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《《水資源優(yōu)化配置》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、目錄1緒論3多目標(biāo)規(guī)劃4多目標(biāo)規(guī)劃在水資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用5結(jié)語(yǔ)2水資源規(guī)劃發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1緒論我國(guó)水資源總量很大，但人均占有量卻遠(yuǎn)低于世界平均水平。近年來(lái)，隨著人口的增長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水危機(jī)問(wèn)題日益突出。北方地區(qū)缺水嚴(yán)重，地下水已嚴(yán)重超采；南方地區(qū)排水日益超標(biāo)，造成嚴(yán)重的水體污染及水體富營(yíng)養(yǎng)化；西北干旱半干旱地區(qū)經(jīng)濟(jì)用水大量擠占生態(tài)環(huán)境用水。從全國(guó)范圍來(lái)看，我國(guó)水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀很不樂(lè)觀，在治理、配置、保護(hù)、節(jié)約和管理等方面亟待加強(qiáng)。為了合理開(kāi)發(fā)利用水資源，充分發(fā)揮水資源的綜合效益，水資源規(guī)劃越來(lái)越受到人們的重視。隨
2、著科學(xué)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水資源規(guī)劃的方法也在不斷的更新變化，從線性規(guī)劃法，到動(dòng)態(tài)規(guī)劃，到現(xiàn)在的多目標(biāo)規(guī)劃。2水資源規(guī)劃的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)水資源規(guī)劃的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀2.119世紀(jì)以前人類(lèi)就已開(kāi)展水資源規(guī)劃工作，到20世紀(jì)初逐步從定性走向定量。20年代，美國(guó)學(xué)者首先提出應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方法，此后蘇聯(lián)學(xué)者使其形成了較完整的水資源規(guī)劃數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。之后，隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，提出水資源數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，即以數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述水資源系統(tǒng)特征及開(kāi)發(fā)利用中相互依賴(lài)和制約的關(guān)系，并求出為某一目標(biāo)（或多目標(biāo)）
3、服務(wù)的最優(yōu)解，其內(nèi)容包括線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、非線性規(guī)劃與多目標(biāo)規(guī)劃等。2水資源規(guī)劃的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)水資源規(guī)劃的發(fā)展趨勢(shì)2.2水資源規(guī)劃是水利規(guī)劃與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展總體規(guī)劃的重要組成部分，是充分發(fā)揮水資源最大綜合效益的重要手段。通過(guò)水資源規(guī)劃，進(jìn)一步摸清我國(guó)水資源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，在分析水資源承載能力的基礎(chǔ)上，提出合理開(kāi)發(fā)、高效利用、優(yōu)化配置、全面節(jié)約、有效保護(hù)、綜合治理、科學(xué)管理水資源的布局與方案，作為今后水資源利用與管理的依據(jù)與準(zhǔn)則，保障社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。多目標(biāo)規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程19世紀(jì)90年代多目標(biāo)最優(yōu)化思想，最早是
