考虑生态环境的灌区双水源区间两阶段模糊可信性约束模型

摘要

对水资源进行合理的优化配置是缓解水资源短缺问题和遏制生态环境持续恶化的重要途径之一。为了实现水资源的可持续利用和生态环境的良性循环,该研究针对灌区水资源配置系统中存在的复杂性和不确定性,以黑龙江省建三江垦区为研究区,将水质污染治理成本(生态补偿费用)与系统经济收益相结合作为目标函数,引入离散区间、概率分布函数及模糊数表示系统中的多重不确定性,通过设置不同的可信性置信水平解决带有违规风险概率的模糊风险问题,进而建立考虑生态环境的区间两阶段模糊可信性约束规划模型。通过对模型求解,实现地表地下水资源在典型作物间合理的优化配置,得到不同来水情境下生态补偿费用、不同水源不同作物的最优配水方案及不同可信性置信水平下系统最大经济效益,结果表明:模型能够反映系统中的不确定性,有效平衡系统收益与违规风险,并通过满足生态需水和农业排污约束以促进系统经济效益和生态环境的协调发展;当来水水平分别为低、中、高3种流量时,研究区地表水生态补偿费用和地下水生态补偿费用均呈现下降的趋势;当可信性置信水平为1.0时,系统经济收益为29.88×10^(8)~52.18×10^(8)元,当可信性置信水平为0.5时,系统经济收益为31.17×10^(8)~53.44×10^(8)元,系统收益值随着可信性置信水平的降低而升高,管理者可根据实际情况和风险偏好选择科学合理的决策方案,以实现水资源的高效利用与可持续发展。该研究所构建的不确定性优化模型和作物配水结果可为类似地区的水资源优化配置提供参考。