水资源系统分析 B 及答案
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东北农业大学成人教育学院考试题签
水资源系统分析（ B ）
一、填充题（每题 1 分，共20 分）
1 现状年的选取一般与进行（）接近的年份，应尽量避免特丰或特枯的年份。
2 分析范围内（）中存在问题分析应有针对性，要定性和定量相结合，加强比较，注意对问题的原因分析。
3 （）是指区域水资源状况及其开发利用所涉及的范围，一般应覆盖取水水源和取退水影响的论证范围。
4 建设项目取水合理性是（）上分析取水的可行性，包括取水是否（）和（
）政策和水资源配置规划及管理的要求等。
5 产业政策具有“时间性”和“空间性”，就我国而言，有国家和地方的产业政策，同时在（），产业政策也在不断调整。
6 根据对直流冷却电厂调查资料分析，单位发电量直流冷却取水量不仅与单机容量有关，还与（
）和（）也有密切相关。
7 按照冷却方式不同，火力发电机组可分成（）组、（）组和（
）组，空气冷却适用于华北和西特别干旱缺水地区。
8 循环冷却塔水损失约占发电厂总耗水量的（）以上，其主要损失包括（）、风吹损失和（）等。
9 对于水土保持类建设项目分析其取用水合理性的重点是检验各单项措施（）的合理性和（）的可行性。
10 滤池反冲洗用水量是城市自来水厂的自用水的主要组成部分，目前，普遍采用的两种滤池冲洗方式，包括（）反冲洗和（）反冲洗。
11 城市水厂的节水措施，包括（）企业的内部损耗和（）管网的损耗水量等措施。
、选择题（每题 2 分，共30 分）
1 ．对于国家和地方淘汰的落后的生产能力、工艺、产品及低水平重复的建设项目，且
其所在地来水量可满足用水要求，你认为应（）安排建设项目用水。
（A ）给予（B ）不予（C ）视情况而定（D ）其它三个全错
2 ．工业重复利用率低于（）的城市，在达标之前不得新增工业用水量，并限制其
新建供水工程项目。
（A ）30% （B ）40% （C ）50% （D ）60%
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3 ．下列哪一项不是市政公共供水节水重点发展方向? （）
（A ）减少供水企业用水内耗（ B ）减少供水管网损耗
（C ）采用节水器具（ D ）安装空冷机组
4 ．下面哪一个不是水资源论证主要内容（）
（A ）取用水合理性分析（ B ）取水水源论证
（C ）建设项目概况（ D ）取水和退水影响
5 ．下面哪一个不是分析范围的主要影响因素（）
（A ）建设项目规模（ B ）退水影响程度
（C ）取水口附近水资源状况（ D ）取水口附近水面蒸发能力
6 ．下面哪个不是火电站建设项目主要用水考核指标（）
（A ）间接冷却水循环率（ B ）百万瓩装机耗水量
（C ）重复利用率（D ）厂区生活用水量
7 ．指出哪一个不是农业建设项目主要节水措施（）
（A ）渠道防渗处理（ B ）发展管道输水
（C ）推广节水型器具（D ）喷灌技术应用
8 ．随着社会经济的发展，以下哪个指标可以适当增长（
A )万元工业产值取水量 (
B )人均生活用水量
(C )亩均灌溉用水量(D )万元GDP取水量
9 ．下面哪一个不是间接冷却水耗水量( )
( A )风吹损失水量( B )蒸发损失水量
( C )冷却塔排污水量( D )脱硫废水
10 ．下面哪一类项目不需水平衡图进行用水合理性分析( )
( A )火力发电厂( B )水利水电工程
( C )石油化工( D )造纸行业
11 ．请指出下列哪个属于特殊类建设项目( )
( A )火力发电厂
( B )林业生态
( C )城市水厂项目
( D )大型灌区
12 ．降低供水企业内部损耗途径包括：( )
( A )减少供水管网损耗率( B )加强计划用水和定额管理
( C )降低滤池反冲洗用水量( D )全面推广应用节水型器具
13 ．下面哪一个项目可以完全实现或几乎完全实现污水零排放( )
( A )石油加工( B )火力发电厂
( C )炼焦业 ( D )化学纤维
14 ．对于利用直流冷却火电厂建设项目，关于其单位发电量取水量的以下说法，哪一种是
正确的，请选择 ( )
( A )与气温无关( B )与单机容量大小成正比
( C )与单机容量大小成反比( D )与单机容量大小无关
15 ．下面哪一个用水指标主要适用于描述区域用水水平，请选择( )
A )供水管网漏失率 (
B )单位产品取水量
C ）新水利用系数（
D ）间接冷却水循环率
三、判断题（每题 1 分，共10 分）
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记。
1 、新增建设项目取用水能否解决好，是与区域水资源开发利用现状有关。（）
2 、水资源论证实际上就是分析计算水量水质是否满足建设项目的用水要求。（）
3 、清洁生产是一种从源头控制、全过程控制的生产理念。（）
4 、近年来，国家产业结构调整指导目录经国务院批准，由国家发展和改革委员会发布，一般包括鼓励类，限制类和淘汰类三种。（）
5 、分析范围的大小实际上只与建设项目的规模，取水水源地水资源条件有关。（）
6 、水资源论证报告书中“区域水资源状况及其开发利用现状分析”这一部分内容只为取水水源论证及取退水影响分析提供基础和依据。（）
7 、水资源论证报告书中“区域水资源状况及其开发利用现状分析”的编写应充分利用现有评价成果，要突出区域特点，有针对性，以概述性描述为主。（）
8 、“建设项目用水合理性分析”是指从宏观和微观两个层面分析建设项目取用水的合理性。（）
9 、建设项目可以分成普通类和特殊类两类，普通类包括工业、农业和生活类的建设项目。（）
10 、间接冷却水风吹损失量与冷却水循环量及冷却构筑物类型有关，一般地说，冷却塔风吹损失要比冷却池小。（）
四、简答题（每题10分，共40 分）
