基于双层规划的区域水资源优化配置问题研究

摘要

随着经济的快速发展，水资源的需求量不断增加，近年来水资源优化配置问题的研究在不断深入，如何合理分配水资源已成为社会关注的焦点。我国是人口大国，水资源分配问题也更加严峻，本文主要在已有研究的基础上，利用双层规划研究水资源优化配置问题，通过双层规划模型上、下层之间的特点，能更好的反映水资源管理者与使用者之间的层次关系。
　　论文第一章介绍了水资源优化配置的研究背景和意义，国内外水资源优化配置的研究现状、存在的问题和发展趋势。第二章分为两部分，第一部分主要介绍了区域水资源优化配置的基本知识，包括区域水资源优化配置的内涵、基本原则、实施措施以及模型中常用的目标函数和约束条件;第二部分介绍了双层规划的产生背景、数学模型、主要特点、应用领域及求解方法。本文主要内容是第三章和第四章，第三章对多水源、多用户的区域水资源优化配置问题进行了研究，基于可持续发展建立了上层目标为总用水量最少、下层目标为各用户用水效益函数最大的多下层线性双层规划模型，然后将模型转化为等价的单下层线划双层规划问题，通过对等价的单下层问题结构特征的研究，结合极点搜索法提出了一个求解原问题的算法，最后给出的算例验证了算法的可行性和有效性。第四章主要研究了基于水权的区域水资源优化配置问题，本模型是在单水源、多用户前提下建立的上层目标为总用水量最少、下层目标为各用户用水效益函数最大的多下层非线性双层规划模型，然后利用各下层的K-T条件将模型转化为等价的带互补条件的非线性规划问题，由于去除互补条件的问题是线性规划问题，对模型设计了一个分支定界法进行求解，给出的算例验证了所给方法的可行性和有效性。最后，第五章对本文所做的工作进行了总结，并对以后的工作进行了展望。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．3 本文研究的主要内容与结构

2 预备知识

2．1 区域水资源优化配置

2．2 双层规划

3 区域水资源优化配置的双层规划模型及求解

3．1 多下层线性双层规划模型的建立

3．2 多下层线性双层规划模型的求解

3．3 算例

3．4 本章小结

4 基于水权的区域水资源优化配置双层规划模型及求解

4．1 多下层非线性双层规划模型的建立

4．2 多下层非线性双层规划模型的求解

4．3 算例

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果