【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 放所規(guī)定的濃度； 為允許的污染物排放總量。其他符號(hào)含義同前。 ⑤非負(fù)約束 、 ⑥其他約束 rorkj cc ? 01)(1 1)(1 WxxpdKkkJjMckcjkIikijkjkj ????????? ?? ? ??? ? ??rkjckijxkcjx 0?kj rrc0r 0W 121 1 1 22 2 1 2, , ,n n 1 2( , , , )( , , , )m in ( , , , )nnnx x xnf x x xf x x xf x x x????????????????其中 參數(shù)需要主觀確定。 ? ?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） 570萬英畝土地、 4萬英畝水面； （ 2）流域包含 5個(gè)縣和 1個(gè)莫米灣。 （ 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)、魚類、洪水、美觀問題。 （ 4）表土流失，造成土地生產(chǎn)能力下降。 （ 5）人口、經(jīng)濟(jì)、土地利用按中等增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)， %； （二） 規(guī)劃方案 1）規(guī)劃目標(biāo)： （ 1）增加經(jīng)濟(jì)收入 （ 2）改進(jìn)環(huán)境質(zhì)量 2）規(guī)劃譜系圖： （ 1）第二層； （ 2）第一層；二級(jí) （ 3）第一層；一級(jí) 3）具體目標(biāo)： 土地利用、土壤侵蝕、水質(zhì)、魚和野生動(dòng)物、室外娛樂、防洪和排水、洪水、管理土地政策、法律 目標(biāo)函數(shù) 1 目標(biāo)函數(shù) 2 目標(biāo)函數(shù) n 規(guī)劃子區(qū) 1 規(guī)劃子區(qū) 2 規(guī)劃子區(qū) m 價(jià)值協(xié)調(diào) （三）規(guī)劃子模型 155()1 1 2 3 41x , y , z , v1 1 1 1m in ( x , y, z , v ) ( 1 ) nNRttr rn k m k m n m m n m m nn r m kf C x C y C z C v ? ??? ? ? ??? ?? ????? ? ? ? ??? ?? ????????? ? ? ? ① 土地利用 式中： f1— 土地資源管理費(fèi)。 Cr1— 每畝農(nóng)業(yè)資源管理費(fèi) R— 農(nóng)業(yè)管理措施：耕翻、輪作、耕作、梯田化 Ckm2— 土壤侵蝕類型 m每英畝第 k娛樂活動(dòng)費(fèi)用 Ckm3— 土壤侵蝕類型 m每英畝保護(hù)野生生物棲息地費(fèi)用 Ckm4— 土壤侵蝕類型 m每英畝洪泛平原費(fèi)用 xrn— 時(shí)期 n農(nóng)業(yè)活動(dòng) r的土地英畝數(shù) ykmn— 時(shí)期 n分配給第 k娛樂活動(dòng)的土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) zmn— 時(shí)期 n分配給保護(hù)野生生物棲息地的土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) vmn— 時(shí)期 n分配給洪泛平原的土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) r1Rrn nra x b?????土地利用約束 式中： aγr — 第 r土地活動(dòng)下作物 γ 的產(chǎn)量系數(shù)。 bγn — 時(shí)期 n作物 r的最低生產(chǎn)水平 γ — 作物類型：玉米、小麥、大豆、燕麥 生產(chǎn)約束 mr1Rrn m n m nrx v d?????式中： δ γn — 第 r土地活動(dòng)下作物 r的產(chǎn)量系數(shù)。 dmn— 時(shí)期 n擁有土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) 土地約束 朝陽 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。 水資源多目標(biāo)管理模型，由目標(biāo)函數(shù)和目標(biāo)約束條件、資源約束條件與變量約束條件構(gòu)成，其通用表達(dá)式為： 目標(biāo)函數(shù) 目標(biāo)約束 資源約束 變量約束 ， ])([min1 1? ?? ????? ?? LjKiiijiijj dwdwPZ gddCXii ??? ?－bBX ?0?X?id 0??id 0?? ?? ii dd 管理的本質(zhì)是為了最有效地達(dá)到某個(gè)目標(biāo)，而對(duì)系統(tǒng)的活動(dòng)施加控制。對(duì)水資源管理來說，也就是用水動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來把握水資源系統(tǒng)，在一定約束條件下，通過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)。 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。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。 如 式中 Qi為 i區(qū)域的抽水或排水流量； Ci為有關(guān)的效益或費(fèi)用函數(shù)。 