1 、简述建设项目取用水合理性分析的工作内容和思路。
2 、业主单位提供建设项目取用水方案或要求一般包括哪几方面内容？可能存
在什么问题？
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3 、区域水资源配置规划与建设项目取水分析中应把握几个方面内容？
4 、简述水平衡的概念，封闭和非封闭用水系统的主要区别是什么？（
II ）
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答案
水资源系统分析（ B ）
一、填充题（每题 1 分，共20 分）
1 （水资源论证）
2 （水资源开发利用）
3 （分析范围）
4 （从宏观）（符合国家）和（地方产业）
5 （不同发展阶段）
6 （地域）和（气温）
7 （循环冷却机）、（直流冷却机）和（空气冷却机）
8 （70%）（蒸发损失）、（排污损失）9 （定额）（水源）10（高速水流）和（气水）
11 （降低供水）（减少供水）
二、选择题（30 题）
1 ．（B ）2．（B ）3．（D ）4．（C ）5．（D ）6．（D ）7．（C ）8．（B ）
9．（D ）
10 ．（B ）11．（D ）12．（C ）13．（ B ）14．（C ）15．（ A ）
三、判断题（每题 1 分，共10 分）
1 、v 2、X 3、v 4、V 5、X 6、x 7、V 8、X 9、V 10、V
四、简答题
1 、简述建设项目取用水合理性分析的工作内容和思路。
答：对建设项目业主单位提供的取用水方案给出是否合理性分析结论, 为审批取水许可服务。其中主要内容包括用水指标计算分析，建设项目取水是否可行, 用水水平如何，是否节水, 还有多大节水潜力等。从宏观层面分析取水可行性，而从微观上分析节水水平和潜力等。
2 、业主单位提供建设项目取用水方案或要求一般包括哪几方面内容？可能存
在什么问题？（
答：取水水源及取水地点、取水方式、年取水总量及年内分配要求、取水水质要求等；取水用途、用水组成（生产、生活）、用水流程（工艺）、保证率、节水措施等。可能存在问题，取用水方案不完整，数据有误等。
3 、区域水资源配置规划与建设项目取水分析中应把握几个方面内容？
答：建设项目取用水是否符合已有水资源规划（水资源综合规划，水功能取划）要求或配置管理的思路；是否有余额指标（水资源量分配协议已批准）；是否以行业规划为基础。
4 、简述水平衡的概念，封闭和非封闭用水系统的主要区别是什么？（II ）
答：所谓水平衡是指一台设备、一个车间、一个工厂或一个其他用水体系，在其生
产过程中，所用全部水量的收支平衡。封闭和非封闭用水系统的主要区别在于是否
与其他用水系统有水量交换，如利用其他系统排出的水量或本系统排出的水量被其
他用水系统使用。
系统：是由相互作用和依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，而其本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。 系统的功能：把系统输入转换为输出就是系统的功能。 系统的类型：1.按组成部分的属性分类：自然系统、人工系统、复合系统；2.按系统组成部系统的形态分类：实体系统、概念系统3.按系统与环境的关系分类：封闭系统、开放系统；4.按系统所处的状态分类：静态系统、动态系统；5.按系统的规模分类：小型、中型、大型、超大型系统。 系统分析：是系统工程的量化和定性分析发放，它通过研究确定系统的有关要素、结构、功能、状态、行为等之间的关系以及系统与环境之间的相互关系，并通过推理和理算的定量途径，找出可行方案；再经过分析、综合与评价技术，选出可行方案的最佳者，供决策者参考。 系统分析方法：传统的系统分析方法主要有数学规划、对策论、排队论、集合论、多目标决策技术、网络技术、模拟技术等。 水资源系统：是自然与社会相结合的开放性动态复合系统，其结构、功能受自然规律的制约，对社会、环境的影响效应受人类意识的支配。根据研究的范围，水资源系统可分为跨流域水资源系统、流域水资源系统、区域（行政区域、供水区域等）水资源系统等。 水资源系统模拟分类：1.水资源系统表现形式(物理模型、数学模型)解析模型、随机模型2.表现形式抽象模型、实际模型3.模拟模型的动态性：静态模型、动态模型。 水资源系统的分析步骤：1.系统描述2.目标选择3.方案确定4.约束分析5.模型建立6.模型求解7.模型检验与方案评价8.决策与实施 遗传算法（GA）求解步骤：1.解函数的编码2.初始父代个体群的生成3.父代个体的解码4.父代个体的概率选择5.父代个体的杂交6.子代个体的变异7.进化迭代 遗传算子种类：选择算子、交叉算子、变异算子。 标准粒子群算法（PSO）的原理：通过个体间的协作与竞争，在复杂空间中搜索最优解。首先生成初始种群，即在可行解空间中随机初始化一群粒子，每个例子都为优化问题的一个潜在的解，并由目标函数为之确定一个适应值。每个粒子将在解空间中运动，并经逐代搜索最后得到最优解。每一代中粒子追踪两个极值：最优解、最优助解。蚁群算法（ACA）的原理：模拟蚂蚁群体寻找最优路径的过程而形成，用蚂蚁的行走路径表示待求问题的可行解，每只蚂蚁根据问题依赖的准则，从备选的初始状态出发，在解空间独立地搜索可行解或者是解的一个组成部分。解的质量越好，在行走路径是留下的信息素越多，信息素浓度增高，选择的蚂蚁相应增多，在正反馈机制下找到最优解的路径。 人工鱼群算法（AFSA）的原理：利用了鱼群的觅食、聚群和追尾行为，以构造一条鱼的底层行为作为起始，通过鱼群中各个体的局部寻优，最终达到全局最优值在群体中凸显出来的目的。 鱼群觅食的几种典型行为：随机行为、觅食行为、聚群行为、追尾行为 人工鱼群算法流程图（步骤） 1.初始化设置。 2.计算初始鱼群各个体适应值，取最优人工鱼状态及其值赋予公告牌。 3.对每个个体进行评价，对其要执行的行为进行选择，包括 觅食、聚群、追尾和随机行为。 4.执行人工鱼的行为，更新自己，形成新鲜鱼 5.评价所有个体，若个体优于公告栏，则将公告牌更新为该个体 6.当公告牌最优解达到满意误差内时，算法结束，否则转3
