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水资源管理学导论

                              姜文来 唐曲 雷波 等著

化学工业出版社,北京,2005


 五、水资源复合系统优化

寻求复合系统最优化是我们面临的重要课题之一。所谓系统优化就是通过寻找影响系统目标的优化变量各分量的某种取值组合,使得系统目标函数在给定约束条件下达到最优或近似最优。水资源复合系统的优化就是在有限的水资源条件下,通过系统内部各变量之间、各变量与各子系统之间、各子系统之间、系统与环境之间的组合和协调,最大限度地满足生产、生活、生态等各用水部门的可持续利用要求,达到经济效益、社会效益和生态效益的最佳。

水资源复合系统中,水资源系统是一个纽带,与其它系统密切联系起来。我国最早对此问题研究是   建立了基于宏观经济水资源系统的区域水资源多目标集成模型,模型的基本结构如下(蔡喜明等,1996)。

2-2-3 基于宏观经济水资源系统集成系统示意图

 

本模型以多目标优化模型为核心,综合考虑农业用水模型、宏观经济模型、工业用水和生活用水模型、水质模型、水管理模拟模型、工程评价模型等。模型之间建立进行相互联系关系,实现模型间的通信。宏观经济模型的主体是投入产出模型(IO模型),该模型建立各经济部门的产出方程、经济结构方程、投资方程等。农业子模型:给出农业生产与产值之间的关系;农业生产因素包括耕地面积、作物结构、作物需水量(包括节水因素)及作物产量;生活需水子模型预测生活需水量,考虑人口、城乡分布、住房密度、公共事业、生活水平以及水质要求等多种因素;工业需水子模型确定工业产值与需水量之间的关系,考虑工业布局、用水管理及技术进步等因素;环境子模型建立水质与经济发展、工农业生产、居民生活及水处理措施等因素间的关系。

在确定模型多目标分析中,考虑到模型复杂程度,选择了国民生产总值(GDP)、生物需氧量(BOD)、粮食总产量和城镇就业率4个目标为系统总目标,约束条件为经济部门的约束、城市就业的约束、环境质量的约束、农业生产的约束、水投资约束、水供需平衡的约束和其他约束。

总之,宏观经济水资源规划多目标决策分析方法和思路是将水资源规划和管理问题纳入有关的经济/环境系统中进行整体研究,实质上是研究宏观经济/环境与资源合理配置问题(翁文斌等,1995)。

系统的优化方法在根据实际情况选定目标函数,确定约束条件,然后进行求解等。在此具体过程不在进行详细地介绍。

关于水资源复合系统问题,在后面的章节中有过较为详细的论述。

 

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