基于分式規(guī)劃的農(nóng)業(yè)用水資源優(yōu)化配置不確定性模型研究.pdf

1、協(xié)調(diào)水資源在供應和需求之間的矛盾，減少水資源的浪費，有效提高其利用率，確保有限的水資源得到合理的利用，是水資源領(lǐng)域最亟待研究的課題。黑龍江省水資源儲存量相對較豐富，但時空分布不均，針對黑龍江省水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，本文以實現(xiàn)黑龍江省水資源可持續(xù)利用為指導思想，以實現(xiàn)不斷提高水資源利用效率為最終目標，在不同研究區(qū)域采用不同方法對黑龍江省水資源進行優(yōu)化配置，將不確定性優(yōu)化方法的一些先進成果應用到水資源系統(tǒng)規(guī)劃管理中，來解決水資源配置中存在的復

2、雜性和不確定性，進而為決策方案的形成提供必要的依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)通過整合文獻資料，比選研究方法。基于水資源系統(tǒng)優(yōu)化配置過程中存在的諸多不確定性，具體描述了不確定性優(yōu)化方法的概念、基本原理及應用條件。綜合分析各種不確定性優(yōu)化方法的優(yōu)勢，選定構(gòu)建分式規(guī)劃模型來進行水資源優(yōu)化配置。同時，將三種不確定優(yōu)化方法進行不同程度的耦合，實現(xiàn)對水資源優(yōu)化配置模型的改進。
　　(2)構(gòu)建基于多目標模糊規(guī)劃的分式規(guī)劃模型。

3、針對灌區(qū)可利用水資源不足，多水源工程不能協(xié)調(diào)供水等問題，以和平灌區(qū)為例，構(gòu)建基于多目標模糊規(guī)劃的灌區(qū)多水源優(yōu)化配置模型，將不同水源的可供水量在水稻各生育階段內(nèi)進行有效配置，并采用具有非線性隸屬度函數(shù)的模糊多目標規(guī)劃求解模型，得到不同流量不同水源下的最優(yōu)配水方案。結(jié)果表明，不同流量水平下水稻不同生育階段均存在缺水現(xiàn)象，低流量水平下需從柳河水庫引入外調(diào)水才能保證水稻的最小需水需求。此外，為保證灌區(qū)整體經(jīng)濟效益，按照引水工程、提水工程、井灌工

4、程的先后順序進行配水，并得到多目標配水模型在不同情景下的運行穩(wěn)定情況。該模型可以為高效地進行灌區(qū)多水源在作物各生育階段的優(yōu)化配置提供合理的決策方案。
　　(3)構(gòu)建基于條件風險價值的分式規(guī)劃模型。針對區(qū)域內(nèi)水資源分布不均，區(qū)域內(nèi)用水需求不同等問題，構(gòu)建了基于條件風險價值的水資源利用多目標分式規(guī)劃模型，將其應用于三江平原5個重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，并在此條件下進行種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化。研究表明，優(yōu)化后整體種植效益由原來的420.69億元提高到42

5、4.74億元，用水量由原來的159.04億m3減小到119.50億m3，農(nóng)業(yè)用水效率由原來的2.65元/m3提高到3.55元/m3，該結(jié)果驗證了模型及求解方法的可行性。此外，用水量、種植效益、農(nóng)業(yè)用水效率隨著違規(guī)概率水平的增加呈現(xiàn)逐漸上升趨勢，但用經(jīng)濟學角度量化風險因素后發(fā)現(xiàn)，隨著風險系數(shù)的增加，農(nóng)業(yè)用水效率提升程度并不明顯，即風險的增加，可以提高種植效益，但并不能帶來農(nóng)業(yè)用水效率的顯著提升。
　　綜上所述，基于分式規(guī)劃的水資源優(yōu)