1．用EXCEL 规划求解或Matlab 优化工具求解下列随机线性规划问题（10分） 目标函数：max E (z)=E (C 1).x 1+ E (C 2).x 2 约束条件: P(5 x 1+4x 2≤b 1)≥0.975 P(2 x 1+3x 2≤b 2)≥0.985 式中, C 1、C 2、b 1、b 2均为正态分布的随机变量 C 1，N （9，32）；C 2，N （8，22）；b 1，N （30，82）；b 2，N （20，72） （要求附规划求解的屏幕拷贝图，或Matlab 程序求解的屏幕拷贝图） 解：(1) 目标函数：21221189)()()(m ax x x x C E x C E z E +=+= 约束条件： 在上述模型中，对于机会约束，查正态分布表得到与025.0975.01=-和015.0985.01=-对应的960.1-=z 和170.2-=z ，于是 320.14)960.1(*830)025.0(1 =-+=b 810.4)170.2(*720) 015.0(2 =-+=b 原约束转化为确定性约束： 810 .432320.14452121≤+≤+x x x x (2) 在MATLAB 中求解，问题如下： Obj: 2189)(m ax x x z E += Sb.to: 810 .432320.14452121≤+≤+x x x x 即目标函数的最大值为25.2514，在x 1=3.3886，x 2=-0.6557时取得。
2. 某水源地可供水量为Q,可以分配给3个用户，分配水量x j 给用户j 时所产生的效益可近似表示为E j =a j x j 2+b j x j +c j ，j=1,2,3。如何分配水量才能使总效益最大？列出数学模型，并用Lagrange 乘子法求解。如果Q=19.25，a 1=-0.5，a 2=-0.4，a 3=-0.5，b 1=7.65，b 2=6.40，b 3=6.85，c 1=1710，c 2=1650，c 3=1580，求出具体的水量分配方案（15分） 解：(1) 以分配水量获得的总效益最大为目标函数，根据题意建立如下数学模型： 目标函数： ∑=++=3 1 2max j j j j j j c x b x a Z 4940 *85.6*5.0*40.6*4.0*65.7*5.01580*85.6*5.01650*40.6*4.01710*65.7*5.032 322 212 1323222121++-+-+-=++-++-++-=x x x x x x x x x x x x 约束条件： ,,25.19321321≥=≤++x x x Q x x x (2) 构造拉格朗日函数： 4940*85.6*5.0*40.6*4.0*65.7*5.0),(32 322 212 1++-+-+-=x x x x x x X L λ )25.19(*2321θλ+-+++x x x 其驻点满足条件： 040.68.0065.72211 =++-=??=++-=??λλx x L x x L 0**2025.19085.6232133 ==??=+-++=??=++-=??θλθ θλλL x x x L x x L (3) 解得： 考虑到θλ,至少有一个为0，则存在以下三种情况。 ① 0==θλ 解得：85.6,8,65.7321===x x x ，不符合约束条件，因而舍去。 ② 0,0≠=θλ 此时，约束条件不起作用，解得：85.6,8,65.7321===x x x ，也不符合条件，因而也舍去。 ③ 0,0=≠θλ 解得：85.5,75.6,65.6,1321===-=x x x λ。
《水资源系统分析》研究生课程 教学大纲 研究生课程教学大纲 课程编号：s2908460课程名称：水资源系统分析 课程英文名称：Water Resources Systems Analysis 开课单位：水文水资源系 教学大纲撰写人： 课程学分：2分课内学时：40学时 课程类别：必修课程性质：非学位课 授课方式：讲授考核方式：笔试开卷 适用专业：水文水资源，水利工程，地质工程 先修课程：水力学，水文学，水资源综合利用 指定教材参考书目： 教材水资源系统分析董增川，中国水利水电出版社; 第1版(2008年7月1日) ISBN: 7508453719 水资源系统分析付强中国水利水电出版社;第1版(2012年6月1日) ISBN: 7508498895 参考书目水资源系统分析方法及应用尚松浩清华大学出版社; 第1版(2006年1月1日) ISBN: 7302119619 课程中文简介 本课程系统介绍了水资源系统分析的主要内容，包括水资源系统和水资源系统分析的基本概念，建立水资源系统模型的一般方法，水资源系统分析中常用的最优化技术与模拟技术，以及风险型决策、不确定型决策、多目标决策和大系统优化的主要方法，为研究生今后从事水资源系统规划、设计和管理工作打下基础。
