安阳市水资源优化配置研究

论文摘要

水资源是人类生存和社会发展的必要物质基础,是可持续发展的重要保障。随着人口的增长、社会经济的发展和人们生活水平的提高,对水资源的需求无论是量还是质上都有了巨大的增长。由于过去一些错误的认识以及对水资源的不合理开发与利用,使许多国家已陷入水资源短缺的困境。在我国,水资源短缺在很多地区已经严重阻碍经济社会发展,直接影响我国经济社会的可持续发展。因此研究区域水资源优化配置对促进区域社会、经济、资源、环境协调发展具有重要意义。本文在阅读大量文献、科技期刊的基础上,总结前人的研究成果,对水资源优化配置理论和模型建立进行了探索和研究。并在可持续发展理论为指导思想下,以河南省安阳市为课题,进行需水量预测及优化配置的理论探讨和实际应用研究。本文研究内容归纳起来主要有以下几方面内容:1、在综述了国内外研究现状的基础上,阐述水资源优化配置问题提出的背景和其研究意义,并指出目前存在的主要问题。2、分析了可持续发展理论和量化准则的概念,探讨可持续发展的量化方法。3、简述区域水资源需水量预测的方法。将需水结构分为生活需水、生态需水、农业需水和工业需水四部分,分别进行预测。4、以经济效益、社会效益和环境效益为目标,结合区域内多种水源的约束条件,建立相应的数学模型。对遗传算法在水资源优化配置中的求解思路进行了研究,并对GA的编码、适应度、遗传算法算子设计和实现进行了详细的阐述。介绍了基于遗传算法的求解技术和方法--多目标分解协调遗传算法和大系统总体优化遗传算法两种优化方法及其在模型求解中的应用。5、针对安阳市水资源系统的特点和实情情况,对水资源系统进行规划分区。采用定额法对安阳市降雨保证率p=50%下对2010、2015、2030三个规划水平年的需水量进行了预测。建立安阳市水资源优化配置模型,求解方法采用多目标分解协调遗传算法,利用Matlab的遗传算法工具箱函数进行计算机脚本程序的编写,对模型进行求解,得到该区水资源优化配置的结果,并进行了成果分析。最后,综合理论和应用研究成果,指出今后需要进一步加强研究的内容。本文立足于统筹考虑、科学配置,充分利用和保护有限水资源,促进节水和水资源的高效利用,使有限的水资源得到优化配置,发挥出最大的经济、社会、环境效益,以水资源的可持续利用确保经济社会的可持续发展,为今后进行从事水资源规划等工作积累了宝贵的经验。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外水资源优化配置研究
• 1.2.2 国内水资源优化配置研究
• 1.2.3 目前存在的主要问题及发展方向
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 可持续发展概论及量化方法
• 2.1 可持续发展的概论
• 2.1.1 可持续发展理论的提出
• 2.1.2 可持续发展的内涵及主要目标
• 2.2 可持续发展的量化方法
• 2.2.1 可持续发展的量化准则
• 2.2.2 可持续发展的量化方法
• 第三章 区域水资源需水量预测及分析
• 3.1 社会经济指标预测
• 3.2 需水量预测
• 3.2.1 生活需水量预测
• 3.2.2 工业需水量预测
• 3.2.3 农业需水量预测
• 3.2.4 生态环境需水量预测
• 3.2.5 需水量年内分配
• 第四章 基于可持续发展的区域水资源优化配置模型
• 4.1 基于可持续发展的区域水资源优化模型的建立
• 4.1.1 水资源分区与水源、用户构成
• 4.1.2 模型目标的确定
• 4.1.3 模型的约束条件
• 4.1.4 模型参数的确定
• 4.2 区域水资源优化模型的求解方法
• 4.2.1 大系统总体优化遗传算法
• 4.2.2 多目标分解协调遗传算法
• 4.2.3 遗传算法的基本实现技术
• 第五章 安阳市水资源优化配置
• 5.1 安阳市概况
• 5.1.1 自然地理
• 5.1.2 社会经济状况
• 5.1.3 水资源状况
• 5.2 安阳市需水量预测与可供水量
• 5.2.1 需水量预测
• 5.2.2 可供水量
• 5.3 安阳市水资源优化配置模型的建立
• 5.3.1 规划水平年
• 5.3.2 水资源分区、水源用户构成与参数确定
• 5.3.3 模型目标函数与约束条件
• 5.4 模型的求解和成果分析
• 5.4.1 模型的求解
• 5.4.2 成果分析
• 5.4.3 水资源合理开发利用对策与建议
• 结论与展望
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介
• 致谢