偏离生态适宜影响权重ꎻqiꎬt为第i水库第t时段内的平均出库流量ꎬm3/sꎻqeiꎬt为第i水库下游第t时段的生态适宜流量ꎬm3/sꎮ对于实例研究区金沙江下游河段ꎬ基于空间分析结果的差异及核心区㊁保护区㊁缓冲区的重要程度不同ꎬ赋权αi具体值分别为乌东德 白鹤滩0.2ꎬ白鹤滩 溪洛渡0.1ꎬ溪洛渡 向家坝0.3ꎬ向家坝以下0 4ꎻ生态适宜流量为对河流生态系统最适合的径流过程ꎬ基于历史流量资料ꎬ同时弹性考虑 四大家鱼 和珍惜特有鱼类产卵期的特殊需求[16]ꎬ采用逐月频率法[20]计算ꎮ2.2㊀时变非劣前沿与时变偏好权重对不同调度时期求解传统调度模型ꎬ可以得到各时期的非劣前沿ꎬ继而形成时变Pareto前沿簇ꎮ基于Pareto非劣解具有不同的变化率与敏感性的特点[21]ꎬ设计量化时变偏好权重的方法如下:(1)定义Pareto前沿中任意一点与相邻两点连线斜率的平均值为该点的平均变率ꎬ对非劣前沿各点逐一计算其发电和生态目标的平均变率ꎬ即生态(发电)目标值变化一个单位量发电(生态)目标值的绝对变化量ꎮ㊀第3期董增川ꎬ等:流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用379㊀km1=f21-f11f22-f12m=112fm1-fm-11fm2-fm-12+fm+11-fm1fm+12-fm2æèçöø÷㊀㊀㊀㊀㊀m=2ꎬ3ꎬ ꎬM-1fM1-fM-11fM2-fM-12m=Mìîíïïïïïïïï(3)km2=f22-f12f21-f11m=112fm2-fm-12fm1-fm-11+fm+12-fm2fm+11-fm1æèçöø÷㊀㊀㊀㊀㊀m=2ꎬ3ꎬ ꎬM-1fM2-fM-12fM1-fM-11m=Mìîíïïïïïïïï(4)式中:f1㊁f2分别为发电和生态目标函数值ꎻkm1㊁km2分别为在m点处f1相对于f2和f2相对于f1的平均变率ꎬ即发电和生态目标的平均变率ꎻM为非劣解总数ꎻm为非劣解按目标函数值从小到大依次排序的编号ꎮ事实上ꎬ即使绝对变化量相同ꎬ但在不同的对应函数值处发生ꎬ其相对变化损益也不同ꎬ在实际决策中ꎬ决策者往往考虑的是相对损益而非绝对值ꎬ因此ꎬ需要考察生态(发电)目标值变化一个单位量㊁发电(生态)目标值的百分比变化ꎮ(2)定义非劣解m的2个平均变率与分别对应的目标函数值之比为灵敏比:δm1=km1fm1㊀㊀fm1ʂ0㊀㊀㊀m=1ꎬ2ꎬ ꎬM(5)δm2=km2fm2㊀㊀fm2ʂ0㊀㊀㊀m=1ꎬ2ꎬ ꎬM(6)式中:δm1㊁δm2分别为发电和生态目标的灵敏比ꎮ(3)考虑到平均生态适宜偏离度和发电量的单位及数量级不同ꎬ对灵敏比进行量纲一化处理:εm1=δm1ðMl=1δl1㊀㊀㊀m=1ꎬ2ꎬ ꎬM(7)εm2=δm2ðMl=1δl2㊀㊀㊀m=1ꎬ2ꎬ ꎬM(8)式中:εm1㊁εm2分别为量纲一化后发电和生态目标的灵敏比ꎮ(4)由于Pareto解集中个体众多ꎬ为提高权衡的简易性ꎬ优化决策过程ꎬ借鉴非支配排序的概念精简选择范围ꎬ对量纲一化灵敏比集{ε1}㊁{ε2}进行支配关系比较ꎬ二次筛选得到非劣解子集ꎬ将最灵敏的解个体纳入决策支持集:X∗=xuɪX|不存在xvɪXꎬ使εv1>εu1且εv2>εu2{}(9)式中:X∗为筛选后的非劣解子集ꎻX为初始非劣解集ꎻx为非劣解个体ꎻu㊁v为非劣解个体编号ꎮ(5)计算决策支持集中各个体灵敏比ε1㊁ε2值的相对权重ꎬ定义为个体相对于f1㊁f2的偏向度:ωn1=εn1εn1+εn2㊀㊀㊀nɪN(10)ωn2=εn2εn1+εn2㊀㊀㊀nɪN(11)380㊀水科学进展第32卷㊀式中:ωn1㊁ωn2分别为对发电和生态目标的偏向度ꎻN为X∗中非劣解的总个数ꎻn为非劣解子集中元素从小到大的编号ꎮ根据灵敏比的物理意义ꎬ同一点处某一维目标灵敏比的相对权重越大ꎬ表明在该个体解处ꎬ该维目标相对于另一维目标变化一个单位量时ꎬ取得的百分比损益更大ꎬ决策者将更偏向于优化该维目标以取得更大效益ꎮ因此ꎬ偏向度反映了Pareto前沿上各个体解处ꎬ决策者对不同目标进行优化的偏向意愿ꎬ可以作为不同优化目标的偏好权重ꎮ(6)以量化的偏向度集{ω1}㊁{ω2}为决策支持ꎬ综合评价决策者在不同时期j的目标偏好ꎬ选取相应的非劣解个体nꎬ将对应偏向度ωnj1㊁ωnj2分别作为发电与生态目标的时变偏好权重βele ̄j㊁βeco ̄jꎮ2.3㊀考虑偏好时变的多目标优化模型把时变偏好权重附加到传统调度目标函数表达式中ꎬ改写为考虑偏好时变的目标函数ꎮ2.3.1㊀目标函数(1)梯级总发电量最大:F1=maxEle=maxð4j=1βele ̄jð4i=1ðTjt=1(NiꎬtˑΔt){}(12)式中:βele ̄j为第j个时期发电目标的偏好ꎻTj为第j个时期的总时段数ꎮ(2)平均生态适宜偏离度最小:F2=minEco=min1Tð4j=1βeco ̄jð4i=1αiðTjt=1qiꎬt-qeiꎬtqeiꎬtæèçöø÷2{}(13)式中:βeco ̄j表示第j个时期生态目标的偏好权重ꎮ2.3.2㊀模型约束条件(1)水库水量平衡约束:Viꎬt-Viꎬt-1=(Qiꎬt-qiꎬt-Eiꎬt)Δt(14)式中:Viꎬt㊁Viꎬt-1分别为第i水库第t时段末㊁初的库容ꎬm3ꎻQiꎬt㊁qiꎬt为第i水库第t时段内的平均入库㊁出库流量ꎬm3/sꎻEiꎬt分别为第i水库第t时段内的损失流量ꎬm3/sꎮ(2)水库水位约束:ZiꎬtꎬminɤZiꎬtɤZiꎬtꎬmax(15)Ziꎬta=Ziꎬa(16)式中:Ziꎬt㊁Ziꎬtꎬmin㊁Ziꎬtꎬmax分别表示第i水库第t时段末的实时水位㊁水位下限和水位上限ꎬmꎻZiꎬa表示第i水库在第a个运行关键节点要求的控制水位ꎬ如汛期初始水位为汛限水位ꎬ蓄水期末为正常高水位等ꎻta表示遇到运行关键节点的时段ꎮ(3)水库出流约束:qiꎬtꎬminɤqiꎬtɤqiꎬtꎬmax(17)式中:qiꎬtꎬmin㊁qiꎬtꎬmax分别表示第i水库第t时段最小㊁最大出库流量(过流能力)ꎬ一般为对应水库水位(Ziꎬt)的函数ꎬm3/sꎮ(4)出力约束:NiꎬtꎬminɤNiꎬtɤNiꎬtꎬmax(18)式中:Niꎬtꎬmin和Niꎬtꎬmax分别表示第i水库第t时段最小和最大出力限制ꎬkWꎻ其中最小出力限制为保证出力ꎬ最大出力限制为预想出力ꎮ(5)下泄流量变幅约束:|qiꎬt-qiꎬt-1|ɤΔqi(19)㊀第3期董增川ꎬ等:流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用381㊀式中:Δqi为第i水库下泄流量的最大变幅ꎬm3/sꎬ以此控制水库下泄流量尽量稳定ꎮ3㊀实例应用对金沙江下游屏山站1971 2015年的年平均流量排频ꎬ选择平水年1980年为例作为输入ꎬ采用改进的NSGA ̄Ⅲ算法[22]求解考虑时变偏好的优化模型ꎬ金沙江下游水库群基本参数如表1所示ꎮ表1㊀金沙江下游梯级水库群参数Table1ParametersofthecascadereservoirsinthelowerreachoftheJinshajiangRiver水库死水位/m防洪限制水位/m正常蓄水位/m防洪高水位/m装机容量/MW乌东德94595297597510200白鹤滩76578582582516000溪洛渡54056060060013800向家坝37037038038064003.1㊀时变Pareto前沿簇分别对汛期㊁蓄水期㊁枯水期和关键生态期求解传统多目标优化调度模型ꎬ得到发电 ̄生态时变Pareto前沿簇(图2(a))ꎬ并将各时期的非劣前沿绘制于一个坐标系内(图2(b))ꎮ显然ꎬ在不同时期ꎬ两目标间互馈关系呈现不同的状态ꎮ由于各时期发电量受水头和流量主导程度的不同ꎬ发电与生态间在总体上均呈现竞争关系ꎬ且随发电量增加ꎬ竞争强度增强ꎮ以各时期非劣前沿的割线斜率(K)表示生态偏离度增加引起发电量的平均变化率ꎬ并作为判别各时期两目标间竞争性强弱的显著指标ꎬ两目标间竞争程度从强到弱依次为:蓄水期㊁关键生态期㊁汛期和枯水期ꎮ图2㊀时变Pareto前沿簇Fig.2Time ̄varyingParetofrontiercluster3.2㊀时变权重对各时期Pareto前沿的每个个体计算其灵敏比ꎬ基于灵敏比支配关系ꎬ筛选出图3的Pareto非劣解子集ꎮ通过非支配排序策略的筛选ꎬ进一步压缩了优化解的选择范围ꎬ帮助决策者排除干扰方案ꎬ更便于选出符合特定时期偏好的方案ꎮ对筛选后的子集个体通过式(10)㊁式(11)计算对发电目标(f1)和生态目标(f2)的偏向度ω1㊁ω2ꎬ见表2ꎮ382㊀水科学进展第32卷㊀图3㊀筛选后的Pareto子集Fig.3FilteredParetosubsets表2㊀基于灵敏比的Pareto子集及对应的偏向度Table2Paretonon ̄inferiorsubsetsbasedonsensitivityratioandcorrespondingbias大排序的编号ꎮ㊀第3期董增川ꎬ等:流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用383㊀㊀㊀从各时期水库调度的任务及水资源的主要利用需求出发模拟决策者偏好ꎬ汛期水库在以防洪为首要任务的前提下ꎬ利用好洪水资源发电成为决策者最关注的内容ꎬ此时ꎬ方案2㊁3㊁48㊁108均符合基础偏好要求ꎬ同时ꎬ实际决策中两目标不可偏废ꎬ因此拟定方案108的偏向度作为决策算例ꎻ蓄水期和枯水期以利用水库在蓄水期的水头效益和枯水期的水量效益实现兴利为主要决策偏好ꎬ同时兼顾生态保护ꎬ因此在所有符合基础偏好的方案集中ꎬ分别选择较为均衡的方案43和方案103对应的偏向度为算例ꎻ关键生态期涉及鱼类产卵繁殖ꎬ须侧重生态目标以保护金沙江的生物多样性ꎬ因此选择偏向于生态保护同时兼顾发电效益的方案10的偏向度为算例ꎮ由此得到对应于发电和生态目标的算例时变偏好权重分别为:βele=[βele ̄floodꎬβele ̄storageꎬβele ̄dryꎬβele ̄eco]=[0.7008ꎬ0.6603ꎬ0.5609ꎬ0.2523](20)βeco=[βeco ̄floodꎬβeco ̄storageꎬβeco ̄dryꎬβeco ̄eco]=[0.2992ꎬ0.3397ꎬ0.4391ꎬ0.7477](21)3.3㊀结果分析分别采用时变偏好方法和传统方法对金沙江下游梯级水库群进行调度模拟ꎬ对多目标优化结果计算还原权重影响的实际发电量和生态偏离度ꎬ得到发电㊁生态目标传统静态Pareto前沿和考虑时变偏好的动态累积Pareto前沿ꎬ如图4所示ꎮ图4㊀全年发电 ̄生态调度Pareto前沿Fig.4Paretofrontierofannualpowergeneration ̄ecologicalmaintenancescheduling显然ꎬ考虑时变偏好方法的动态累积Pareto前沿可以支配传统静态Pareto前沿ꎬ即相较传统方法ꎬ考虑时变偏好的方法在发电效益相同的情况下有更好的生态效益ꎬ在维持相同的生态偏离度时发电量可以得到显著提升ꎬ在运筹学意义上极大提升了多目标优化效果ꎬ可以为决策者提供具有更优生态和发电效益的方案集ꎮ对2个方案集分别采用TOPSIS方法选取1个均衡解作为典型决策方案ꎬ计算对应于决策方案运行过程的各时期实际发电量与生态偏离程度ꎬ见表3ꎮ表3㊀典型决策方案实际效益比较Table3Comparisonofactualbenefitsoftypicaldecision ̄makingschemes时期发电量生态偏离度传统模型/(亿kW h)时变模型/(亿kW h)效益提升值/(亿kW h)效益提升率/%传统模型时变模型效益提升值效益提升率/%全年1908.41909.10.70.040.1240.1140.018.06汛期627.0628.21.20.190.2010.203-0.002-1.00蓄水期103.6103.90.30.290.5420.54200枯水期816.2817.51.30.160.0350.036-0.001-2.86关键生态期361.6359.5-2.1-0.580.1060.1030.0032.83384㊀水科学进展第32卷㊀㊀㊀典型方案结果显示ꎬ目标效益的变化情况体现了偏好的时变特征ꎬ各个时期所侧重的目标效益相应均有提升ꎬ汛期㊁蓄水期和枯水期发电效益分别相应提升1.2亿kW h㊁0.3亿kW h和1.3亿kW hꎻ关键生态期的生态效益提升了2.83%ꎮ另一方面ꎬ根据多目标优化的基本原理ꎬ一个目标值的提升必然导致相竞争的另一个目标值的降低ꎬ因此ꎬ汛期㊁枯水期的生态效益和关键生态期的发电效益有所下降ꎮ值得注意的是ꎬ汛期由于来水量大ꎬ超过发电机组最大过水能力后ꎬ发电机组不再产生更多的电量ꎬ因此这个时期ꎬ时变模型的发电量虽有所增加但增幅较小ꎻ蓄水期需要在较短的时间内达到蓄满的目标ꎬ生态偏离度较大ꎬ边际效应显著ꎬ发电量的小幅增减难以显著改变生态偏离度ꎮ从全年尺度上来看ꎬ考虑时变偏好的方法增加了0.7亿kW h的发电量ꎬ提升了全年0.04%的发电效益和8.06%的生态效益ꎬ发电量有所增加ꎬ生态偏离度大幅减小ꎬ2个目标效益均得到了提升ꎮ典型方案对应的水库运行水位如图5所示ꎮ图5㊀典型方案水位过程Fig.5Hydrographoftypicaldecision ̄makingschemes综合各时期和全年尺度的两目标效益ꎬ考虑时变偏好的决策方法ꎬ通过汛期和枯水期生态效益为发电效益的让步ꎬ为关键生态期提供了调节空间ꎬ提高了关键时期生态需求的保障程度ꎬ同时使得全年发电效益和生态效益相较传统方法均有提升ꎬ对指导流域水资源综合利用有积极作用ꎮ4㊀结㊀㊀论考虑水资源调度系统多目标调度需求的时空变异性ꎬ提出了考虑动态偏好的多目标时变决策方法ꎮ以金沙江下游梯级水库为例ꎬ通过求解发电 ̄生态多目标时变Pareto前沿簇ꎬ量化了各时期对不同目标的偏向度ꎬ确定各时期目标偏好权重ꎬ构建了时变多目标调度模型ꎬ并与传统多目标调度方法进行了比较ꎬ得到以下结论:(1)金沙江下游梯级各时期发电与生态间均呈竞争关系ꎬ但强度显著不同ꎬ蓄水期最强ꎬ枯水期最弱ꎮ(2)考虑时变偏好的动态累积Pareto前沿可以支配传统调度的静态Pareto前沿ꎬ在运筹学意义上极大提升了多目标优化效果ꎮ(3)考虑时变偏好的决策方法ꎬ取得了全年0.7亿kW h的增发电量ꎬ提升了全年8.06%和关键生态期2.83%的生态效益ꎬ在保持全局发电效益的同时显著优化了生态效益ꎬ并提高了关键时期生态需求的保障程度ꎮ㊀第3期董增川ꎬ等:流域水资源调度多目标时变偏好决策方法及应用385㊀参考文献:[1]王浩ꎬ王旭ꎬ雷晓辉ꎬ等.梯级水库群联合调度关键技术发展历程与展望[J].水利学报ꎬ2019ꎬ50(1):25 ̄37.(WANGHꎬWANGXꎬLEIXHꎬetal.Thedevelopmentandprospectofkeytechniquesinthecascadereservoiroperation[J].JournalofHydraulicEngineeringꎬ2019ꎬ50(1):25 ̄37.(inChinese))[2]REEDPMꎬHADKADꎬHERMANJDꎬetal.Evolutionarymultiobjectiveoptimizationinwaterresources:thepastꎬpresentꎬandfuture[J].AdvancesinWaterResourcesꎬ2013ꎬ51:438 ̄456.