课程英文简介 This course systematically introduces the primary contents of water resources system analysis. The course includes the basic concepts and theories of water resources system analysis, the general methods of water resources system models, frequently-used optimization technology and simulation technology in water resources system analysis and the main methods of risk type decision, uncertain type decision, multi-objective decision and big system optimization. It helps graduate students that work in the field about planning, design and management of water resources system in the future building foundation. 教学大纲 1学时分配表 0绪论 ξ0.1 水资源系统规划与管理（学时 1 ） ξ0.2 水资源系统分析的发展概况（学时1 ） 第一章水资源系统分析的基础知识 ξ1.1水资源系统分析的特点及步骤（学时 1 ） ξ1.2水资源系统规划目标（学时1 ） ξ1.2多目标问题（学时 1） 第二章最优化技术 ξ2.1 最优化概述（学时 1） ξ2.2 线性规划及应用（学时 4） ξ2.3 整数规划概述（学时 2） ξ2.4 非线性规划和动态规划概述（学时 2） ξ2.5 智能优化算法（学时 4） 第三章动态规划及应用 ξ3.1概述（学时 1） ξ3.2 动态规划法（学时 2） ξ3.3动态规划的基本定理及应用（学时 2）
水资源系统分析数学模型 水资源系统数学模型在水资源的系统分析中起着十分重要的作用。水资源系统的数学模型一般包括决策变量、约束条件和目标函数三个部分，每一个具体的水资源项目由于自然条件和经济条件的不同，兴建工程的目的和要求不同，其数学模型是不同的。本例综合应用高等数学中的线性规划、矩阵、数学建模等知识，建立了一个简单的水资源系统数学模型。 数学模型在水资源的系统分析中起着十分重要的作用。首先能放大深化人们对于复杂系统性能、行为的理解,模型不会产生新的信息,但能从已有的数据库中综合出许多有用的、便于做出决策的信息；其次，数学模型可以将复杂系统和所提出的系统规划中的许多特征用一个单项表达式显示出来，可以将众多数据有效地组织起来；数学模型还可以将各种性能的测度汇集起来，并进行比较评价。 水资源系统的数学模型一般包括决策变量、约束条件和目标函数三个部分，每一个具体的水资源项目由于自然条件和经济条件的不同，兴建工程的目的和要求不同，其数学模型是不同的。数学模型的建立一般包括以下几个方面内容： （1）对系统的性能、目标、环境等因素进行调查，并给出定量描述； （2）确定系统结构和界限，并进行数学描述； （3）确定决策变量和常量； （4）建立目标函数； （5）建立约束条件的数学表达式。 下面简例说明水资源系统数学模型的建立： 1、约束条件 （1）水流连续性约束（水量平衡约束） 该约束的物理基础是：水的质点在系统中运动时，符合物质的不灭定律。因此对于系统中的任意一点，流入水量一定等于流出水量。以图1.1中的水库为例。（图1.1表示水库处的水流关系，图1.2表示有上游水流影响的水库水流关系） 对某一季节，其水流连续性关系可写为 st st st st st t s D E I Q S S --++=+1, （1）
水资源系统分析课程设计
水资源系统分析是近几十年来发展迅速的一门学科，它利用系统科学的理论和方法分析制定水资源的合理开发、利用、保护和管理方案，以达到整体最优或最满意的综合效益。系统分析方法已在水资源系统的规划、设计、施工、运行管理中得到了广泛的应用。 水资源系统分析方法包括系统建模方法、预测方法、优化方法、模拟方法、评价方法、决策方法等。水资源系统分析与应用课程设计以基本的系统分析方法（线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、多目标规划与决策等系统优化方法、系统模拟方法）为主。 本次课程设计将采用Lingo对目标进行规划求解，LINGO 是美国芝加哥(Chicago)大学的Linus Schrage（莱纳斯.施拉盖）教授于1980年前后开发，它是一种专门用于求解数学规划问题的软件包，广泛应用LINGO主要用于求解线性规划、非线性规划、二次规划和整数规划等问题，也可以于求解一些线性和非线性方程组及代数方程求根等。Lingo的优点有：简单的模型表示、方便的数据输入和输出选择、强大的求解器、交互式模型或创建Turn-key应用程序。其特色在于内置建模语言，提供十几个内部函数，可以允许决策变量是整数。
一、线性规划问题 (1) 二、整数规划问题 (5) 三、非线性规划问题 (7) 四、动态规划问题 (8) 五、多目标规划问题 (12) 六、心得与体会 (16)
一、线性规划问题 一个灌区耕地面积1000hm2,可用灌溉水量360万m3。在安排种植计划时考虑两种粮食作物A,B，其灌溉定额分别为3000m2/hm3、6000 m2/hm3,每公顷净收入分别为4500元/、6000元。问如何安排两种作物的种植面积才能使整个灌区净收入最大？ 解：以作物A,B的种植面积x1,x2为决策变量。 目标函数：总净收入（万元）最大 maxZ=0.45 x1+0.60x2 约束条件： (1)耕地面积（hm2） X1+X2<=1000 (2)灌溉水量（m2/hm3） 0.3X1+0.6X2<=360 (3)非负约束 X1,X2>=0 用Lingo求解过程为 计算列方程为： MAX=0.45*X1+0.60*X2; X1+X2<=1000; 0.3*X1+0.6*X2<=360; X1>=0; X2>=0; 计算结果为： Global optimal solution found. Objective value: 480.0000
