基于多目标优化的海河流域水资源综合管理研究

论文摘要

由于人类过去发展过程中过分追求经济效益,而导致生态、环境等相关问题产生,并且这些问题对人类的生存和发展从长期来看造成了深远的影响。所以,可持续发展的理念被引进到现阶段相关科学和管理中。水资源作为一种重要资源,其可持续利用也得到广泛关注。由于凭借水资源为载体可以实现其在资源、经济、生态、环境和社会等多方面的不同特性,如何实现水资源在不同属性上的科学合理利用,以及相关政策的制定会怎样影响水资源的相关分配并产生何种效果也值得我们探讨。基于上述现阶段水资源需要面对的基本问题,本研究通过建立水资源综合管理模型,在充分考虑水资源的资源属性、经济属性、生态属性、环境属性以及社会属性后,基于对作物生长、生态环境、其他产业、经济学等基本规律的探讨,兼顾粮食安全、水环境、社会公平性等相关问题。给出了如何探讨水资源政策制定实行所产生影响的基本研究方法。该模型的建构不仅以可持续发展为基本出发点,更考虑了社会的公平性以及政策影响等方面。海河流域人口密集,大中城市众多,其中主要包括北京、天津,所以流域在我国政治经济中有重要的地位。然而该流域地处我国北方地区,流域水资源总量不足全国水资源总量1.3%,却承担全国10%人口和粮食生产以及12.9%的GDP。论文探讨水资源十分有限的条件下,如何考虑水资源供给经济发展、生态修护、环境用水以及相关以水为基础的社会用水问题之间关系,并在可持续发展相关概念下,如何有效利用水资源,以及如何分析相关过程中政策制定产生何种影响的问题。在基于可持续发展概念构建海河流域综合管理模型的基础上,根据给定来水条件进行水资源多目标优化求解,得到相应水资源配置可行方案,鉴于水资源多属性问题中各维不可公度的特征,各方案间无法做到直接比较。本研究引入了OWA算子的方法,有效的解决了多属性问题不可公度的特点,使得方案间在特定情况下可以直接比较优劣。全文并采用支持向量机(SVM)技术来对优选方案进行风险评估,得到良好的结果。最后依据上述方法的方案比选方法对可行方案进行分析,给出并分析了特定条件下的推荐方案。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题研究背景与意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.3 论文研究主要内容与研究思路
• 第二章 模型概述
• 2.1 模型建构目的和要点
• 2.2 水资源系统概化
• 2.3 供水分析
• 2.4 需水分析
• 2.5 模型构建
• 第三章 OWA算子&语言化与多属性分析应用
• 3.1 OWA算子
• 3.2 OWA算子的性质
• 3.3 应用OWA算子解决多属性决策问题的一般方法和步骤
• j）的确定'>3.4 OWA算子次序权重或位置权重向量（order weights,ω_j）的确定
• 第四章 SVM介绍及应用
• 4.1 机器学习问题的表述
• 4.2 风险最小化
• 4.3 支持向量机
• 第五章 实例研究
• 5.1 案例区概况
• 5.2 水资源系统的多属性表征指标
• 5.3 水资源多维调控方案比选指标选择
• 5.4 应用OWA算子对海河流域水资源多维目标临界调控方案比选
• 5.5 应用SVM技术对海河流域水资源多维比选方案的风险评估
• 第六章 结果与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