Mi n/MaxQC ii ?? 決策變量 決策就是施加影響因素，施加控制，在水資源管理工作中，把人為可控的輸入稱為決策變量，通過它的操縱來達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的控制。通常決策變量可分為如下三類： ①．工程設(shè)施變量：包括確定地表水庫、地下水水源地、地下水補(bǔ)給設(shè)施等的最優(yōu)尺寸。 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)開發(fā)中的灌溉面積及作物種類等。 ③．運(yùn)行決策變量：即各時(shí)段地表水庫的最優(yōu)蓄水和放水、地下水抽水和回灌量的聯(lián)合調(diào)度方案。 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?？蓪⒓s束條件分為如下幾類： 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)。 ② .限量和需求約束。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)劃問題的必要條件。 朝陽區(qū)概況 朝陽區(qū)位于北京市區(qū)東部，華北大平原北端。全區(qū)土地面積，全區(qū)轄 22個(gè)街道， 5個(gè)辦事處， 24個(gè)鄉(xiāng)， 175個(gè)行政村。 建立水資源經(jīng)濟(jì)管理模型，需要遵循以下步驟： ①．首先要確定管理期和管理范圍，根據(jù)管理區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和水資源條件，將其分為若干個(gè)管理亞區(qū)； ②．研究區(qū)域水資源條件，建立地表水和地下水模擬模型，并對(duì)規(guī)劃期可供水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)于用響應(yīng)矩陣法建立管理模型的，應(yīng)求含水層的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)； ③．收集地區(qū)最新國(guó)民經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出表，確定管理區(qū)的主要產(chǎn)業(yè)部門； ④．收集管理區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，這是管理模型建立的基礎(chǔ)和依據(jù)； ⑤．對(duì)規(guī)劃期用水單耗（如人均用水量、萬元產(chǎn)值耗水量、農(nóng)作物灌溉定額）進(jìn)行預(yù)測(cè)； ⑥．根據(jù)管理目標(biāo)，確定決策變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蠼狻? 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。 多目標(biāo)水量?jī)?yōu)化配置模型兼顧以下五個(gè)方面的要求 : ① .滿足人民生活用水量需求； ② .滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的基本需要； ③ .滿足生態(tài)環(huán)境用水的需求； ④ .完成規(guī)劃工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值目標(biāo)； ⑤ .在滿足需水要求的前提下，開發(fā)水資源投資最小。 模型的優(yōu)化原則 ① .水源類型 分為地表水、地下水、自來水，中水四種水源。 ② .用水部門 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、十幾個(gè)小用水部門。 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。根據(jù)朝陽區(qū)的實(shí)際情況，擬定首先滿足人民生活用水和工業(yè)用水，再適當(dāng)安排農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水。 模型的變量設(shè)置 在模型中分別以 Ai、 Ii、 Li、 Zi分別表示第 i分區(qū)上農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水、生態(tài)用水分配水量。用上標(biāo) s表示地表水， g表示地下水， t表示自來水， m表示中水。 考慮到朝陽區(qū)的實(shí)際情況，以及一些用水部門的特殊性，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)村生活用水只來源于地下水，其它水源忽略不計(jì)。 ②．由于中水使用涉及到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，出于安全考慮，假設(shè)中水水僅用于一般工業(yè)、石油化工業(yè)、生態(tài)環(huán)境和電力、蒸汽、熱水、的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的用水四個(gè)行業(yè)。 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)。 模型的變量設(shè)置 siA (1)giA (1)si (2)siA (3)giA (3)gi (4)siI (1)giI (1)tiI (1)miI (1)siI (2)giI (2)ti