[3]XUBꎬZHONGPAꎬSTANKOZꎬetal.Amultiobjectiveshort ̄termoptimaloperationmodelforacascadesystemofreservoirsconsideringtheimpactonlong ̄termenergyproduction[J].WaterResourcesResearchꎬ2015ꎬ51(5):3353 ̄3369. [4]吕巍ꎬ王浩ꎬ殷峻暹ꎬ等.贵州境内乌江水电梯级开发联合生态调度[J].水科学进展ꎬ2016ꎬ27(6):918 ̄927.(LYUWꎬWANGHꎬYINJXꎬetal.OnecologicaloperationofcascadehydropowerstationsalongWujiangRiverinGuizhouProvince[J].AdvancesinWaterScienceꎬ2016ꎬ27(6):918 ̄927.(inChinese))[5]SIYꎬLIXꎬYINDQꎬetal.Revealingthewater ̄energy ̄foodnexusintheUpperYellowRiverbasinthroughmulti ̄objectiveopti ̄mizationforreservoirsystem[J].ScienceoftheTotalEnvironmentꎬ2019ꎬ682:1 ̄18.[6]徐斌ꎬ钟平安ꎬ陈宇婷ꎬ等.金沙江下游梯级与三峡 ̄葛洲坝多目标联合调度研究[J].中国科学:技术科学ꎬ2017ꎬ47(8):823 ̄831.(XUBꎬZHONGPAꎬCHENYTꎬetal.Themulti ̄objectiveandjointoperationofXiluoducascadeandThreeGorgescascadereservoirssystem[J].ScientiaSinicaTechnologicaꎬ2017ꎬ47(8):823 ̄831.(inChinese))[7]何中政ꎬ周建中ꎬ贾本军ꎬ等.基于梯度分析法的长江上游水库群供水 ̄发电 ̄环境互馈关系解析[J].水科学进展ꎬ2020ꎬ31(4):601 ̄610..(HEZZꎬZHOUJZꎬJIABJꎬetal.Studyonthemutualfeedbackrelationamongwatersupply ̄powergener ̄ation ̄environmentofreservoirgroupintheupperreachesoftheYangtzeRiverbasedongradientanalysismethod[J].AdvancesinWaterScienceꎬ2020ꎬ31(4):601 ̄610.(inChinese))[8]周研来ꎬ郭生练ꎬ陈进.溪洛渡 ̄向家坝 ̄三峡梯级水库联合蓄水方案与多目标决策研究[J].水利学报ꎬ2015ꎬ46(10):1135 ̄1144.(ZHOUYLꎬGUOSLꎬCHENJ.Multi ̄objectivedecisionandjointrefillschemesofXiluodu ̄Xiangjiaba ̄ThreeGor ̄gescascadereservoirs[J].JournalofHydraulicEngineeringꎬ2015ꎬ46(10):1135 ̄1144.(inChinese))[9]WANGXJꎬDONGZꎬAIXSꎬetal.Multi ̄objectivemodelanddecision ̄makingmethodforcoordinatingtheecologicalbenefitsoftheThreeGorgerReservoir[J].JournalofCleanerProductionꎬ2020ꎬ270:122066.[10]MENGXJꎬCHANGJXꎬWANGXBꎬetal.Multi ̄objectivehydropowerstationoperationusinganimprovedcuckoosearchalgo ̄rithm[J].Energyꎬ2019ꎬ168:425 ̄439.[11]水利部长江水利委员会.长江流域综合规划(2012 2030年)[R].武汉:水利部长江水利委员会ꎬ2012.(CWRC.Com ̄prehensiveplanningoftheYangtzeRiverbasin(2012 2030)[R].Wuhan:ChangjiangWaterResourcesCommissionoftheMin ̄istryofWaterResourcesꎬ2012.(inChinese))[12]国家环保总局.关于调整长江合江 雷波段珍稀鱼类国家级自然保护区有关问题的通知[Z].北京:国家环保总局ꎬ2005.(SEPA.NotificationontheadjustmentofthenationalnaturereserveforrarefishesinHejiang LeiboReachoftheYangtzeRiver[Z].Beijing:StateEnvironmentalProtectionAdministrationofthePeopleᶄsRepublicofChinaꎬ2005.