水资源优化配置

大型灌溉区水资源优化分配模型研究

以新疆渭干河灌区水资源系统为研究对象，根据分解协调原理，建立了水资源优化分配模型，提出了递阶模型择优的方法，合理地解决了多水源、多用户、多保证率的问题。

本文采用大系统分解协调模型．将全灌区整个水资源系统按行政区域分成既相互独立、又相互联系的三个子灌区，各子灌区还可继续划分成更小的子系统，并分别建立相应的子模型，用这些子模型在不同层次比较真实地描绘整个系统在空问上和时间上的耦台关系，再逐层协调，实现全灌区整个水资源系统的优化。由于水资源系统是一个复杂的大系统，为了尽可能使所建立的数学模型具有较好的仿真性，因此优化规划中选用以模拟技术为主的大系统分解协调模型。

渭干河灌区水资源优化分配是一个大型的复杂水资源系统的求解问题按行政区域将整个灌区分为三个子区：库车县、沙雅县、新和县，三个子区之间由库、沙、新总分水闸(闸I)处的渭干河管理处藉以调配各子区之间渭干河年可供水量。

3，1数学模型的建立

3．1．1 子系统优化(第一层)的数学模型一一一一一一非线性规划模型

由于各子系统内灌溉系统的组成和功能十分相似，只是工程数量、分水结点有所不同，

故可采用统一的数学模型。

2)目标函数

灌区水资源优化分配目的是实现灌区经济实力增长、人民生活水平提高，因此选取各子灌区经济效益最大为目标函数。

3.1.2 大系统协调(第二层)的数学模型⋯一一非线性规划模型

第二层主要解决全系统的可供水量在各子系统间的最优化分配问题，即确定各子系统

按旬分配的最优分配水量。第二层含有渭于河上游克孜尔水库以及一些非线性约束方程，故

本文也采用非线性规划来求解。

(1)目标函数大系统总的优化目标是全灌区经济效益最大。

模型计算

首先根据多年经验假设三个子系统的渭干河可供水量按旬的分配量，三个子系统分别

进行优化计算，从而求得各子系统的经济效益及相应的子系统内部各用水户的水量分配

和农业生产布局，然后将第一层子模型优化的各种作物面积F．，反馈到第二层，作为已知

条件，进行第二层优化计算，求得相应的子系统最优的分配水量，并将其传递到第一层。如此

整个系统在两层中反复交替择优，直到满足规定的协调迭代收敛条件；

结语：

(1)本文采用分解协调原理，建立起两层的大系统优化分配模型，该模型既考虑了各子系统的不同特

点，又照顾了它们之间的联系，比较符合该地区水资源优化分配的实际情况

区域水资源的优化配置模型

基于多目标非线性规划原理,提出了一种适用于多水源、多用户的区域水资源优化配置模型. 充分考虑经济效益、用水费用和区域均衡性多个目标,构造了一个新的非线性综合目标函数. 以需水量和可供水量为约束条件,采用序列二次规划法求解函数最优值. 将该模型用于某市水资源分配,获得了3 个规划水平年在3 种保证率条件下的优质水资源优化配置方案. 结果表明,采用提出的优化方案可以显著提高经济效益,并为未来水资源分配决策提供较为科学的依据. 提出的模型具有参数设置灵活等优点,

具体目标如下:1) 用水收益最大;2) 运营成本最低;3) 区域水资源供需尽量均衡.

区域水资源优化配置模型需要适当设置参数和约束条件. 首先按照2 种方式划分区域:其一以行政区域为单元,便于在数学模型中计算经济效益;其二以供水源(水厂或水库) 为单元,以利于分析区域水资源的供需平衡关系.