4、在1896年由法國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家V.帕雷托提出來(lái)的。他從政治經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度考慮把本質(zhì)上是不可比較的許多目標(biāo)化成單個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)化問(wèn)題。20世紀(jì)40年代1947年，J.馮·諾伊曼和O.莫根施特恩從對(duì)策論的角度提出了有多個(gè)決策者在彼此有矛盾的情況下的多目標(biāo)問(wèn)題。20世紀(jì)60年代至今1963年，L.A.扎德從控制論方面提出多指標(biāo)最優(yōu)化問(wèn)題。1968年，A.M.日夫里翁引進(jìn)了真有效解概念，并得到了有關(guān)的結(jié)果。自70年代以來(lái)，多目標(biāo)規(guī)劃的研究越來(lái)越受到人們的重視。20世紀(jì)50年代1951年，T.C.庫(kù)普曼斯從生產(chǎn)和分配的活動(dòng)中提出多目標(biāo)最優(yōu)化
5、問(wèn)題，引入有效解的概念。同年，H.W.庫(kù)恩和A.W.塔克爾從研究數(shù)學(xué)規(guī)劃的角度提出向量極值問(wèn)題。3多目標(biāo)規(guī)劃多目標(biāo)規(guī)劃發(fā)展歷程3.13多目標(biāo)規(guī)劃多目標(biāo)規(guī)劃的特點(diǎn)3.2特點(diǎn)1特點(diǎn)2特點(diǎn)3特點(diǎn)4在多目標(biāo)規(guī)劃中，目標(biāo)的度量單位多是不可公度的；各目標(biāo)之間的權(quán)益是相互競(jìng)爭(zhēng)、相互矛盾的；其解不能使多目標(biāo)同時(shí)達(dá)到最優(yōu)，而且不是唯一的；多目標(biāo)能更全面的反映整體的綜合利益。3多目標(biāo)規(guī)劃多目標(biāo)規(guī)劃的一般數(shù)學(xué)模型3.3數(shù)學(xué)模型s.t.式中：為目標(biāo)函數(shù)；為約束集。3多目標(biāo)規(guī)劃模型的求解3.4效用最優(yōu)化模型約束模型目標(biāo)優(yōu)化模型罰款模型粒子群算法3多
6、目標(biāo)規(guī)劃規(guī)劃問(wèn)題的各個(gè)目標(biāo)函數(shù)可以通過(guò)一定的方式進(jìn)行求和運(yùn)算。這種方法將一系列的目標(biāo)函數(shù)與效用函數(shù)建立相關(guān)關(guān)系，各目標(biāo)之間通過(guò)效用函數(shù)協(xié)調(diào)，使多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的單目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題：（一）效用最優(yōu)化模型ψ是與各目標(biāo)函數(shù)相關(guān)的效用函數(shù)的和函數(shù)。3多目標(biāo)規(guī)劃在用效用函數(shù)作為規(guī)劃目標(biāo)時(shí)，需要確定一組權(quán)值來(lái)反映原問(wèn)題中各目標(biāo)函數(shù)在總體目標(biāo)中的權(quán)重，即：（一）效用最優(yōu)化模型3多目標(biāo)規(guī)劃若規(guī)劃問(wèn)題的某一目標(biāo)可以給出一個(gè)可供選擇的范圍，則該目標(biāo)就可以作為約束條件而被排除出目標(biāo)組，進(jìn)入約束條件組中。假如，除第一個(gè)目標(biāo)外，其余目標(biāo)都可以提
7、出一個(gè)可供選擇的范圍，則該多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題就可以轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題：（二）約束模型3多目標(biāo)規(guī)劃需要預(yù)先確定各個(gè)目標(biāo)的期望值，同時(shí)給每一個(gè)目標(biāo)賦予一個(gè)優(yōu)先因子和權(quán)系數(shù)，假定有K個(gè)目標(biāo)，L個(gè)優(yōu)先級(jí)（），目標(biāo)規(guī)劃模型的數(shù)學(xué)形式為：（三）目標(biāo)優(yōu)化模型3多目標(biāo)規(guī)劃（三）目標(biāo)優(yōu)化模型式中：分別表示與相應(yīng)的、與相比的目標(biāo)超過(guò)值和不足值，即正、負(fù)偏差變量；表示第l個(gè)優(yōu)先級(jí)；表示在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)中，不同目標(biāo)的正、負(fù)偏差變量的權(quán)系數(shù)。4多目標(biāo)規(guī)劃在水資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用4.1水資源優(yōu)化配置水資源優(yōu)化配置是水資源規(guī)劃的重要組成部分，是指在一個(gè)特定
8、的流域或區(qū)域范圍內(nèi)，遵循高效、公平和可持續(xù)的原則，通過(guò)工程與非工程措施，考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律與資源配置準(zhǔn)則，通過(guò)合理抑制需求、有效增加供水、積極保護(hù)生態(tài)環(huán)境等手段和措施，對(duì)有限的、不同形式的水資源，在區(qū)域間和各用水部門(mén)間進(jìn)行時(shí)間和空間上的科學(xué)分配。4多目標(biāo)規(guī)劃在水資源優(yōu)化配置中的應(yīng)用4.1水資源優(yōu)化配置水資
