基于不确定性理论的礼泉县水资源合理配置研究

摘要

水资源匮乏已是21世纪全球人类面临的重大难题，随着十一五规划实施以来，我国西北地区经济社会得到迅猛发展，大大增加我国西北地区对水资源的需求量，但是西北地区水资源总量短缺、生态环境脆弱，加上经济发展底子薄，导致区域供水结构不合理、水资源有效利用率低，水资源匮乏已经变成限制我国西北地区发展的关键因素。对有限的水资源进行合理配置，促进西北地区经济社会环境的协调发展，这是现阶段西北地区水利工作的主要任务之一。然而，水资源系统中普遍存在着不确定性，且随着地区人口、社会、经济的扩张，不确定性越来越呈现出物理、事理和人理相互交叉的特征，造成水资源系统本身及其环境的不确定性加剧。传统配置方法往往对水资源系统中的不确定性进行经验估计或者忽略，没有对不确定性的深入研究，因而对不确定问题的研究尚且不够。本次研究基于礼泉县规划年2030年供需平衡分析，将基于供需平衡配置模型、多水源多目标优化配置模型和考虑系统不确定性的区间两阶段随机模型运用于礼泉县水资源合理配置中，具体研究内容如下：
　　（1）在充分了解礼泉县自然地理概况、水资源概况、经济社会发展概况的基础上，利用定额法和趋势法对规划年礼泉县需水量和可供水量进行预测，并进行三次供需平衡分析。
　　（2）以三次供需平衡结果为基础，建立基于供需平衡的礼泉县水资源合理配置模型；同时考虑到外调水的争议及分配过程中的水质问题，以礼泉县经济效益值最大和总缺水量最小为目标函数，建立75％来水水平下礼泉县多水源多目标优化配置模型。
　　（3）进一步考虑水资源系统中普遍存在的不确定性问题，采用概率数学和区间数学来表达供需水系统存在的不确定性，同时吸收两阶段规划的思想，建立区间两阶段随机规划模型。
　　研究结果表明，基于不确定理论的区间两阶段随机规划模型能有效解决礼泉县水资源配置系统中存在的不确定性，与确定性模型相比，区间两阶段随机规划模型能够支持决策者在最优解区间内做出多种决策方案，同时通过两阶段的的惩罚思想有效减少水资源的浪费。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景和意义

1.2水资源系统中的不确定性

1.3 国内外研究进展

1.4 研究目标和主要内容

1.5 研究方案及技术路线

2 礼泉县基本概况

2.1礼泉县自然地理概况

2.2研究区水资源状况

2.3研究区水资源开发利用现状

2.4本章小结

3 礼泉县供需水量预测

3.1需水量预测

3.2供水预测

3.3供需平衡分析

3.4本章小结

4 礼泉县水资源合理配置研究

4.1水资源合理配置研究

4.2基于供需平衡方案水资源配置

4.3多水源多目标水资源配置模型建立

4.4本章小结

5 基于区间两阶段随机规划的礼泉县水资源优化配置

5.1模型简介

5.2模型建立

5.3结果与讨论

5.4模型对比分析

5.5本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录