不確定條件下灌區(qū)多水源優(yōu)化配置模型研究.pdf

1、近年來，全球經(jīng)濟快速發(fā)展，在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益的同時，水資源短缺成為世界各國普遍面臨的又一難題，農(nóng)業(yè)用水不足及浪費更使我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受重大沖擊。因此，合理高效地利用水資源變得尤其重要。農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置作為水資源高效利用的重要非工程措施，可以有效的緩解用水壓力。農(nóng)業(yè)水資源灌溉系統(tǒng)是一個充滿不確定性的復雜系統(tǒng)，以往的水資源優(yōu)化配置方法在應用上受到了限制。
　　本研究在綜合考慮資水資源系統(tǒng)中的多種不確定性，建立了基于區(qū)間兩階段模糊隨機規(guī)

2、劃的灌區(qū)多水源優(yōu)化配置模型，以紅興隆灌區(qū)為研究區(qū)域，將地表水和地下水聯(lián)合調(diào)配給灌區(qū)內(nèi)3種作物。在該模型中，以系統(tǒng)收益最大為目標函數(shù)，并將概率密度函數(shù)，區(qū)間參數(shù)和模糊集三種方法引入兩階段線性規(guī)劃框架，用來解決水資源配置中不確定性問題。
　　首先分析水資源調(diào)度系統(tǒng)中的不確定性，包括水源可供水量、作物需水量的不確定性;規(guī)劃初期蓄水量、降雨量的不確定性;作物價格漲落的不確定性等。其次針對上述不確定性，分別使用3種的數(shù)學方法來解決。由于天然

3、來水具有明顯的概率特征，利用概率密度函數(shù)來處理天然來水的不確定性，其中低流量、中流量、高流量出現(xiàn)的概率假設(shè)為0.2，0.6，0.2;針對水源可用水量的不確定性，利用模糊規(guī)劃將可用水量表示成具有一定可信性水平的模糊集;同時，將無法得到的不確定性參數(shù)或不能用概率分布來表示的變量表示成離散區(qū)間數(shù)。將概率密度函數(shù)，模糊集，離散區(qū)間三種方法與兩階段規(guī)劃結(jié)合，建立的區(qū)間兩階段模糊隨機規(guī)劃模型。最后求解模型獲得最優(yōu)配水方案。
　　本研究中，對傳

4、統(tǒng)的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型進行改進和補充，使模型處理不確定性問題更為有效，更加符合實際的配水過程。水資源優(yōu)化配置過程主要分為2個階段:預定義階段和懲罰階段。配水方案結(jié)果包括:(1)最優(yōu)配水目標、最優(yōu)配置水量、最優(yōu)缺水量及系統(tǒng)最大收益值。(2)通過對決策變量zij的不同取值，得到4種情景下的最優(yōu)配水方案，管理者可根據(jù)灌區(qū)規(guī)劃及相關(guān)政策，選擇符合實際管理情況下的最優(yōu)配水方案。
　　模型應用的分析結(jié)果表明，模型不僅能夠處理水資源系統(tǒng)中的