(inChinese)) [13]赵伟华ꎬ曹慧群ꎬ黄茁ꎬ等.向家坝蓄水前后长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区物理完整性评价[J].长江科学院院报ꎬ2015ꎬ32(6):76 ̄80.(ZHAOWHꎬCAOHQꎬHUANGZꎬetal.AssessmentofphysicalintegrityofnationalnaturereserveforrareandendemicfishesinupstreamYangtzeRiverbeforeandafterXiangjiabadamimpoundment[J].JournalofYan ̄gtzeRiverScientificResearchInstituteꎬ2015ꎬ32(6):76 ̄80.(inChinese))[14]国务院.关于全国重要江河湖泊水功能区划(2011 2030年)的批复[Z].北京:国务院ꎬ2011.(TheStateCouncil.Ap ̄provalofwaterfunctionzoningofnationalmajorriversandlakes(2011 2030)[Z].Beijing:TheStateCouncilofthePeopleᶄsRepublicofChinaꎬ2011.(inChinese))[15]国家防汛抗旱总指挥部.2017年度长江上中游水库群联合调度方案[R].北京:国家防汛抗旱总指挥部ꎬ2017.(SFDH.JointoperationplanofreservoirsintheupperandmiddlereachesoftheYangtzeRiverin2017[R].Beijing:StateFloodControlandDroughtReliefHeadquartersꎬ2017.(inChinese))[16]任杰ꎬ彭期冬ꎬ林俊强ꎬ等.长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重要鱼类繁殖生态需求[J].淡水渔业ꎬ2014ꎬ44(6):18 ̄23.(RENJꎬPENGQDꎬLINJQꎬetal.ThefishreproductionecologicalrequirementsoftheNationalNatureReserve386㊀水科学进展第32卷㊀fortherareandendemicfishesintheupperreachesoftheYangtzeRiver[J].FreshwaterFisheriesꎬ2014ꎬ44(6):18 ̄23.(inChinese))[17]陈敏.长江流域水库生态调度成效与建议[J].长江技术经济ꎬ2018ꎬ2(2):36 ̄40.(CHENM.Effectivenessandsugges ̄tionsofreservoirecologicalregulationintheYangtzeRiverbasin[J].TechnologyandEconomyofChangjiangꎬ2018ꎬ2(2):36 ̄40.(inChinese))[18]陈求稳ꎬ张建云ꎬ莫康乐ꎬ等.水电工程水生态环境效应评价方法与调控措施[J].水科学进展ꎬ2020ꎬ31(5):793 ̄810.(CHENQWꎬZHANGJYꎬMOKLꎬetal.Effectsofhydropowerdevelopmentonaquaticeco ̄environmentandadaptivemanagements[J].AdvancesinWaterScienceꎬ2020ꎬ31(5):793 ̄810.(inChinese))[19]CHENMFꎬDONGZCꎬJIAWHꎬetal.Multi ̄objectivejointoptimaloperationofreservoirsystemandanalysisofobjectivescompetitionmechanism:acasestudyintheupperreachoftheYangtzeRiver[J].Waterꎬ2019ꎬ11(12):2542.[20]李捷ꎬ夏自强ꎬ马广慧ꎬ等.河流生态径流计算的逐月频率计算法[J].生态学报ꎬ2007ꎬ27(7):2916 ̄2921.(LIJꎬXIAZQꎬMAGHꎬetal.Anewmonthlyfrequencycomputationmethodforinstreamecologicalflow[J].ActaEcologicaSinicaꎬ2007ꎬ27(7):2916 ̄2921.[21]王诺ꎬ吴迪ꎬ黄祺ꎬ等.选择Pareto非劣解最优方案的量化方法:性价比法[J].系统工程理论与实践ꎬ2018ꎬ38(3):725 ̄733.