Arid
水资源管理的优化模型建立及算法研究
申梦阳
出版年2018
学位类型硕士
导师何银年
学位授予单位新疆大学
中文摘要随着社会经济文化的发展,水资源的需求也逐渐增加,如何利用有限的水资源成为了亟需解决的议题。本文主要介绍了两种水资源规划模型及求解方法,分别是地表水管理规划模型及其算法研究,和地下水管理规划模型及其算法研究。通过对具体区域进行模拟,从而验证了模型及算法的可行性,同时,结果也为水资源管理提供了一种决策方案。针对地表水如何进行合理分配问题,构建了以系统最大化收益为目标函数,以灌区作物生长需水量与地表供水情况为约束条件的优化模型,同时为了解决水资源灌溉系统中的不确定性和复杂性,引入概率密度函数和离散区间方法,最终分为两个阶段对模型进行求解。结果表明,灌溉主要集中在夏季与秋季,春季时,应优先灌溉红枣和石榴;夏秋时,主要对红枣与核桃灌溉,同时对石榴的灌溉面积进行动态调节,获得种植业最大收益,区间为[0.67×10~8,1.32×10~8]元。该模型不仅充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,而且能将经济效益与处罚风险进行权衡并以区间形式给出优化结果从而获得最为科学的决策方案,可以有效运用于地表水资源的优化配置与管理。针对地下水合理利用问题,构建了以系统最小成本作为目标函数,以将研究区的机井数目(x)和每口机井的抽水量(Q)作为决策变量,以水资源需求、水位降深、地下水埋深等为约束条件的非线性规划模型,并利用遗传算法对模型求解,得到最优机井数目。然后针对对抽水井空间布局优化问题,先利用克里格插值法对已有监测数据进行模拟出区域地下水埋深情况,然后基于熵权法,对空间布局的合理性进行综合评价,最后,将最优井数与空间布局的评价结果结合起来,以GIS数据为基础,模拟出优化后的井位分布图。结果表明,为满足水资源的需求,该研究区需要68个抽水进行灌溉,与现存井数相比减少了59%,这表明在高密度机井分布地区,大量机井可以关闭以节省成本。整体来说,这种优化机井空间布局的方法,可为决策者提供科学、可靠的地下水管理依据,并可应用于绿洲地下水资源的优化配置与管理。
中文关键词水资源 ; 优化 ; 不确定性 ; 遗传算法 ; 熵权法
语种中文
国家中国
URLhttp://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1018833547.nh&DbName=CMFD2018
来源机构新疆大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/257905
推荐引用方式
GB/T 7714
申梦阳. 水资源管理的优化模型建立及算法研究[D]. 新疆大学,2018.
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