第一章 1.系统的概念：系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分（元素）结合而成的具有特 定功能的有机整体。 2.系统的属性：集合性、相关性、层次性、整体性、目的性、环境适应性。 3.系统分析的特点：在思想方法上，强调整体性观点和协调精神。 在系统分析过程中注重多学科合作、分析者与决策者合作 在系统分析技术上，将定性分析与定量分析相结合 在系统分析工具方面，以计算机为主要工具 4.水资源系统：处在一定环境下，为实现水资源的开发目标，由相互联系、相互作用的若 干水资源工程单元（物质单元）和管理技术单元（概念单元）组成的有机整体工程水资源系统水资源系统由物质单元和概念单元组成 5.水资源系统分析特点：多科学性、多目标性、层次性、不确定性、时空不均匀性、非线 性 6.系统描述：根据所研究问题的性质和目的，对水资源系统进行定性分析，了解系统的结 构、功能、环境及其相互关系。 7.系统分析方法在水资源系统中的应用范围：水资源系统规划、水资源系统专业规划、大 型水利水电工程规划设计、水利水电工程建设组织管理、水利水电工程运行调度、区域水资源优化配置、水利水电工程与生态环境 8.模型变量：包括决策变量、状态变量、模型参数、输入变量和输出变量。 9.系统模拟：也称系统仿真，根据研究目标建立反映系统结构和行为的数学模型，通过计 算机对模型进行模拟求解，得到所模拟系统的有关特性，为系统预测、决策等提供依据第二章 10.线性规划数学模型三要素：决策变量、与决策变量有关的目标函数、与决策变量有关的 约束条件 11.基：对于LPS(2-7)的约束方程AX=b，若系数矩阵A的秩r（A）=m，B是A的m阶可 逆子阵，则称B为LP问题的一个基。 12.基可行解与可行基：满足非负条件的基解称为基可行解。基可行解既是基解又是可行解， 是位于可行域中的基解。基可行解对应的基B即为可行基。 13.凸集：p23 顶点：p23 14.对偶定理：若LP有最优解，那么LD也有最优解，且二者目标函数值相等。 15.影子价格：相当于完全竞争条件下的市场价格，反映了资源的短缺程度，在资源利用、 投资决策等方面有重要作用。（资源的最大效益） 第三章 16.分枝定界法计算步骤：松弛、分枝、定界、比较与剪枝 17.割平面法：按照一定的方式构造新的约束条件，把LP可行域的一部分（不包括整数点） 切割掉，经过若干次切割之后，得到的LP的最优解满足整数约束，即为LP的最优解。 18.矩阵中独立0元素定理：矩阵中独立0元素的最多个数是能覆盖0元素的最小直线数第四章 19.稳定点：对于连续可微函数f（X），X*为极值点的必要条件是梯度向量为0，即△f（X*)=0 此时，X*称为f（X）的稳定点或驻点。若果H(X*)不定，则稳定点不一定是极值点。 20.凹函数：对于线性函数，f（aX1+（1-a）X2)<=af（X1）+（1-a）f（X2）中“=”恒成 立，因此线性函数既可视为凸函数，也可视为凹函数。 21.凸规划：在可行域为凸集的条件下，求凸函数极小值或凹函数极大值的非线性规划 22.梯度法：一种基本的解析搜索法，搜索方向是目标函数的负梯度方向。由于梯度法方向
运筹学习题 1、将下列模型化为标准型 ????? ? ?≤≥=+-+≥-+--≤--++++=0 ,,0,152342722351232. .243432 14321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x t s x x x x f Min 无约束 解： ?????? ?≥=-+-+=-+-+-=+--+--++++---='0..,,,15'233427 '222351'232..002443max 6 543214' '3'32164' '3'32154' '3'3216 5' 4''3'321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x t s x x x x x x x f 2、用单纯形法求解 ??? ??≥≤+≤++=0,242615 53..2max 2 121212 1x x x x x x t s x x z 解： ??? ??≥=++=+++++=0,,,24261553..0024 3214213214321x x x x x x x x x x t s x x x x f Max 3、用大M 法求解 ??? ??≥≥+-=++-+=0,,10527..532max 3 213213213 21x x x x x x x x x t s x x x z 解：??? ??≥=+-+-=+++-+--+=0..,,,10527 ..0532max 6 543216532143216 54321x x x x x x x x x x x x x x x t s Mx x Mx x x x z
水资源系统分析复习要点： 第一章绪论 水资源系统的概念；p6 水资源系统分析的特点；p6 系统分析的概念；幻灯 系统分析的中心内容；幻灯 系统分析与系统工程及运筹学的关系；幻灯 水资源系统分析的概念；幻灯 水资源系统分析组成；幻灯 水资源系统分析步骤；幻灯 第二章 1 线性规划 最优化数学模型组成及其概念；幻灯 线性规划的解法；幻灯 建模及Lindo程序；书和幻灯的例题和习题 2 整数规划 整数规划的解法；幻灯 3 非线性规划 非线性规划类型及特点；幻灯 泰勒级数展开法的特点（优缺点）；幻灯 写出模型在某点处的线性化问题；例题，幻灯 折线法的特点及与泰勒级数展开法的区别；幻灯 梯度的性质；幻灯 Hesse矩阵及正定的概念；幻灯 约束最优性必要条件：KKT条件，充分条件：鞍点条件；幻灯 等式约束的Lagrange乘子法；幻灯 混合约束的KKT点计算；例题、习题；幻灯 无约束非线性规划求解方法及特点；表；幻灯 梯度法和牛顿法计算；例题、习题；幻灯 梯度法、牛顿法、共轭梯度法优缺点；幻灯 无约束非线性规划直接搜索法类型及其优缺点；幻灯 约束非线性规划分类；表，幻灯 罚函数法概念及分类；幻灯 内点法和外点法计算；例题、习题；幻灯 内点法和外点法区别及适用条件；幻灯 4 动态规划 阶段、状态、决策、状态转移方程、策略、指标函数等概念；幻灯动态规划分类；幻灯 动态规划求解计算；例题、习题；幻灯和书 动态规划的优缺点；幻灯 5 群智能优化 五条基本原则；幻灯 已有的群智能算法；幻灯 蚁群算法原理；幻灯 粒子群算法的基本原则；幻灯 粒子群算法的速度位置更新公式；幻灯