(WANGNꎬWUDꎬHUANGQꎬetal.AquantitativemethodtoselectthebestoptionfromParetonondominatedsolu ̄tions:Costperformancemethod[J].SystemsEngineering ̄Theory&Practiceꎬ2018ꎬ38(3):725 ̄733.(inChinese)) [22]NIXKꎬDONGZCꎬXIEWꎬetal.Researchonthemulti ̄objectivecooperativecompetitionmechanismofJinshaRiverdown ̄streamcascadereservoirsduringthefloodseasonbasedonoptimizedNSGA ̄III[J].Waterꎬ2019ꎬ11(4):849.Multi ̄objectivetime ̄varyingpreferencedecision ̄makingmethodforbasinwaterresourcedispatchanditsapplication∗DONGZengchuanꎬNIXiaokuanꎬCHENMufengꎬYAOHongyi(CollegeofHydrologyandWaterResourcesꎬHohaiUniversityꎬNanjing210098ꎬChina)Abstract:Inviewofthedynamicchangeofcompetitionrelationshipanditsintensityamongmultipleobjectivesindif ̄ferentperiodsofbasinwaterresourcessystemschedulingprocessꎬamulti ̄objectivetime ̄varying ̄preferencedecision ̄makingmethodisproposed.TakingthelowerreachesofJinshajiangRiverasanexampleꎬthespatiotemporalvariabil ̄itiesofpowergenerationandecologicalobjectivesareanalyzedꎬandtheParetofrontierclusterofthesetwotargetsinchronologicalorderisconstructedandcalculated.Inadditionꎬbasedonthenon ̄dominatedrelationshipofsensitivityratiobetweentargetsꎬtheobjectivepreferenceofdecisionmakersineachschedulingperiodisidentifiedquantitativelytoformthedecisionsupportsetofbiasdegreeꎬandamulti ̄objectivetime ̄varyingdecision ̄makingmodelisestab ̄lished.Theresultsshowthatthereisasignificantcompetitiverelationshipbetweencascadepowergenerationandeco ̄logicalobjectivesinthelowerreachesofJinshajiangRiverinnormalflowyear.Thecompetitionisthestrongestintherefillperiodandweakestinthefloodseasonꎻthecompetitionintensitystrengthenswiththeincreaseofpowergenera ̄tionineachperiod.Thetime ̄varying ̄preferencedecision ̄makingmethodꎬbasedonthephysicalbasisofdynamicParetofrontꎬcansignificantlyoptimizetheecologicalbenefitswhilemaintainingthepowergenerationbenefitsꎬandimprovetheguaranteedegreeofecologicaldemandinthecriticalperiod.Keywords:multi ̄objectivedecision ̄makingꎻtime ̄varyꎻParetofrontierclusterꎻdynamicpreferenceꎻwaterre ̄sourcesdispatchingꎻthelowerreachesofJinshajiangRiver∗ThestudyisfinanciallysupportedbytheNationalKeyR&DProgramofChina(No.2016YFC0402209)andtheFundamentalRe ̄searchFundsfortheCentralUniversitiesꎬChina(No.B200203055).。

