不确定性区域农业水资源管理研究

发布时间：2017-12-11 00:15

  本文关键词：不确定性区域农业水资源管理研究

  更多相关文章： 水资源优化配置 粗糙区间规划 模糊可信度规划 不确定性

【摘要】：我国淡水资源具有总量较大、分布不均、人均占有量少的特点。近年来,随着城镇化、工业化水平的不断提高和人口数量的不断增加,我国的水资源短缺问题日趋严峻,区域生活用水、工业用水和农业用水等之间的竞争不断加剧。如何协调各用水部门之间的关系,制定长远的水资源开发利用规划,促进社会经济和环境的持续协调发展是我国水资源管理的主要问题。同时,我国又是一个农业大国,农业用水占社会总用水量的65%以上,农业水资源利用存在着利用效率低、管理制度和模式落后等问题,农业部门具有较大的节水潜力。另外,随着我国点源污染控制工作的逐步深入,农业面源污染正在成为水体污染的主要污染源,所以在农业水资源管理过程中必须加强对农业面源污染的控制。水资源管理系统是一个非常复杂的大系统,存在着多种多样的不确定因素,这些不确定性因素之间有着错综复杂的联系,直接影响到水资源优化模型结果的合理性和适用性,并最终对决策方案的制定产生重大影响。因此,本研究针对我国区域水资源利用中存在的问题和水资源系统的不确定特征,分别引入粗糙区间规划和模糊可信度规划,构建了区域水资源管理模型和区域农业水资源管理模型,并将其应用于实例研究。结果表明：(1)粗糙区间规划模型不仅能够反映区域水资源管理系统中的双重不确定性,而且能够通过交互式运算方法将不确定性传递给优化结果,为决策者提供灵便的决策支持。在实例研究中,古夫镇、高桥乡、高阳镇和南阳镇主要以地表水作为水源,而榛子乡、水月寺乡、黄粮镇和峡口主要以地下水作为供水水源,各时期古夫镇的水资源分配总量均最大,农业用水分配方面,黄粮镇第一时期获得的水量最大,水月寺镇第二、三时期最大,农业用水量基本保持在各时期总量用水的65%左右,与当地农业发展现状相比所占比例略低,这不仅有助于农业综合效益的提高,还有助于促进农业节水技术的推广。古夫镇和高阳镇工业用水分配量明显高于其他城镇。各城镇的生活用水基本与人口水平相一致。(2)在模糊可信度区域农业水资源优化配置模型中,决策者可以通过可信度水平表达个人意愿,通过设定各种可信度水平得到不同满意度的优化方案,并根据实际情况制定农业水资源分配妥协规划方案。可信度为1时,整个规划期内实际种植面积与区域最大允许种植面积之比最大为0.95,最小为0.66,平均耕地利用率为0.73,说明土地利用水平处于中上,农业系统仍然存在开发潜力。如果采用该满意度水平下的优化方案,在未来农业发展过程中应重点加强总磷的监控,并根据优化结果对总氮排放量达到其限值的区域和时期进行重点管理,同时还可根据区域综合发展规划,将农业污染的剩余排放空间用于支持工业发展。情景分析展示了不同可信度水平的系统输出情况,对比分析可以看出,系统净利润随可信度水平的降低而增加,当可信度水平从1减小到0.7时系统利润增加约32%。可信度水平在0.7-1之间时增加较快,而当可信度水平小于0.7时系统利润增速变缓。由于该农业系统总氮、总磷及农药的实际排放量存在较大不确定性,为实现经济效益和环境保护工作的协调发展,本研究推荐采用明显满意的环境保护目标,即可信度水平为0.7的优化方案。总之,两个优化模型都能够有效得处理区域水资源管理系统中的不确定性问题,为区域水资源管提供灵活的决策支持,从而促进区域社会经济和环境的协调发展。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F323.213

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3 马元s，

本文编号：1276443