【文章內(nèi)容簡介】 ； （ 2）流域包含 5個縣和 1個莫米灣。 （ 3）城市擴展，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、土地利用按中等增長率預測， %； （二） 規(guī)劃方案 1）規(guī)劃目標： （ 1）增加經(jīng)濟收入 （ 2）改進環(huán)境質(zhì)量 2）規(guī)劃譜系圖： （ 1）第二層； （ 2）第一層；二級 （ 3）第一層；一級 3）具體目標： 土地利用、土壤侵蝕、水質(zhì)、魚和野生動物、室外娛樂、防洪和排水、洪水、管理土地政策、法律 目標函數(shù) 1 目標函數(shù) 2 目標函數(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。 Cr1— 每畝農(nóng)業(yè)資源管理費 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娛樂活動費用 Ckm3— 土壤侵蝕類型 m每英畝保護野生生物棲息地費用 Ckm4— 土壤侵蝕類型 m每英畝洪泛平原費用 xrn— 時期 n農(nóng)業(yè)活動 r的土地英畝數(shù) ykmn— 時期 n分配給第 k娛樂活動的土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) zmn— 時期 n分配給保護野生生物棲息地的土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) vmn— 時期 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土地活動下作物 γ 的產(chǎn)量系數(shù)。 bγn — 時期 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土地活動下作物 r的產(chǎn)量系數(shù)。 dmn— 時期 n擁有土壤侵蝕類型 m英畝數(shù) 土地約束 朝陽 水資源多目標管理模型 利用水資源技術(shù)模型和評價預測結(jié)果等，通過水資源實時管理模型計算，結(jié)合領域?qū)＜一驔Q策者等積累的知識、經(jīng)驗和偏好，分水協(xié)議、水價政策的經(jīng)濟調(diào)節(jié)作用等進行綜合分析，最后提出水資源的實時管理方案。 水資源多目標管理模型，由目標函數(shù)和目標約束條件、資源約束條件與變量約束條件構(gòu)成，其通用表達式為： 目標函數(shù) 目標約束 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)是為了最有效地達到某個目標，而對系統(tǒng)的活動施加控制。對水資源管理來說，也就是用水動力學的觀點來把握水資源系統(tǒng)，在一定約束條件下，通過某些決策變量的操作，使其按既定目標要求達到最優(yōu)。 目標函數(shù) 目標函數(shù)是水資源管理系統(tǒng)所追求的目標，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，以目標函數(shù)表征相應目標的數(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為有關的效益或費用函數(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，通過它的操縱來達到對系統(tǒng)的控制。通常決策變量可分為如下三類： ①．工程設施變量：包括確定地表水庫、地下水水源地、地下水補給設施等的最優(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．運行決策變量：即各時段地表水庫的最優(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 決策變量的實施要受到社會、經(jīng)濟、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動方程的控制，用以求解地下水運動方程的模型是建立管理模型的甚礎。 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用； b．由于抽水或排水設備能力限制，地下水位降深不能低于某一規(guī)定值； ③ .非負約束，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個街道， 5個辦事處， 24個鄉(xiāng)， 175個行政村。 建立水資源經(jīng)濟管理模型，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)的社會經(jīng)濟和水資源條件，將其分為若干個管理亞區(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，并對規(guī)劃期可供水量進行預測，對于用響應矩陣法建立管理模型的，應求含水層的單位脈沖響應函數(shù)； ③．收集地區(qū)最新國民經(jīng)濟投入產(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)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，這是管理模型建立的基礎和依據(jù)； ⑤．對規(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）進行預測； ⑥．根據(jù)管理目標，確定決策變量、目標函數(shù)和約束條件，選擇適當?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)境保護和水資源可持續(xù)利用為依據(jù)，通過對工農(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，以達到既能滿足人口增長、經(jīng)濟發(fā)展對水資源的需求，又能緩解生態(tài)環(huán)境惡化的目的。 多目標水量優(yōu)化配置模型兼顧以下五個方面的要求 : 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； 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)境用水等四個大用水部門、十幾個小用水部門。 ③ .優(yōu)化原則 本模型假設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)的實際情況，擬定首先滿足人民生活用水和工業(yè)用水，再適當安排農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水。 模型的變量設置 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 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)的實際情況，以及一些用水部門的特殊性，優(yōu)化時做了以下的假設： ①．由于農(nóng)村生活用水具有分散性，在優(yōu)化時假定農(nóng)村生活用水只來源于地下水，其它水源忽略不計。 ②．由于中水使用涉及到一定的水質(zhì)標準，出于安全考慮，假設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)和供應業(yè)的用水四個行業(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。 模型的變量設置 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 2)si 3)gi 3)tiI (3)miI (3)siI (4)giI (4)tiI (4)iI (4)giL 1)tiL(1)gi (2)siZ(1)giZ (1)miZ (1) 約束條件 ① .地表水約束 模型中各行業(yè)用地表水的總量不能超過地表水的可供水量。 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或不足于地表水可供水量的差值，即正負偏差。 ≥0 ， ≥0 ，且 =0 isisisisisisisisisisi WsddZIIIIAAA ?????????? ??)1()4()3()2()1()3()2()1(?sid?si?sid?si?sid ?sid 約束條件 ②．地下水約束 要求地下水開采量不能超過該區(qū)地下水可開采量。 ③．自來水約束 所用自來水水量不能超過可用自來水總量。 ④．中水約束 所利用的中水不能超過中水總量。 igigigigigigigigigigigigi WgddZLLIIIIAAA ???????????? ??)1()2()1()4()3()2()1()4()3()1( itititititititi WtddLIIII ??????? ??)1()4()3()2()1(imimimimimimi WmddZIII ?????? ??)1()4()3()1( 尋優(yōu)目標 ① .居民生活用水目標 在滿足水資源約束的前提下，首先保證居民生活用水。 對城鎮(zhèn)生活用水： 對于農(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 對一般工業(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)和供應業(yè)用水 ③．生態(tài)環(huán)境用水目標 iZiZimigisi WzddZZZ ????? ??)1()1()1()1()1()1()1()1()1()1()1( IiIiiIiImit