【正文】 :26:2321:26:23March 23, 2023 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 3月 下午 9時(shí) 26分 :26March 23, 2023 1少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。 2023年 3月 23日星期四 9時(shí) 26分 23秒 21:26:2323 March 2023 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 jijijijijijixjijijijixjijijijijijiASxCCAExCCAExxCCQtCCA?????????????????????????)(1 111111111111S 調(diào)查研究、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題 量化分析 建立模型 確定輸入 模擬計(jì)算 輸出結(jié)果 最優(yōu)方案選擇 方案分析與模型使用 模型評(píng)估 輸出結(jié)果 結(jié)束 系統(tǒng)分析 修改模型 不滿意 滿意 優(yōu)選技術(shù) 方案擬定 WW?入 需當(dāng) 時(shí) ， ①②③④⑤⑥技術(shù)術(shù)語(yǔ) 作物需水量： ㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦㈧㈨㈩、農(nóng)業(yè)用水量 WW?可 供 需?入 需當(dāng) 時(shí) ，W W W??入可 供 蓄 洪 靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。 如果河段是不均勻的 、 具有多個(gè)排放口時(shí) ， 則必須把它分成多個(gè)在上游斷面只有一個(gè)排放口或支流的均勻河段 。 ???????????????????????????? izyx SzCEzyCEyxCExzwCyvCxuCtC )()()( 6. 3水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程的求解 求解方法主要有兩種：一是解析法；二是數(shù)值法。 0?dtdC ??? iI SQVCC ⑵一維水質(zhì)基本方程 一維水質(zhì)假定污染物濃度在斷面上均勻一致，只隨流程方向發(fā)生變化。 CKdtdC 1?? 水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程 水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程是根據(jù)微元水體中水流連續(xù)性原理、能量守恒原理、物質(zhì)轉(zhuǎn)化與平衡原理而建立的、模擬水質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化過(guò)程的最基本方程。 水體中污染物擴(kuò)散作用的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中： Mx為擴(kuò)散通量，即單位時(shí)間單位面積內(nèi)在 x方向由于擴(kuò)散作用通過(guò)的污染物質(zhì)量， mg/（ m2 ①遷移作用 對(duì)于過(guò)水?dāng)嗝嫔系娜我稽c(diǎn)來(lái)說(shuō)，污染物經(jīng)過(guò)該點(diǎn)并沿流向（設(shè)為 x方向）的輸移通量為 式中： Fx為過(guò)水?dāng)嗝嫔夏滁c(diǎn)沿 x方向的污染物輸移通量， mg/（ m2 對(duì)城鎮(zhèn)生活用水： 對(duì)于農(nóng)村生活用水： iiiLiLtigi FcNcddLL ????? ?? )1()1()1()1( iiiLiLgi FvNvddL ???? ?? )2()2()2( ②．工業(yè)用水目標(biāo) 對(duì)一般工業(yè) 電子及通訊制造業(yè) 石油化工業(yè) 電力蒸氣熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)用水 ③．生態(tài)環(huán)境用水目標(biāo) iZiZimigisi WzddZZZ ????? ??)1()1()1()1()1()1()1()1()1()1()1( IiIiiIiImitigisi qpddIIII ??????? ?? )2()2()2()2()2()2()2( IiIiiIiItigisi qpddIII ?????? ?? )3()3()3()3()3()3()3()3( IiIiiIiImitigisi qpddIIII ??????? ?? )4()4()4()4()4()4()4()4( IiIiiIiImitigisi qpddIIII ??????? ?? ④．農(nóng)業(yè)用水目標(biāo) 種植業(yè) 漁業(yè) 林業(yè) 畜牧業(yè) ⑤ ．開(kāi)發(fā)水資源投資目標(biāo) 水資源配置須要在水資源、生態(tài)環(huán)境和開(kāi)發(fā)水資源投資三方面達(dá)到平衡。 ③．生態(tài)環(huán)境需水涉及城鎮(zhèn)生態(tài)、河湖生態(tài)等，考慮到用水的特殊性，為節(jié)省優(yōu)質(zhì)水源，假定生態(tài)用水不使用自來(lái)水，而漁業(yè)用水主要使用地表水，畜牧業(yè)只使用地下水，其它水源忽略不計(jì)。 模型的優(yōu)化原則 ① .水源類(lèi)型 分為地表水、地下水、自來(lái)水，中水四種水源。 約束條件 決策變量的實(shí)施要受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)等方面的約束，通常可將約束條件分為如下幾類(lèi)： ① .水均衡約束，地下水量受地下水運(yùn)動(dòng)方程的控制，用以求解地下水運(yùn)動(dòng)方程的模型是建立管理模型的甚礎(chǔ)。對(duì)水資源管理來(lái)說(shuō)，也就是用水動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)把握水資源系統(tǒng)，在一定約束條件下，通過(guò)某些決策變量的操作，使其按既定目標(biāo)要求達(dá)到最優(yōu)。 ? ?n1 2 n i ii1m in ( ) , ( ) , , ( ) m in ( )f f f f??? ???? ?????x X x Xx x x xnii= 1i1( ) 0 , i 1 , 2 , , n??????x通用求解方法：將最優(yōu)化方程變化為 線性規(guī)劃圖解法、單純型法 莫米河流域多目標(biāo)分析 B級(jí)規(guī)劃案例 （一）流域特點(diǎn)： （ 1） 570萬(wàn)英畝土地、 4萬(wàn)英畝水面； （ 2）流域包含 5個(gè)縣和 1個(gè)莫米灣。 ?????? ?????? ???? ? ? ??? ? ??KkkJjMckcjkcjkcjkcjkIikijkijkijkij axcbaxcbXf1)(1 1)(12 )()(max)(maxkijbkcjb i ckji ckj kijkcjkijakcja ickj ③環(huán)境效益 —— 用污染物的最小排放量表示 式中： 為 子區(qū) 用戶單位污水排放量中重要污染物的濃度， mg/L，一般常用化學(xué)需氧量 (COD) 、生化需氧量 (BOD)等水質(zhì)指標(biāo)來(lái)表示； 為 子區(qū) 用戶的污水排放系數(shù)。 ? ?11 1 10q0q8( ) m a x g ( )xf q x????? 目標(biāo)是總收入最大。 給定洛杉磯、長(zhǎng)灘、圣地亞哥三個(gè)城市。 狀態(tài)具有無(wú)后效性的多階段決策過(guò)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程如下 無(wú)后效性 (馬爾可夫性 ) 如果某階段狀態(tài)給定后，則在這個(gè)階段以后過(guò)程的發(fā)展不受這個(gè)階段以前各段狀態(tài)的影響； 過(guò)程的過(guò)去歷史只能通過(guò)當(dāng)前的狀態(tài)去影響它未來(lái)的發(fā)展； 構(gòu)造動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型時(shí)，要充分注意是否滿足無(wú)后效性的要求； 狀態(tài)變量要滿足無(wú)后效性的要求； ? ? ,1,( ) ( , , , )knk k n k k nkuuf opts V s u s ??1 , 1 1 1[ , , ( , , , ) ]k k k k n k k ns u V s u s? ? ? ? ??狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程 ),(1 kkkk usTs ??指標(biāo)函數(shù) ),( 111, ???? nkkkknknk sususVV ? ),( 111, ??? nkkkknk sususV ?最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值 指標(biāo)函數(shù)可遞推 解 : 整個(gè)計(jì)算過(guò)程分三個(gè)階段，從最后一個(gè)階段開(kāi)始。 120000()( ) ( )()()dD tK L t K D tdtL t LD t D???＝ 動(dòng)態(tài)規(guī)劃 動(dòng)態(tài)規(guī)劃概念 動(dòng)態(tài)規(guī)劃是用來(lái)解決多階段決策過(guò)程最優(yōu)化的一種數(shù)量方法。馮尚友。北京：中國(guó)水利水電出版社 ? 水資源學(xué)。陳家琦，王浩，楊小柳。北京：科學(xué)技術(shù)出版社 參考書(shū)目 2 ? 付國(guó)偉，程聲通．水污染控制系統(tǒng)規(guī)劃．北京：清華大學(xué)出版社， 1985 ? 付國(guó)偉，程聲通．水質(zhì)管理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)分析．北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988 ? 朱黨生，王超，程曉冰．水資源保護(hù)規(guī)劃理論及技術(shù)．北京：中國(guó)水利水電出版社， 2023 第五章 水資源系統(tǒng)分析方法 模型化和最優(yōu)化 數(shù)學(xué)模型 （一） 數(shù)學(xué)模型 是一組描述和代表真實(shí)系統(tǒng)的方程。其特點(diǎn)在于，它可以把一個(gè) n 維決策問(wèn)題變換為幾個(gè)一維最優(yōu)化問(wèn)題，從而一個(gè)一個(gè)地去解決。 第一階段（ C →D ）： C 有三條路線到終點(diǎn) D 。 可供水量 Q=8億立方米， 各城市用水的收益函數(shù)（億美元）如表。 第二階段，只考慮二個(gè)城市 ? ?1 2 32 ,( ) m a x 2 1x x xfq ?? 城 市 收 入 城 市 收 入? ?22 2 2 1 20q0q8( ) m a x g ( ) ( )xf q x f q x????? ? ? 確定分配洛杉磯 長(zhǎng)灘 4效益最大。 ?????????????? ??? ? ? ??? ? ??KkkJjMckcjkIikijkjkj xxpdXf1)(1 1)(13 )(maxkkjd kjpj jk 約束條件有： ① 供水系統(tǒng)的供水能力約束 公共水源 獨(dú)立水源 式中： 、 分別為公共水源 和 子區(qū)獨(dú)立水源 的可供水量上限； 為公共水源 分配給 子區(qū)的水量。 （ 3）城市擴(kuò)展，造成土壤侵蝕 （ 3）土壤侵蝕和泥沙沉積，造成水質(zhì)、魚(yú)類(lèi)、洪水、美觀問(wèn)題。 目標(biāo)函數(shù) 目標(biāo)函數(shù)是水資源管理系統(tǒng)所追求的目標(biāo)，即使決策所產(chǎn)生的結(jié)果最優(yōu)化。 ② .限量和需求約束。 ② .用水部門(mén) 在本區(qū)條件下與模型優(yōu)化分配水資源有關(guān)的用水部門(mén)有 :生活用水（城鎮(zhèn)生活用水、農(nóng)村生活用水）、工業(yè)用水（電子及通訊制造業(yè)用水、一般工業(yè)用水、石油化工用水、電力蒸氣熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)用水）、農(nóng)業(yè)用水（種植業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)）和生態(tài)環(huán)境用水等四個(gè)大用水部門(mén)、十幾個(gè)小用水部門(mén)。 模型的變量設(shè)置 siA (1)giA (1)si (2)siA (3)giA (3)gi (4)siI (1)g