【正文】 庫(kù) D，可以經(jīng)過(guò) B、 C水庫(kù)調(diào)節(jié)。 目標(biāo)是總收入最大。 ? ?i ( ) 0 , i 1 , 2 , , mg? ? ?X x x? ?1 2 nm in ( ) , ( ) , , ( )f f f?xX x x xi ( ) 0 , i 1 , 2 , , mg ??x 多目標(biāo)優(yōu)化配置模型的目標(biāo)函數(shù)主要考慮以下幾個(gè)： ① 社會(huì)效益 —— 用區(qū)域總?cè)彼孔钚”硎? 式中： 為 子區(qū) 用戶的需水量， 104m3； 、 分別為獨(dú)立水源 、公共水源 向 子區(qū) 用戶的供水量， 104m3。其他符號(hào)含義同前。 dmn— 時(shí)期 n擁有土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) 土地約束 朝陽(yáng) 水資源多目標(biāo)管理模型 利用水資源技術(shù)模型和評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果等，通過(guò)水資源實(shí)時(shí)管理模型計(jì)算，結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和偏好，分水協(xié)議、水價(jià)政策的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)作用等進(jìn)行綜合分析，最后提出水資源的實(shí)時(shí)管理方案。 ②．產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變量：即確定各行各業(yè)的最優(yōu)規(guī)摸，如農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)中的灌溉面積及作物種類等。 模型的目的要求 本模型以區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水資源可持續(xù)利用為依據(jù)，通過(guò)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活和生態(tài)環(huán)境等用水的合理分配，以達(dá)到既能滿足人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求，又能緩解生態(tài)環(huán)境惡化的目的。 考慮到朝陽(yáng)區(qū)的實(shí)際情況，以及一些用水部門(mén)的特殊性，優(yōu)化時(shí)做了以下的假設(shè)： ①．由于農(nóng)村生活用水具有分散性，在優(yōu)化時(shí)假定農(nóng)村生活用水只來(lái)源于地下水，其它水源忽略不計(jì)。 ④．中水約束 所利用的中水不能超過(guò)中水總量。 2023年各行業(yè)水資源分配（萬(wàn) m3） 優(yōu)化結(jié)果分析 2023年農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)用水量分配（萬(wàn) m3） 優(yōu)化結(jié)果分析 2023年農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)用水量分配（萬(wàn) m3） 第六章 水環(huán)境系統(tǒng)模型 污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理 ①遷移與擴(kuò)散； ②吸附與解吸； ③沉淀與再懸?。? ④降解作用。 分子擴(kuò)散過(guò)程服從費(fèi)克（ Fick）第一定律，即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的溶解物質(zhì)的質(zhì)量與溶解物質(zhì)濃度在該面積法線方向的梯度成正比。 CKdtdC s?? 4）降解作用 通常，大多數(shù)污染物在隨水流遷移擴(kuò)散的同時(shí)，還在微生物的生物化學(xué)作用下分解和轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，從而使水體中污染物濃度降低，這種現(xiàn)象被稱為降解。 ???? iII SCVQCVQdtdC ②穩(wěn)定情況 流量、濃度不隨時(shí)間而變化 穩(wěn)態(tài)時(shí)， ， Q＝ QI， V為常數(shù)，非穩(wěn)定態(tài)方程可變?yōu)椋捶€(wěn)定態(tài)基本方程）： 非穩(wěn)態(tài)情況常?？梢酝ㄟ^(guò)一定的簡(jiǎn)化，使之近似為穩(wěn)態(tài)。 根據(jù)質(zhì)量守恒原理，水平二維水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程： 式中： Ex為 x方向的分子擴(kuò)散系數(shù)、紊動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)和離散系數(shù)之和； Ey為 y方向的分子擴(kuò)散系數(shù)、紊動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)和離散系數(shù)之和； u、 v分別為 x、 y方向上的流速分量， m/s； H為水深， m；其他符號(hào)意義同前。如果在 x=0處污染物濃度為 C0 ，則其解為： 式中： u為河段平均流速， m/s；其他符號(hào)意義同前。 在對(duì)空間導(dǎo)數(shù)進(jìn)行差分時(shí)，可取時(shí)間 tj或 tj+1時(shí)的濃度，也可以用這兩個(gè)時(shí)刻濃度的加權(quán)平均值，如 jiji CtxC ?),( tCCtC jiji????? ? 1xCCxC jiji????? ? 1xCCxC jiji????? ??? 111 一維水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化基本方程的有限差分可寫(xiě)為： 式中： 源漏項(xiàng)，即一維水質(zhì)基本方程中的 ∑Si。常用的數(shù)值法有有限差分法、有限單元法等。 ①零維水質(zhì)的情況 為便于求解，設(shè)水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化方程的源漏項(xiàng)由一階反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系（即 ∑Si＝－ K1C）來(lái)表示，同時(shí)令 R I? VT ? 零維水質(zhì)基本方程可化簡(jiǎn)為： 式中： K1為流入單元水體的污染物一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)系數(shù)， d1； R為水體的入流量與出流量之比； T為入流水量在單元水體容積中的滯留時(shí)間；其他符號(hào)意義同前。 ?????????????? ASxCAEEExxCQtCA idxtxmx ])[( 對(duì)于均勻河段（即過(guò)水?dāng)嗝?、流速、擴(kuò)散系數(shù)均為常數(shù)），則上式可寫(xiě)為 河流的離散系數(shù) Ed一般要比分子擴(kuò)散系數(shù) Em、紊動(dòng)擴(kuò)散系數(shù) Et大得多，后者與前者相比，常?？梢院雎?，則方向上的擴(kuò)散系數(shù) Ex＝ Emx＋ Etx＋ Edx≈ Edx。根據(jù)水量平衡方程和質(zhì)量平衡方程建立非穩(wěn)定態(tài)和穩(wěn)定態(tài)方程。 xCEEEMdxtxmxx ?????? )(C?? 2）吸附與解析作用 吸附與解吸過(guò)程是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。 uCF x ? 對(duì)于整個(gè)過(guò)水?dāng)嗝?，污染物的輸移率為? 式中： FA為過(guò)水?dāng)嗝嫔系奈廴疚镙斠坡剩?mg/s； 為經(jīng)過(guò)該斷面的水體平均流速， m/s； A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e， m2； 為斷面上污染物的平均濃度； Q為該斷面的流量， m3/s。 ①．滿足水量約束條件 P1 ②．滿足居民生活用水要求 P2 ③．滿足工業(yè)用水要求 P3 ④．滿足農(nóng)業(yè)用水要求 P4 ⑤．滿足生態(tài)環(huán)境用水要求 P5 ⑥．水資源開(kāi)發(fā)費(fèi)盡可能小于投資費(fèi)用 P6 本模型的目標(biāo)函數(shù) P )(min 1 ???? ???? mitigisi ddddZ )( )2()1(2 ?? ?? iLiL ddZ )(min )4(4)3(3)2(2)1(13 ???? ???? iIiIiIiI ddddZ ???? )(min)4()3()2()1(4 ???? ???? iAiAiAiA ddddZ?? ZidZ 5mi n654321min PPPPPPZ ???????? ?? cici ddZ 6min 優(yōu)化結(jié)果分析 以下為朝陽(yáng)區(qū) 2023年， 2023年， 2023年的水資源數(shù)據(jù) 人口及用水定額 可用水資源量 （萬(wàn) m3） 農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水量（萬(wàn) m3） 優(yōu)化結(jié)果分析 2023年， 2023年， 2023年 工業(yè)產(chǎn)值增加值及萬(wàn)元增加值取水量 優(yōu)化結(jié)果分析 2023年農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活、生態(tài)用水量分配（萬(wàn) m3） 優(yōu)化結(jié)果分析 本模型對(duì)開(kāi)發(fā)地表水、開(kāi)采地下水、自來(lái)水和中水單位水量的成本的按比例 ： ： 1： ，自來(lái)水開(kāi)發(fā)成本計(jì)為 1，其它則按比例折算。 式中 Wsi表示第 i分區(qū)地表水可供水量， ， 表示所用地表水量之和超過(guò)或不足于地表水可供水量的差值，即正負(fù)偏差。 ③ .優(yōu)化原則 本模型假設(shè)除了水資源以外的各種因素都己具備，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的大小只取決于水資源條件。如： a．需要考慮抽水或排水所需的能量效率或費(fèi)用； b．由于抽水或排水設(shè)備能力限制，地下水位降深不能低于某一規(guī)定值； ③ .非負(fù)約束，這是用單純形法求解線性規(guī)劃問(wèn)題的必要條件。在最優(yōu)化技術(shù)方法中，以目標(biāo)函數(shù)表征相應(yīng)目標(biāo)的數(shù)值極大化或極小化。 （ 4）表土流失，造成土地生產(chǎn)能力下降。其他符號(hào)含義同前。 ? ?22 2 2 1 207( 7 ) m a x g ( ) ( 7 )xf x f x??? ? ?21212121221212121g ( 0) ( 7 ) 0 96 96g ( 1 ) ( 6) 5 91 96g ( 2) ( 5 ) 14 85 99g ( 3 ) ( 4) 40 75 115( 7 ) m a xg ( 4) ( 3 ) 55 35 9065 12 77g ( 5 ) ( 2)70 6g ( 6) ( 1 )75 0g ( 7 ) ( 0)fffffffff??? ????? ??? ??? ???? ? ? ???? ??? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???????7675??????????????????????????2 ( 7 ) 115f ?*2x3? 目標(biāo)是總收入最大。 供水最大收益 問(wèn)題 Q為供應(yīng)基本需求的剩余水量，沒(méi)有最大最小要求。 A B1 B2 C1 C2 C3 D 2 4 3 3 3 3 2 1 1 1 4 f1 (C1 ) = 1 ； f1(C2 ) = 3 ； f1 (C3 ) = 4 渠道最短路徑問(wèn)題 從水庫(kù) A的調(diào)水到水庫(kù) D，可以經(jīng)過(guò) B、 C水庫(kù)調(diào)節(jié)。 1 2 n ? ? ? ? 狀態(tài) 決策 狀態(tài) 決策 狀態(tài) 狀態(tài) 決策 渠道最短路徑問(wèn)題 A B1 B2 C1 C2 C3 D 2 4 3 3 3 3 2 1 1 1 4 2 1 1 13 2 1 1 2 21 1 1 2 2