《内陆河流域水资源可持续利用数学模型与优化配置决策研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内陆河流域水资源可持续利用数学模型与优化配置决策研究（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州大学 硕士学位论文 内陆河流域水资源可持续利用数学模型与优化配置决策研究 姓名：赵有益 申请学位级别：硕士 专业：数学应用数学 指导教师：李自珍 20030501 中文摘要 本文以内陆河黑河流域的张掖、临泽、高台三地区为研究样区，以其 水资源可持续利用和优化配置为研究目标，以工农业生产、生活和生态的 水资源利刚为研究对象，根据数学生态学的理论和方法，运用多目标决策 理论和对策理沦建立系统数学模型，较深入系统的研究分析了水资源的可 持续利用问题。最后得出以下主要结论： 1 针对内陆河流域样区内的用水现状，以各区经济效益F 、社会效益 f ，、生态效益f ，为目标，在水资源可持续利用条件下，以
2、水资源承载力和 用水的公平性原则为约束，构造经济效益函数= C ，r ，置九，Yr f e ”“d t ， 社会效益函数= C 厶r f ，：r f J Yr 圳ew ”击，生态效益函数 f ，= e ，r ，t 、似只，n W e l ”d t ，建立了水资源可持续利用的多目标数学模型。 要求人们在生产、生活用水的时候，既要考虑经济效益、社会效益，还要 考虑生态效益、环境效益，不能挤占生态用水。代际之间用水要体现公正 的原则，当代人的用水不能挤占后代人的用水需求，当代人的发展不能以 牺牲后代人的发展为代价。 2 根据用水效益_ ，：r x J 与有效用水量z ，节水费用E r 到与节水量i
3、，开 采费用E r i J 与开采水量譬之间的关系，按照区域所处上中下游的地理位胃， 运用对策论方法建立了传统用水模型、区际之间合作用水模型及水资源税 宏观调控模型，得到三个模型在各自的用水决策W 旷，矿下，样区内最优经济 效益分别是f = m a x F ，+ m a x F ：+ m “，+ m a x f ，= m a x ( F ；+ f ：+ f ，+ f ；J ， ，j = F - + F k + F k + F ，并且有，C f ，分析了在内陆河流域应该如何 从自由用水模式到区际间合作用水模式，再到具有激励机制的水资源税宏 观调控使用模式。要求在水资源利用过程中的主要矛盾利益冲突
4、表现 得比较突出时，各地区在决策该区的用水量时，要考虑整个流域水资源的 合理分配利用和下游地区的用水问题，不能以各行其是，各自为政的方式 取水，不能各方根据各自的地理及环境条件进行决策，选择各自的经济效 益战略。 3 按照张掖、临泽、黼台三地区工农业生产、生活和生态的蹋水特 点，将样区看作个大系统，再将三地区分别嚣作它的三个子系统，以经 济效蕊、社会效益、生态效益为目标，规划了近、中、远三个阶段的1 2 个 力案，建守东资源囊弱与酝黉歉大系统线蝗擐越数学模型，对蠢方案避行 模叛沣纂，矮后属关联分耩法褥到承资源剥藤与配麓的最优模式，都在不 超采地下水资源，加大工农娥节水措施，提高工业用水重复率，
5、调憨产业 结构的条件下，三地区在近、中、远三个阶段的总用水量分别是1 6 5 5 5 亿 1 “ 1 3 318 ，6 4 9 亿一和1 6 3 7 5 亿r n 3 。为该地区持续的管好、用好、配好水疑源 提供囊露爨，为键避嚣藏经滚霹凳续强承提供突麓袋据。 关键谰：内陆河流域；水资源；可持续利用；多目标分析；优化配鼹决策 A b s t r a c t T h i sp a p e ri n c l u d i n gt h eH e i h er i v e rw a t e rr e s o u r c e st h a tt h eZ h a n g y e ，L i n z ea n
6、 d G a o t a it h r e er e g i o n sa r ef o rs t u d y i n gt h ek i n da r e a ，c a nk e e po nm a k eu s es u s t a i n e da n d i n s t a l lw i t ho p t i m i z a t i o nw i t ht h er e s o u r c e so fi t sw a t e rf o rs t u d y i n gt h et a r g e t ，m a k eu s eo f t or e s e a r c ho b j e
7、 c tw i t ht h ew a t e ru s eo fi n d u s t r ya n da g r i c u l t u r e p r o d u c t i o n ，t h el i f e a n d e c o s y s t e m ，a c c o r d i n gt o t h et h e o r i e so ft h em a t h e m a t i c se c o l o g yt h a tr e s e a r c hw i t ht h e m e t h o d ，u s et h ed e c i s i o nt h e o r
8、i e so fm u l t i - o b j e c t i v ea n dt h ec o u n t e r m e a s u r et h e o r i e s e s t a b l i s ht h em o d e lw i t hs y s t e mm a t h e m a t i c s ，d e e p l ya n a l y z e dt h ew a t e rr e s o u r c e si n t ot h e s y s t e m o fc a n k e e p o nt h e e x p l o i t a t i o np r o b
9、 l e m H a v e t o f i n a l l y o u t sb e l o wm a i n c o a c l u s i o n 1A i ma tt h ei n l a n dr i v e rv a l l e yt h eu s i n go fi n s i d et h ew a t e ri np r e s e n tc o n d i t i o n ，w i t h t h ee c o n o m i cb e n e f i t F I ，s o c i a lb e n e f i tF2 a n de c o s y s t e mb e n
10、 e f i tF ，o fe a c ha r e af o rt h e t a r g e t ，u n d e rt h ew a t e rr e s o u r c e sc a nk e e po nt h ee x p l o i t a t i o nt e r ma n dw i t ht h ef a i rt h a t w a t e rr e s o u r c e sl o a d i n gc a p a c i t yw i t hu s ea q u e o u st h ep r i n c i p l ei st oc o n t r o l ，c o
11、n s t r u c t i o n t h ee c o n o m i cb e n e f i tf u n c t i o n F l = 1 2 f , l t 。x j 、 t ) y j l ( f ) e 1 。H a r t ，s o c i a l b e n e f i tf u n c t i o n F j ，= t f l “x , 2 t ) Yf I ) ) e “。d t ， e c o s y s t e m b e n e f i tf u n c t i o n F j 。= 虢，? 、f t x ? 、t ) y ? 、E ) ) i l j 。d
12、t ，e s t a b l i s h e d t h em o d e lo f m u l t i - o b j e c t i v em a t h e m a t i c s t h a tt h ew a t e rr e s o u r c e sc a nk e e po nu s e W h e np e o p l eu s et h ew a t e r , n o to n l yt h ee c o n o m i c b e n e f i ta n ds o c i a lb e n e f i ti sc o n s i d e r e db u ta l s
13、 oe c o s y s t e mb e n e f i ta n de n v i r o n m e n tb e n e f i t i sc o n s i d e r e d ，i tc a n tt h eo c c u p yt h ew a t e rw h i c hi su s e di nt h e e c o s y s t e m T h en e e do ft h e w a t e rb e t w e e nt h eg e n e r a t i o n sm u s tj u s t i c e C o n t e m p o r a r yp e r
14、 S o nu s ew a t e rc a n 。t o c c u p y p o s t e r i t yp e r s o n s 2 A c c o r d i n gt o t h ec o n n e c t i o nb e t w e e nt h eb e n e f i to ft h ew a t e ru s ef j x ) a n dt h e e f f e c t i v eq u a n t u mo ft h ew a t e ru s ex ，t h es a v i n gw a t e rr a t e C j f i ) a n dt h eq
15、 u a n t u mo ft h e s a v i n gw a t e r j ，t h ee x p l o i t a t i o n ! se x p e n s e s C ? I i ) a n d t h eq u a n t u mo f t h ee x p l o i t e dw a t e r i ， b a s e do nt h eg e o g r a p h y p o s i t i o nb e l o n g t ot h e r e s i g n ，w ec a ns e tu p t h em o d e lo f t h et r a d i
16、 t i o n a lw a t e ru s e ，t h em o d e lo ft h ec o o p e r a t i n gu s ew a t e rb e t w e e nt h ea r e a sa n d t h em o d e lo ft h em a c r o s c o p i ca d j u s tt h ew a t e rr e s o u r c e sa s s i g n e dw a yb yt h et a xl a ww i t h a p p l i c a t i o nc o u n t e r m e a s u r e m e t h o d T h r e em o d e l su n d e rt h ee a c hf r o mo fu s et h ew a t e r d e c i s i o n r e s p e c t i v e l y i sW W W T h em o s
