基于遗传算法的区域水资源优化配置模型研究

摘要

本文在以往水资源优化配置模型成果的基础上进行了探索和研究，建立了以为保持或达到某一水平的区域生态环境而对污水污染治理的投入成本费用最小为生态目标，即区域的生态环境(主要考虑的是水环境)被破坏的程度最小，以区域人均缺水量最小为社会目标(体现公平性)，以水资源利用的产出净效益最大为经济目标，以水源的可持续利用为水源供水能力约束，以区域用户的生活、生产等的最高最低需水量为需水约束，以各水源的最大输水能力为基础设施约束，以排入河流或湖泊的污染物总量作为环境容量约束，建立了区域水资源优化配置的多目标模型。同时还对模型中的各种参数的计算进行了探索，提出了相应的计算方法。以武汉市水资源优化配置为例，对武汉市2010年水资源进行了优化配置。 采用遗传算法求解模型。在现有遗传算法成果的基础上，利用权重法进行多目标标量化，利用最优保存策略构造非劣解集，引用“不可行度”的概念和罚函数处理约束条件，对模型进行求解，得出了武汉市规划年2010年的水资源配置推荐方案。

目录

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声明

第一章绪论

1.1水资源的特点

1.2水资源系统

1.3水资源可持续利用

1.4国外、国内水资源优化配置的研究现状和发展趋势

1.5论文研究的主要内容、研究方法和思路

1.6本章小结

第二章水资源优化配置的基本理论

2.1概述

2.1.1水资源优化配置的基本概念和内涵

2.1.2水资源优化配置的必要性

2.1.3区域水资源优化配置的主要内容

2.2优化配置的基本原则和配置模式及模型

2.2.1水资源优化配置的原则

2.2.2水资源配置模式

2.2.3水资源配置模型总结分析

2.3水资源优化配置目标

2.3.1区域可持续发展对优化配置目标的要求

2.3.2目标的识别

2.3.3目标度量

2.4水资源优化配置机制中各环节的相互关系

2.5水资源配置方案拟定

2.6水资源配置方案决策与评价

2.7本章小结

第三章区域水资源优化配置模型建立

3.1概述

3.2水资源优化配置模型建立

3.2.1子区划分与水源、用户组成

3.2.2决策变量

3.2.3目标度量

3.2.4水资源优化配置多目标模型

3.2.5水资源优化配置多目标模型特点分析

3.2.6模型参数确定

3.3本章小结

第四章模型求解技术

4.1概述

4.2多目标问题非劣解的标量化

4.3遗传算法介绍

4.3.1遗传算法(GA)的特点

4.3.2基本遗传算法的构成要素

4.4求解模型的遗传算法的构造过程

4.5本章小结

第五章实例研究

5.1区域概况及单元划分

5.1.1武汉市概况

5.1.2水资源分区与用水户统计

5.2需水量预测

5.2.1工业用水需水量预测

5.2.2农业用水需水量预测

5.2.3林牧渔需水量预测

5.2.4生活用水需水量预测

5.2.5生态需水量预测

5.2.6需水量汇总

5.3供水分析

5.4供需平衡分析

5.5水资源优化配置模型

5.5.1目标函数

5.5.2约束条件

5.5.3水资源配置模型

5.5.4模型求解

5.6配置方案分析

5.6.1方案集确定

5.6.2配置成果分析

5.7本章小结

第六章总结与展望

1.总结

2.展望

参考文献

致谢

附图