惯性权重、加速常数的意义；幻灯 PSO与GA的差异；幻灯 改进粒子群算法的分类；幻灯 6 大系统理论 大系统的特点（6条）；幻灯 递阶控制结构型式；幻灯 大系统优化方法（直接、分解）；幻灯 Dantzig-Wolfe分解原理及缺点；幻灯 大系统分解协调方法概念，分解-协调的关系，需解决的两个问题；幻灯关联平衡法概念、关联预估法概念，区别；幻灯 关联平衡法、关联预估法建模；幻灯 第三章 多属性决策和多目标决策的区别；幻灯 非劣解概念；幻灯、p132 1 多目标决策 多目标规划的解法；幻灯 目标规划法建模；幻灯 目标规划法与理想点法的区别；幻灯 2 多属性决策 数据预处理方法（6种）；幻灯 确定权重的方法（4种）；幻灯 多属性决策方法分类；表，幻灯 层次分析法基本思路；幻灯 权重向量的近似算法；幻灯 权重向量的方根计算及一致性检验计算；例题、习题，幻灯 第四章 1 蒙特卡罗法 模拟技术和优化技术的比较；幻灯 其它概率分布的随机数产生方法；幻灯 水文过程随机模拟的目的；幻灯 平稳时间序列概念；幻灯 主要非参数模型；幻灯 2 水资源系统模拟模型 第五章 1 人工神经网络 学习方法分类；幻灯 ANN类型；表，幻灯 BP算法缺点；幻灯 2 支持向量机 SVM方法的特点；幻灯 SVM与ANN的区别；幻灯
浅谈水资源系统分析模拟模型 1流域水资源规划的系统分析方法 流域水资源规划的系统分析通常采用两类基本方法,一类为优化方法,另一类为模拟方法。这两类方法的共同点是对所研究的对象和问题不是采用孤立的、分散的研究方式来研究,而是把所研究的对象的各个部分作为相互联系的、有机的整体来进行系统分析。 1.1水资源系统分析优化方法 由于水资源系统内部以及系统与环境之间存在着模糊性与随机性,优化管理的约束条件也往往具有模糊性和不确定性,即在可行与不可行之间,在优劣之间存在着中间过渡。特别是多目标水资源管理问题更是如此,这些问题既含有模糊因素,又存在对环境、社会、法律等指标难以定量化、精确化以及不同量纲之间不统一的困惑,但以往进行的大多数水资源管理模型研究,约束条件都是在确定性因素下进行的硬性约束,这样做的直接后果是可能排除掉了一些较优秀的方案。 1.2水资源系统分析模拟模型 模拟模型在不用实际得到真实系统的情况下,复现系统的实质作用和过程,它可以详细地描述流域的物理特征和经济特征,并能在模型中溶入决策者的经验和判断,通过计算机模拟计算提出各种规划方案比较时所必要的评价指标,以帮助决策中对各方案的利弊得失进行权衡比较,还能对决策中临时提出的规划方案及时提供模拟成果,因此成为一种强有力的工具。 水资源系统规划模拟模型，利用节点和连线的不同组合来描述不同的水资源系统和不同工程方案，采用标准的网络求解程序，通用性强，是进行大型跨流域调水工程规划的一种强有力工具和值得推广的方法。
本项研究结合松辽流域北水南调工程水资源系统，在参考美国麻省理工学院研制的多目标多用途水文经济模拟模型MITSIM的基础上，建立了一个具有较强通用性、适合我国规范的、采用数据驱动、模块组合、结构化设计、菜单式操作的计算机模拟模型。本模型系统主要包括了以下三个部分：1、支流及非控制区模拟模型2、干流模拟模型3、经济评价模型本模型系统主要具有以下特点： 1、采用了大系统分解、集成、分层次开发的方法，对支流和干流模型分级开发，减小了计算模型的规模。2、引入“综合用水节点”的概念，避免了由于用水节点太多而造成的“节点灾”。3、水库运用方式采用了联合调度及补偿调节方式。4、干流模型中采用了利用水库调水限制线的方法对水库进行调度，以优先满足松花江流域用水后，再尽可能向辽河流域调水。 2 水资源系统分析模拟模型在国内外应用 进行水资源配置研究,国内外已有一些成功的应用实例和模拟模型,如美国的M眺M,奥地利的流域综合管理软件wate、are,苏格兰的流域水资源系统模拟软件A明ator,美国农业部和科罗拉多州大学合作开发的流域水资源配置通用模型Aquanus,澳大利亚水量水质综合模拟模型IQQM 等。总体上模拟系统的范畴在扩大,系统集成性在加强,但这些模型以河流为主干,分析水量的流人与流出,对资料条件要求较高,模型输人端为散布的用水点,不支持区域套流域供需平衡分析,与综合规划以行政分区、流域分区或流域套行政分区的供用水统计口径不匹配。国内20世纪印年代至叩年代初,侧重于水库调度研究,以常规调度方法为主。近期则以运筹学为基础的水库群优化调度为主。但GIS技术模拟研究和应用仍不多见,尤其是将非点源污染模型融人模拟模型系统,还没有专门的研究和应用。 3 水资源系统分析模拟模型简介 3.1 水资源系统概化及模拟模型的通用性 建立水资源系统模拟模型的第一步就是要把一个实际的流域水资源系统概化为节点和连线组成的网络系统,即系统节点图。节点用来描述流域中的工程设施(如水库、灌区、分水渠及入流点等),控制结构或特殊的用水系统,线段则用来描述天然或人工的河道水系。计算机是通过概
