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【摘要】 随着社会的发展,水资源危机愈加突出,加强水资源合理配置,走可持续发展之路成为人类必然的选择。为此,本文以可持续发展为基本指导思想,运用模糊数学、博弈论、遗传算法等数学工具,并结合系统工程理论,从水资源利用潜力、水资源初始配置、水资源水质水量配置模型、方案评价等四个方面对基于可持续发展的区域水资源合理配置进行了系统深入的研究。 首先,在综述了国内外研究现状的基础上,阐述了水资源合理配置研究的发展趋势。 其次,分析了区域水资源的概念、组成部分及生态环境需水量,从生活、工业、农业和生态环境用水部门水质类别要求出发,对区域水资源水质水量一体化表达式和区域水资源可利用量进行了研究,并建立了区域水资源利用潜力评价模型。 第三,从区域水资源配置的时间发展特点、目标度量、价值规律及用水部门单位供水效益等角度对区域水资源配置机制进行了全面的研究,并对“以需定供”、“以供定需”、“水资源开发与区域经济协调发展”、“基于可持续发展”四种水资源配置理论进行了博弈分析。 第四,从区域水资源合理配置的定义出发,通过对区域水资源水质水量供需平衡分析,从供水能力角度将区域水源划分为五类状态,建立了基于水源供水能力的区域水资源水质水量配置模型,并应用基于遗传算法的区域水资源合理配置二级递阶优化模型进行方案求解。 第五,对区域水资源合理配置方案综合评价系统进行了界定,提出了区域水资源合理配置方案评价一般指标体系,并建立了能同时确定目标权重和方案隶属度的基于POME的模糊模式识别交叉迭代区域水资源合理配置方案评价模型,并对模型的权重灵敏度及隶属度大小可能相近的非劣方案进行了进一步分析。 第六,应用上述配置模型及方案评价方法对浙江省临海市进行了实证分析,得到该市不同规划水平年(2010年、2020年、2030年)p=75%降雨频率下水资源合理配置方案,并进行了成果分析。 最后,综合理论和应用研究成果,给出了研究结论和需要进一步深入研究的问题。
【关键词】 可持续发展； 合理配置； 水资源； 供水能力； 利用潜力； 综合评价； 水质水量； 区域；
第一章 绪论 16-41
1.1 研究的背景及意义 16-18
1.2 国内外研究综述 18-36
1.2.1 可持续发展理论 18-24
1.2.2 水资源合理配置研究现状及未来的发展趋势 24-36
1.3 本文研究目的及研究思路 36-38
1.3.1 研究目的 36
1.3.2 研究思路 36-38
1.4 本文主要研究内容 38-41
第二章 区域水资源利用潜力研究 41-56
2.1 区域水资源 41-43
2.1.1 区域水资源的界定 41-42
2.1.2 区域水资源组成 42-43
2.2 生态环境需水量 43-49
2.2.1 生态环境需水量的界定 43-44
2.2.2 生态环境需水量的分类及特点 44-46
2.2.3 区域生态环境需水量的计算 46-49
2.3 区域水资源水质水量一体化表达式 49-50
2.4 区域水资源可利用量 50-52
2.5 区域水资源利用潜力评价 52-55
2.5.1 水资源利用潜力评价问题描述 52-53
2.5.2 区域水资源利用潜力评价模型 53-54
2.5.3 实例研究 54-55
2.6 本章小结 55-56
第三章 区域水资源初始配置研究 56-85
3.1 水资源配置的基本原则和主要理论 56-59
3.1.1 水资源配置的基本原则 56-57
3.1.2 区域水资源配置的主要理论 57-59
3.2 区域水资源配置机制 59-70
3.2.1 区域水资源配置时间发展特点 59-61
3.2.2 水资源配置的目标度量 61-62
3.2.3 水资源配置价值规律 62-66
3.2.4 基于Logistic函数的用水部门单位供水效益机理分析 66-70
3.3 区域水资源初始配置博弈分析 70-84
3.3.1 水资源初始分配中的冲突行为描述 70-72
3.3.2 水资源初始分配的博弈分析 72-84
3.4 本章小结 84-85
第四章 基于水源供水能力的区域水资源水质水量合理配置研究 85-119
4.1 水资源合理配置的内涵 85-86
4.2 水资源合理配置的基本原则 86-87
4.3 水资源合理配置模型 87-113
4.3.1 区域水源状态分析 87-92
4.3.2 区域发展协调度 92-97
4.3.3 基于水源供水能力的区域水资源水质水量配置模型 97-108
4.3.4 生产部门(主要指工业、农业部门)内部用水配置 108-113
4.4 基于遗传算法的水资源合理配置优化求解模型 113-118
4.5 本章小结 118-119
第五章 区域水资源合理配置方案综合评价系统研究 119-144
5.1 区域水资源合理配置方案综合评价系统的概念及特点 119-121
5.1.1 综合评价系统的概念 119-120
5.1.2 综合评价系统的组成及特点 120-121
5.2 综合评价系统数学描述 121-122
5.3 评价系统基本要素分析 122-123
5.3.1 安全性评价子系统 122
5.3.2 合理性评价子系统 122-123
5.3.3 持续性评价子系统 123
5.3.4 其他(含政策、技术等)评价子系统 123
5.4 水资源合理配置方案评价一般指标体系的建立 123-132
5.4.1 指标体系建立的基本原则 123-125
5.4.2 一般评价指标体系的建立 125-132
5.5 基于POME的模糊模式识别交叉迭代区域水资源合理配置方案评价模型 132-139
5.5.1 水资源合理配置方案评价多目标决策的特点 132
5.5.2 区域水资源合理配置方案评价模型 132-139
5.6 评价模型的权灵敏度分析 139-141
5.6.1 权扰动转移方程 139-140
5.6.2 权扰动转移最优决策序列稳定性条件 140-141
5.7 进一步分析 141-142
5.8 本章小结 142-144
第六章 实例研究 144-172
6.1 临海市自然、社会经济概况 144-149
6.1.1 自然地理 144-147
6.1.2 社会经济 147-149
6.2 各子区概况 149-151
6.2.1 水资源分区的目的和原则 149
6.2.2 水资源分区概述 149-151
6.3 临海市水资源合理配置研究 151-166
6.3.1 需水量预测 151-152
6.3.2 区域水源可供水量 152-154
6.3.3 临海市2010年p=75％降雨频率下水资源合理配置 154-163
6.3.4 水资源合理配置方案评价 163-166
6.4 临海市水资源合理配置方案及其分析 166-171
6.5 本章小结 171-172
第七章 总结与展望 172-175
7.1 主要研究内容 172-173
7.2 主要创新成果 173-174
7.3 研究展望 174-175
参考文献 175-184
致谢 184-185
附图1 浙江省临海市水利分区图 185-186
附录A 攻读博士学位阶段参加的科研项目 186-187
附录B 攻读博士学位阶段发表论文及获奖情况 187
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