水资源系统分析-第6章多目标规划与决策

水资源承载力特征及其评价方法

[摘要] 水资源在社会发展和人们的生产生活中不可或缺。合理的评价水资源是引导产业发展的前提，本文介绍了水资源承载力评价的基本方法；并阐述了水资源承载力的基本特征，为合理评价利用水资源做了铺垫。

[关键词 水资源承载力，水资源评价 ， 水资源承载力特征

[abstract] the water resources in social development and people’s production and

life is indispensable. The reasonable evaluation of water resources is the premise of

the guide industry development, this paper introduces the basic method of evaluation

of water resources carrying capacity; And explains the basic characteristics of the

water resources carrying capacity for reasonable evaluation and utilization of water

resources do twisted.

[key words water resources carrying capacity of water resources evaluation,

water resources carrying capacity characteristics

1.引言

水资源承载力是指在可预见的技术、经济和社会生产条件下，水资源可供给工农业生产、人民生活和生态环境保护等用水的能力。水资源承载力分析的目的是为了揭示水资源与区域经济和人口之间的关系，实现水资源的合理利用和优化配置，确保区域自然资源和社会经济的可持续发展。本文从区域水资源合理利用和优化配置的主要手段区域水工程出发，针对目前水工程建设、投产运行对区域社会经济效益产生巨大贡献的同时，也带给区域生态环境一定的压力，研究了区域水工程建设对区域水资源人口和“社会经济—资源—环境”承载力的影响；分析计算了区域不同时期水工程影响下的水资源现状承载力和极限承载力以及各个时期区域人口经济的最大支撑规模。

３８　内蒙古水利　２００７年第１期（总第１０９期）　

【水资源】　

大系统、多目标的区域水资源优化配置模型　

张　炜，张静芳，张　涛，邢冉冉　

（内蒙古自治区水文局，内蒙古呼和浩特０１００１０）　

［摘要］对区域水资源进行介绍。　

［关键词］　区域；水资源　中图分类号：ＴＶ　２１３．９　文章标识码：Ａ　文章编号：１００９—００８８（２００７）０１—００３８—０２　

１　区域水资源优化配置模型研究　

基于可持续发展的水资源优化配置，是以可持续　

战略为指导思想，利用系统分析理论与优化技术，通过　

水资源及有关资源在各子区，各用水部门间的配置，以　

获得社会、经济、环境协调发展的最佳综合效益。　１．１　目标函数　水资源可持续优化配置的目标是社会、经济和环　

境的综合效益最佳，并力图保持系统的良性发展。该　

过程可以用模拟方式来评价各种开发政策条件下系统　

的状态演变，用优化方法控制系统的行为和发展方向，　

实现模拟与优化的耦合。系统总体发展目标用综合效　

益最大来衡量，其模型为　

ｍａｘ［ｆｌ（Ｘ），ｆ２（Ｘ），ｆ３（Ｘ）］　

Ｇ（Ｘ）＜０　（１）　Ｘ≥０　式中Ｘ一决策向量；　

ｆ　（Ｘ）、ｆ２（Ｘ）、ｆ　（ｘ）一分别为经济效益、社会效　

益和环境效益；　

Ｇ一约束条件集，表示水资源承载力、环境容　

量、土地资源、其他社会约束和子系统状态　方程等。　

设区域按地理特征或行政区划分区为Ｋ个子区。　ｋ子区有Ｉ（ｋ）个独立水源、Ｊ（ｋ）个用水部门，区域内有　

公共水源Ｍ个。　

目标１：区域供水净效益量大ｍａｘｆ　（Ｘ）　

目标２：区域重要污染物排放量最小ｍｉｎｆ，（Ｘ）　

目标３：供水系统缺水量最小ｍｉｎｆ３（Ｘ）　

１．２约束条件　

ａ．水源可供水量约束　公共水源：　

独立水源：　ｆＪ乙ｒ＊）Ａ　ｋ　ｌ，＝１　ｆ　ｌ∑Ｄ：≤Ｗ　＝１　砭≤　ｉ＝１　（２）　

（３）　

式中　ｗ　、ｗ　一分别为公共水源Ｃ及ｋ子区独　

立水源ｉ的可供水量；　

ｘ　一为公共水源ｃ向ｋ子区ｊ用户的供水量；　

第９期（第３１６期）　吉　林水　利　２００８年９月　［文章编号］１００９—２８４６（２００８）０９—０００４—０２　水资源决策支持　系统　研究现状与发展趋势　

杨云峰　，金开鑫　（１．通化县水利局管理总站，吉林通化１３４１００；　２．吉林大学建设工程学院，吉林　长春１３００００）　

［摘要］　阐明了水资源决策支持系统的概念与功能，分析了水资源决策支持系统的国内外研究与应用现状，提出水资源　智能决策支持系统、分布式多目标水资源群决策支持系统、集成式水资源决策支持系统、智能型一交互型一集成化水资　源决策支持系统是今后的发展趋势。　［关键词］　水资源｝决策支持系统Ｉ发展趋势　［中圈分类号］ＴＶ２１３　［文献标识码］　Ｂ　