水资源系统分析与应用课程设计 前言 水资源系统分析是近几十年来发展迅速的一门学科，它利用系统科学的理论和方法分析制定水资源的合理开发、利用、保护和管理方案，以达到整体最优或最满意的综合效益。系统分析方法已在水资源系统的规划、设计、施工、运行管理中得到了广泛的应用。 水资源系统分析方法包括系统建模方法、预测方法、优化方法、模拟方法、评价方法、决策方法等。水资源系统分析与应用课程设计以基本的系统分析方法（线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、多目标规划与决策等系统优化方法、系统模拟方法）为主。 本次课程设计将采用Lingo对目标进行规划求解，LINGO 是美国芝加哥(Chicago)大学的Linus Schrage（莱纳斯.施拉盖）教授于1980年前后开发，它是一种专门用于求解数学规划问题的软件包，广泛应用LINGO主要用于求解线性规划、非线性规划、二次规划和整数规划等问题，也可以于求解一些线性和非线性方程组及代数方程求根等。Lingo的优点有：简单的模型表示、方便的数据输入和输出选择、强大的求解器、交互式模型或创建Turn-key应用程序。其特色在于内置建模语言，提供十几个内部函数，可以允许决策变量是整数。 1 水文
水资源系统分析与应用课程设计 目录 一、线性规划问题 (1) 二、整数规划问题 (5) 三、非线性规划问题 (7) 四、动态规划问题 (8) 五、多目标规划问题 (12) 六、心得与体会 (16) 2 水文
水资源系统分析与应用课程设计 一、线性规划问题 一个灌区耕地面积1000hm2,可用灌溉水量360万m3。在安排种植计划时考虑两种粮食作物A,B，其灌溉定额分别为3000m2/hm3、6000 m2/hm3,每公顷净收入分别为4500元/、6000元。问如何安排两种作物的种植面积才能使整个灌区净收入最大？ 解：以作物A,B的种植面积x1,x2为决策变量。 目标函数：总净收入（万元）最大 maxZ=0.45 x1+0.60x2 约束条件： (1)耕地面积（hm2） X1+X2<=1000 (2)灌溉水量（m2/hm3） 0.3X1+0.6X2<=360 (3)非负约束 X1,X2>=0 用Lingo求解过程为 计算列方程为： MAX=0.45*X1+0.60*X2; X1+X2<=1000; 0.3*X1+0.6*X2<=360; X1>=0; X2>=0; 计算结果为： Global optimal solution found. Objective value: 480.0000 3 水文
东北农业大学成人教育学院考试题签 水资源系统分析（A） 一、填充题（每题1分，共20分） 1、水资源是我国重要的自然资源和战略性的（），要在（）过程中充分体现国家和地方的产业政策。 2、缺水地区在规划建设城市污水处理设施时，还要同时安排（）设施的建设；城市大型公共建筑和公共供水管理覆盖范围外的自备水源单位，都应当建立（）。 3、间接冷却水具有（）、（）、温度高、消耗少的四大特点。 4、水平衡图要求反映主要用水系统的（）流程及水量等用水全貌。 5、按照修订后的《水法》第五十三条规定：新建、改建、扩建建设项目，应当制订节水措施方案、配套建设节水设施。节水措施应当与主体工程（）、（）、（）。 6、在论证自来水厂取用水合理性时，主要采用以下指标：（）综合用水量、（ ）综合用水量、人均综合生活用水量、单位居住用水量、单位公共设施用水量、单位工业用地用水量、单位其他用地用水量等。 7、农业类建设项目通常是灌区项目，其用水包括（）、（）和（）等。 8、与建设项目取用水相关的规划主要有（）、（）、（）、水量分配方案或协议等。 9建设项目取用水合理性分析，应根据业主提供的（），在建设项目所在区域（）及其开发利用分析的基础上进行。 二、选择题（每题2分，共30分） 1．对于国家和地方淘汰的落后的生产能力、工艺、产品及低水平重复的建设项目，且其所在地来水量可满足用水要求，你认为应（）安排建设项目用水。 （A ）给予（B）不予（C）视情况而定（D）其它三个全错 2．工业重复利用率低于（）的城市，在达标之前不得新增工业用水量，并限制其 新建供水工程项目。 （A）30% （B）40% （C）50% （D）60% 3．下列哪一项不是市政公共供水节水重点发展方向? （） （A）减少供水企业用水内耗（B）减少供水管网损耗 （C）采用节水器具（D）安装空冷机组 4．下面哪一个不是水资源论证主要内容（） （A）取用水合理性分析（B）取水水源论证 （C）建设项目概况（D）取水和退水影响 5．下面哪一个不是分析范围的主要影响因素（） （A）建设项目规模（B）退水影响程度
水资源系统分析 B 及答案 装订线装订线装订线装订线注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。 东北农业大学成人教育学院考试题签 水资源系统分析（ B ） 一、填充题（每题 1 分，共20 分） 1 现状年的选取一般与进行（）接近的年份，应尽量避免特丰或特枯的年份。 2 分析范围内（）中存在问题分析应有针对性，要定性和定量相结合，加强比较，注意对问题的原因分析。 3 （）是指区域水资源状况及其开发利用所涉及的范围，一般应覆盖取水水源和取退水影响的论证范围。 4 建设项目取水合理性是（）上分析取水的可行性，包括取水是否（）和（ ）政策和水资源配置规划及管理的要求等。 5 产业政策具有“时间性”和“空间性”，就我国而言，有国家和地方的产业政策，同时在（），产业政策也在不断调整。 6 根据对直流冷却电厂调查资料分析，单位发电量直流冷却取水量不仅与单机容量有关，还与（ ）和（）也有密切相关。 7 按照冷却方式不同，火力发电机组可分成（）组、（）组和（ ）组，空气冷却适用于华北和西特别干旱缺水地区。 8 循环冷却塔水损失约占发电厂总耗水量的（）以上，其主要损失包括（）、风吹损失和（）等。 9 对于水土保持类建设项目分析其取用水合理性的重点是检验各单项措施（）的合理性和（）的可行性。 10 滤池反冲洗用水量是城市自来水厂的自用水的主要组成部分，目前，普遍采用的两种滤池冲洗方式，包括（）反冲洗和（）反冲洗。 11 城市水厂的节水措施，包括（）企业的内部损耗和（）管网的损耗水量等措施。 、选择题（每题 2 分，共30 分） 1 ．对于国家和地方淘汰的落后的生产能力、工艺、产品及低水平重复的建设项目，且
水资源系统分析B及答案 装订线装订线装订线装订线注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他 标记。 东北农业大学成人教育学院考试题签 水资源系统分析（B ） 一、填充题（每题1分，共20分） 1 现状年的选取一般与进行( )接近的年份，应尽量避免特丰或特枯的年份。 2分析范围内( )中存在问题分析应有针对性，要定性和定量相结合，加强比较，注意对问题的原因分析。 3 ( )是指区域水资源状况及其开发利用所涉及的范围，一般应覆盖取水水源和取退 水影响的论证范围。 4 建设项目取水合理性是( )上分析取水的可行性，包括取水是否( )和( ) 政策和水资源配置规划及管理的要求等。 5 产业政策具有“时间性”和“空间性”，就我国而言，有国家和地方的产业政策， 同时在( )，产业政策也在不断调整。 6 根据对直流冷却电厂调查资料分析，单位发电量直流冷却取水量不仅与单机容量有关，还与( ) 和( )也有密切相关。 7 按照冷却方式不同，火力发电机组可分成( )组、（）组和（ ）组，空气冷却适用于华北和西特别干旱缺水地区。 8 循环冷却塔水损失约占发电厂总耗水量的（）以上，其主要损失包括（）、风吹 损失和（）等。 9 对于水土保持类建设项目分析其取用水合理性的重点是检验各单项措施（）的合 理性和（）的可行性。 10 滤池反冲洗用水量是城市自来水厂的自用水的主要组成部分，目前，普遍采用的 两种滤池冲洗方式，包括（）反冲洗和（）反冲洗。 11 城市水厂的节水措施，包括（）企业的内部损耗和（）管网的损耗水量等措施。
二、选择题（每题2分，共30分） 1．对于国家和地方淘汰的落后的生产能力、工艺、产品及低水平重复的建设项目，且其所在地来水量可满足用水要求，你认为应（）安排建设项目用水。 （A ）给予（B ）不予（C ）视情况而定（D ）其它三个全错 2．工业重复利用率低于（）的城市，在达标之前不得新增工业用水量，并限制其 新建供水工程项目。 （A ）30% （B ）40% （C ）50% （D ）60% 装订线装订线装订线装订线注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。 3．下列哪一项不是市政公共供水节水重点发展方向? （） （A ）减少供水企业用水内耗（B ）减少供水管网损耗 （C ）采用节水器具（D ）安装空冷机组 4．下面哪一个不是水资源论证主要内容（） （A ）取用水合理性分析（B ）取水水源论证 （C ）建设项目概况（D ）取水和退水影响 5．下面哪一个不是分析范围的主要影响因素（） （A ）建设项目规模（B ）退水影响程度 （C ）取水口附近水资源状况（D ）取水口附近水面蒸发能力 6．下面哪个不是火电站建设项目主要用水考核指标（） （A ）间接冷却水循环率（B ）百万瓩装机耗水量 （C ）重复利用率（D ）厂区生活用水量 7．指出哪一个不是农业建设项目主要节水措施（） （A ）渠道防渗处理（B ）发展管道输水 （C ）推广节水型器具（D ）喷灌技术应用 8．随着社会经济的发展，以下哪个指标可以适当增长（）
前言 水资源系统分析是近几十年来发展迅速的一门学科，它利用系统科学的理论和方法分析制定水资源的合理开发、利用、保护和管理方案，以达到整体最优或最满意的综合效益。系统分析方法已在水资源系统的规划、设计、施工、运行管理中得到了广泛的应用。 水资源系统分析方法包括系统建模方法、预测方法、优化方法、模拟方法、评价方法、决策方法等。水资源系统分析与应用课程设计以基本的系统分析方法（线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、多目标规划与决策等系统优化方法、系统模拟方法）为主。 本次课程设计将采用Lingo对目标进行规划求解，LINGO是美国芝加哥(Chicago)大学的Linus Schrage（莱纳斯.施拉盖）教授于1980年前后开发，它是一种专门用于求解数学规划问题的软件包，广泛应用LINGO主要用于求解线性规划、非线性规划、二次规划和整数规划等问题，也可以于求解一些线性和非线性方程组及代数方程求根等。Lingo的优点有：简单的模型表示、方便的数据输入和输出选择、强大的求解器、交互式模型或创建Turn-key应用程序。其特色在于内置建模语言，提供十几个内部函数，可以允许决策变量是整数。 目录 一、线性规划问题 (1) 二、整数规划问题 (5) 三、非线性规划问题 (7) 四、动态规划问题 (8) 五、多目标规划问题 (12) 六、心得与体会 (16)
一、线性规划问题 一个灌区耕地面积1000hm2,可用灌溉水量360万m3。在安排种植 计划时考虑两种粮食作物A,B，其灌溉定额分别为3000m2/hm3、6000 m2/hm3,每公顷净收入分别为4500元/、6000元。问如何安排两种作物的种植面积才能使整个灌区净收入最大？ 解：以作物A,B的种植面积x1,x2为决策变量。 目标函数：总净收入（万元）最大 maxZ=0.45 x1+0.60x2 约束条件： (1) 耕地面积（hm 2） X1+X2<=1000 (2) 灌溉水量（m2/hm3） 0.3X1+0.6X2<=360 (3)非负约束 X1,X2>=0 用Lingo求解过程为 计算列方程为： MAX=0.45*X1+0.60*X2; X1+X2<=1000; 0.3*X1+0.6*X2<=360; X1>=0; X2>=0; 计算结果为： Global optimal solution found. Objective value: 480.0000 Infeasibilities: 0.000000 Total solver iterations: 2 Variable Value Reduced Cost X1 800.0000 0.000000 X2 200.0000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price