  1. 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. 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. 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)。

试论区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用
水资源是我们生活中必不可少的资源,无论是工业生产还是国民日常生活以及医疗等行业都是离不开水资源的支撑的。

但是我国疆域面积较大,水资源分配是非常不合理的,很多地方是被河流环绕水资源非常充沛,但是也有很多地方因为地势环境等问题水资源是非常少的,少到可能影响正常的工业运行和人民生活。

为此国家也采取一定的措施来帮助我国缺水比较严重的地区,尽可能保证该地区国民的正常生活,就比如说著名的“南水北调”就是一个非常典型的例子。

“南水北调”工程虽然取得了一定的成果,但是我国的水资源调度工作仍然存在很多的问题,这一问题的存在,不仅影响人民的正常生活,对于社会稳定也是有一定影响的,所以我们必须对这个问题加以重视。

我们以前水资源调度一般是采用随机绘画和模糊规划来进行水资源的调度的,但是这些规划在一定程度上是具有很大误差的,这些误差对于水资源调度工作是非常不利的。

为了不断优化区域水资源调度我们也不断积极寻求更加科学的规划手段,因此人们提出了区间多目标规划来帮助我们。

接下来我们就来具体探讨分析一下区间多目标规划如何在区域水资源优化调度中应用。

标签:区间多目标规划;区域水资源优化调度;应用
水资源分配是我国水利部门工作的要点,因为这项工作直接影响工业的正常运行和国民的正常生活等,对于我们社会的发展进步影响都是非常大的。

但是我国的水资源分配因为地形的关系本身是非常不均匀的,缺水地区的环境已经严重影响了当地人民的正常生活和工业生产多个行业的发展。

我们之前也采用过一定的区域规划制度,但是都没有很好的效果,相关工作人员对此进行了深入研究,研究结果发现这些问题出现的主要原因在于区间规划不合理,所以区间多目标规划模式被提出来,这种新的规划模式于传统的规划有了很大的进步,接下来我们就来具体探讨分析一下传统规划的不足,以及区间多目标规划在水资源调度中的应用。

1 水资源调度现状和区域规划现状
水资源调度工作是我国保障民生的重点工作,这些工作的成果直接影响国民的生活和社会中各个行业的正常运作,我们也在不断的优化过程中,但是要完成优化工作我们首先应该对于水资源调度现状以及区域规划现状,这样我们才能找到问题所在,进而寻找合适的优化措施,接下来我们就来了解一下水资源调度现状和区域规划现状。

1.1 水资源调度现状
我国是水资源相对比较充沛的国家,但是我国水资源的地区分布是不太合理的,南方地区大部分都是海滩,淡水资源也是非常充沛的。

但是北方地区特别是西藏等地区水资源是非常少的,这已经严重影响了西藏人民的正常生活,这也是制约西藏经济发展的重要因素。

为了促进西藏的发展,尽可能减小我国地区之间
的贫富差距,我国政府的相关部门也积极想出措施和进行水资源调度尽可能支援西藏发展。

[1]但是我国的水资源调度是从上世纪80年代开始的,现在水资源调度发展仍然存在很大的问题,总而言之,我国现在的水资源调度现状是不容乐观的,我们仍然需要对此加以重视。

1.2 区域规划现状
我国要进行水资源调度工作,区域规划工作是一个非常重要的条件,有合理的区域规划我们可以更加科学地制定区域规划现状,但是我国传统的区域规划存在很大的问题,这就使得水资源调度工作中区域规划失去了该有的参考价值,我们很难因此做出科学合理的调度方案。

我国区域规划方法是仍然存在很大漏洞的,而且这一漏洞的存在对于我国水资源调度工作的进行影响是非常大的,我们必须时刻关注区域规划工作的现状,寻求更合适的区域规划方法保证区域规划的顺利进行,可以为水资源调度优化提供更加精确的数据,使得水资源调度工作更加科学合理,在保证国民正常生活的基础上,提高水资源的利用率。