水是人类生产和生活中不可缺少的重要资　源。伴随着社会经济的不断发展，人类社会发展　对水资源的需求日益增加。但是由于水资源分布　的地区性差异和人类不合理的开发利用行为，使　人类面临着严重的缺水局面，缺水问题已经成为　制约国民经济和社会发展的重要因素之一。水资　源系统是由自然生态系统和社会经济系统复合而　成的一类专业大系统，它具有随机性、多目标　性、实时性和受很多不确定性因素影响的特点。　因此，水资源决策问题是一个涉及面广、影响因　素众多的复杂决策问题，问题本身具有明显的半　结构化或非结构化的特征［１］。　从方法论的角度讲，处理水资源决策问题所　采用的方法经历了一个由常规方法到系统分析方　法转变的过程，并向着和人工智能技术、决策支　持系统技术相结合的方向发展［２］。决策支持系统　（ＤＳＳ）的诞生与应用引起了计算机、管理、心　理学等各方面专家以及各级决策人员的普遍关　注，并将其广泛地应用到各个领域，也为水资源　决策问题的解决提供了新的途径，水资源决策支　持系统就是在这样的背景下产生的。　２　水资源决策支持系统的功能　１９８２年，Ｓｐｒａｇｕｅ　Ｒ．Ｈ．和Ｃａｒｌｓｏｎ　Ｅ．Ｄ．　把决策支持系统定义为“辅助决策者利用数据和　模型解决半结构化或非结构化问题的人一机交互　式系统”。水资源决策支持系统是以现代通讯设　备所采集的水资源基本数据为基础，应用决策科　学、运筹学和水资源工程学等学科的有关理论和　方法，为水资源决策者提供各种决策信息，并允　许水资源决策者直接干预和接受他们的经验，直　观判断或偏好的动态交互计算机系统［３］。　水资源决策支持系统具有强大的功能，目前　已开发的水资源决策支持系统一般包含或部分包　含传统的水资源模拟优化技术和最优模型、数据　管理系统、地理信息系统、专家系统、多目标决　策支持工具和界面友好的图形显示［４］。　水资源决策支持系统可为区域水资源的合理　开发利用，为水资源管理、规划部门提供一种高　效的、可视化的系统工具，并在ＧＩＳ数据库系　统的支持下，具有模拟、分析和预测水资源（包　括地下水资源）时空变化趋势的功能，为实现水　资源的实时规划、管理、决策提供所需的信息。　科学合理地解决好水资源地域间调配、年际间调　配、年内用水调配以及对取水用户的有效管理，　使有限的水资源能够持续利用。　３水资源决策支持系统研究进展　３．１国外研究进展　１９７６年，Ｈｏｌｓａｐｐｌｅ和Ｗｈｉｎｓｔｏｎ开发了第　一个用于流域管理的决策支持系统。随着微机技　术的迅速发展，直到上世纪８Ｏ年代ＤＳＳ技术才　对水资源领域的研究产生较大影响，其研制、开　发和应用也广泛地开展起来。１９８５年５月，美　国土木工程师学会（ＡＳＣＥ）水资源规划及管理　专业委员会在科罗拉多洲召开“水资源管理决策　［收稿日期］２ＯＯ８—０４—１８　［作者简介］扬云峰（１９６３一），男，大学，工程师，现从事水利工程管理工作。　一４

第１３卷第３期　２０Ｏ２年５月　水科学进展　ＡＤＶＡＮＣＥＳ　ＩＮ　ＷＡＴＥＲ　ＳＣＩＥＮＣＥ　．１３．Ｎｏ　３　Ｍａｙ，．２０Ｏ２　

系统动力学．多目标规划整合模型在　

秦皇岛市水资源规划中的应用　

张雪花，郭怀成，张宝安　

（北京大学环境科学中心，北京ｔ００８７ｔ）　

摘要：应用系统动力学一多目标规划整合模型对秦皇岛市城市水资源利用结构进行了优化研究．　首先预测秦皇岛市在以１９９９年为基准年，不进行结构诃整状态下的总体发展趋势，从中获取有　关水资源的供需信息，然后进行水资源利用结构分析，找出存在的问题．据此进行城市总体结　构和水资源利用结构的优化研究，获得了秦皇岛市区水资源利用规划方案；将所得规划结果输　入系统动力学模型，对规划方案实施后的社会、经济和环境后果进行了舍理预测。　

关键词：水资源规划；供需平衡；ＳＤ－ＭＯＰ整合模型；秦皇岛　中图分类号：＂ＩＶ　２１３．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—６７９１【２００２）０３－３５１—０７　

１研究方法　

城市系统由社会、经济、资源和环境等诸多子系统所组成。水资源是城市资源子系统的一　部分。只有对城市系统总体发展进行全面正确的预测，才能从中取得城市在规划期内对水资源　

的需求信息。本文采用系统动力学．多目标规划（ＳＤ．ＭＯＰ）整合模型对秦皇岛市水资源规划进行　

研究。　１．１模型介绍　系统动力学．多目标规划整合模型（ＳＤ．ＭＯＰ）是将系统动力学模型（ＳＤ）和多目标规划模型　（ＭＯＰ）有机地结合在一起，构成一个完整的ＳＤ．ＭＯＰ模型体系，是规划优化决策的支持系统＝１　。　

该模型基本特点为：能充分反映系统发展所固有的趋势性和连惯性，正确描述系统的结构和功　能；能客观寻找出对城市发展影响较大的参变量．实现了对各主要参变量最优点的自动搜索。　据此，针对具　睛况设计模拟运行方案，模拟规划方案实施后的系统发展趋势并与决策者交　

互，最终形成可信度高、优化度高、可行性强的规划方案。　ＳＤ—ＭＯＰ整合模型流程如图１所示　。其中关键因素ＩＰＶ（ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｖａｒｉａｂｌｅ）为系统