[发明专利]引黄灌区水资源多目标优化配置模型及其求解方法

摘要

本发明公开了一种引黄灌区水资源多目标优化配置模型及其求解方法，包括水量模型、泥沙模型和地下水位控制模型三个子模型，水量模型考虑水资源配置效益最大化，以引黄水、地表水及地下水最佳经济分配效果为目标；所述泥沙模型考虑泥沙输送效果，在满足用水效益和地下水位控制的前提下，泥沙输送最小化；所述地下水位控制模型包括土壤次生盐渍化等问题；采用分层序列法分别对水量模型、水量‑泥沙模型和水量‑泥沙‑地下水位控制模型求解。本发明针对引黄灌区面临的水资源供需矛盾、区域环境保护以及泥沙长距离输送三大问题，通过合理的数学模型，建立最优控制效果为目标的优化模型，并将其耦合成多目标优化模型进行求解，得到水资源合理配置方案。

主权项

1.一种引黄灌区水资源多目标优化配置方法，其特征在于：包括水量模型、泥沙模型和地下水位控制模型三个子模型，其中：所述水量模型考虑水资源配置效益最大化，以引黄水、地表水及地下水在i子区j行业内的最佳经济分配效果为目标，其中，i＝1、2、3、4、5、6，j＝1、2、3；i＝1时表示小开河灌区的开发区，i＝2时表示小开河灌区的惠民县，i＝3时表示小开河灌区的滨城区，i＝4时表示小开河灌区的阳信县，i＝5时表示小开河灌区的沾化县，i＝6时表示小开河灌区的无棣县；j＝1时表示农业，j＝2时表示工业，j＝3时表示生活行业；所述水量模型的目标函数为 MaxZ 1 = Σ i Σ j Σ k ( α i , j · Wd i , j , k + β i , j · Wr i , j , k + γ i , j · Wg i , j , k ) ]]>式中：Wri,j,k-k时段i子区j行业地表水用水量；Wgi,j,k-k时段i子区j行业地下水使用量；Wdi,j,k-k时段i子区j行业引黄水使用量；αi,j-i子区j行业引黄水利用净效益；βi,j-i子区j行业地表水利用净效益；γi,j-i子区j行业地下水利用净效益；约束条件为：1)水量平衡：i子区的j行业使用引黄水量之和等于i子区有效引黄量；2)供水能力约束：任何时间段的引水总量不能超过水源可供水量，分引黄水、地表水、地下水三部分；3)需水约束Wri,j,k+Wdi,j,k+Wgi,j,k≥Di,j,k；Wri,j,k+Wdi,j,k+Wgi,j,k≤Gi,j,k；式中：Di,j,k-k时段i子区j行业最低需水量；Gi,j,k-k时段i子区j行业最高需水量；4)非负约束Wgi,j,k≥0；Wdi,j,k≥0；Wri,j,k≥0；所述泥沙模型考虑泥沙输送效果，在满足用水需求的基础上，泥沙输送最小化，尽量减少淤积；所述泥沙模型的目标函数为 M a x Z = ( Σ i Σ j Σ k ∈ Ω Wd i , j , k - Σ i Σ j Σ k ∉ Ω Wd i , j , k ) + ( Σ i ∈ Π