2 传统的区域水资源调度中存在的问题
上文中我们提到了传统水资源调度工作中存在的问题在一定程度上阻碍了我国社会的发展,其实区域水资源调度工作中存在的问题大多是区域规划工作中的问题,接下来我们就来具体了解一下其中存在的问题,帮助我们更好的了解传统的区域水资源调度工作和现在我们提出的新的水资源优化调度措施。

2.1 数据采集困难
传统的区域水资源调度工作中的区域规划工作对于整体工作的影响是非常大的。

所以区域规划出现的问题对于整体工作的进行影响也是不可忽略的。

传统的区域规划一般采用模糊规划和随机目标规划。

但是这些规划方法中各类数据的采集是异常困难的,因为这其中很多信息都是具有不确定性的,而且数据也是比较多的。

这些问题都加剧了数据采集的困难性,但是数据采集对于相关人员进行整体规划也是非常重要的,他们需要根据采集到的数据做一个统计分析,这样才能更加有效地分析现在各个区域的水资源分布现状,我们才能更好的了解各个地区的水资源分配的合理性[2]。

但是这种工作数据采集工作又是不可避免的,所以我们必须寻求新的方法来进行区域规划,这样我们才能做出更加合理的选择,使水资源调度工作不断优化,水资源分配更加合理,促进我国社会的全面稳定发展。

2.2 精确度难以保证
上文中我们提到了区域规划中的数据采集,但是这种数据采集完成后我们需要进行一定的统计分析規划。

这就需要数据具有一定的精确度,但是这种精确度是很难保障的,因为我们采集的数据本身就存在很大的不确定性。

这个性质在一定程度上影响了区域规划工作的精确度。

这是区域规划中应用传统规划方法在所难免的,所以我们一直在寻求更加合理的规划方法来保证规划工作的精确度,这
样规划工作对于最终的水资源调度工作的参考价值才能得以发挥。

传统的区域规划方法已经不能满足这些要求了,我们必须寻找更加科学合理的区域规划方法,我们才能做出更加合理的水资源分配工作。

这样水资源分配工作才能更加高效率、高质量,我国国民的生活才能不会受到水资源的影响,当然工业生产等多方面的影响也会很小。

3 区间多目标规划在区域水资源优化调度中的应用
区间多目标规划是水资源调度工作中新提出的一种区域规划方法,这种规划方法相较于传统的区域规划在很多方面都有了很大的改进,这也是水资源优化调度工作中非常重要的一部分,接下来我们就来具体探讨分析一下区间多目标规划在区域水资源优化调度中的应用。

3.1 应用相对简单
传统的区域规划工作中为了可以更加科学合理地做出区域水资源调度工作,我们必须做好数据采集工作以便我们进行统计分析,提出更加有效的成果。

但是这种数据的采集工作是非常复杂的,因为数据具有一定的不确定性。

但是区间多目标规划对水资源调度工作影响都是非常简单的,我们不需要采集更多的数据来增加分析结果的合理性。

我们只需要了解所需数据的上下界值。

我们就可以做出非常合理的规划,我们把这种新的规划方法逐渐普及也是非常容易的,这对于优化区域水资源调度工作也是非常重要的,这在一定程度上也可以保证水资源调度工作的发展,我们也可以把这种区域水资源调度工作完成得更加科学合理。

3.2 精确度提高,更加科学
传统的区域规划中模糊规划和随机规划最终得到的数据的量都是非常大的,最后把这些信息进行统计分析。

传统的区域规划虽然采取的数据都是非常多的,但是因为数据的不确定性最终数据分析精确度也是不能保证的,这对于最终的区域水资源调度工作的进行影响也是非常大的。

但是新的区间多目标规划采取的规划标准都是非常多的。

我们以多个标准来进行区域规划工作,这种工作的精确度可以大大提高,而且以多个标准作为规划的基准。

这样区域规划工作的精确度就会大大提高,我们最终做出的区域水资源调度工作也会更加科学合理,这对于整个社会的和谐稳定发展都是非常重要的。

4 结束语
我国是一个人口大国,现在正处于经济发展的关键时期,而水资源又是对于我国人民生活和工业等领域发展影响非常大。

但是我国水资源地域分布是非常不合理的,而传统区域规划对于区域水资源调度工作大多是阻碍作用,我们必须寻求新的区域规划方法来使区域水资源调度工作更加科学合理。

其中区间多目标规划就是一个非常不错的规划方法,这使得规划更加科学,对于区域水资源调度工作优化也是非常有利的。

参考文獻:
[1]崔振国,郭炳颜,田文江.水资源系统规模优化和区域化调度优化[J].水科学进展,2012,6.
[2]马泽涵,李子柒,耿余乐.区域水资源模糊多目标规划模型[J].水利科技与经济,2014,6.。

相关文档
最新文档