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(3)工程设施决策变量 即确定与水资源开发利用有关的工程设施建设与否,建设的位置、时间等。如地下水库、 地下水源地、地下水回灌设施是否上马等。在水资源管理模型中,这些决策变量常常是整数 变量。这类变量的管理模型通常要用整数规划或混合整数规划来求解 (4)生态环境决策变量 生态环境决策变量通常包括污水排放量,污水处理量、生态用水量、绿洲面积等. 2、目标函数 目标函数是管理者或决策者为追求系统目标的数学表达式。这个目标以决策变量的线性 或非线性函数表示。目标不同,目标函数表达式不同,根据解决的管理问题,可以是求极大 值,亦可以是求极小值。根据水资源管理决策的特点及目的和要求,目标函数有如下三种类 (1)经济效益目标 经济效益目标是实现区域经济持续增长,人民生活水平提高,投资最小效益最大。例如, 供水系统在运行期间内净利润最大:单位供水成本最低;与水资源开发相关部门的工农业产 值最大:开发水资源投资最小:流域灌溉总净收入最多:各规划水平年粮食产量、工农业产 值与其目标水平的偏差值之和最小等。 (2)环境质量目标 经济高速发展与环境质量的改善是规划者和决策者最关心的问题,为此常需要考虑环境 质量目标。如管理期内地下水位下降最小或采用人工回灌时地下水位回升值最大,通过污水 处理和地层自净后的污水排放量最大,以地下水溶质为目标,控制地下水溶质最佳分布等 (3)系统运行目标 如在满足一定约束条件下地下水开釆或回灌量最大,开采井数最少,地表水与地下水利 用量最大,考虑地表水与地下水联合运用时寻求最优的运行规则和水量分配等都属于这种类 型的目标函数。 3、约束条件 在水资源管理决策中,每一个问题在解决时都要受到一定条件的约束。它们是描述系统 对参数和变量进行操作时所依据的定律、法则和规定。包括资源约束、需求约束、水资源运 移规律的动力学约束、工程投资约束、生态环境约束等方面 (1)资源约束 即每一时期所需的资源量,不能大于该时期最大可提供资源量。包括土地资源约束 可利用水资源总量约束等 (2)需求约束 即最优决策应满足各类用户(部门)对水资源的基本需求。 (3)水资源运移规律的动力学约束 以质量、能量守衡为基础的连续性方程或平衡方程作为等式约束条件,体现了决策变量 与系统状态之间的关系。对于地表水典型年来水量、长系列来水过程、连续枯水年来水过程 等可由地表水模拟模型计算提供。地下水运动受地质、水文地质、水文气象和环境等多方面 因素的影响,其复杂程度远远大于地表水。为此,要依据给定条件下地下水运动的定解问题,(3)工程设施决策变量 即确定与水资源开发利用有关的工程设施建设与否,建设的位置、时间等。如地下水库、 地下水源地、地下水回灌设施是否上马等。在水资源管理模型中,这些决策变量常常是整数 变量。这类变量的管理模型通常要用整数规划或混合整数规划来求解。 (4)生态环境决策变量 生态环境决策变量通常包括污水排放量,污水处理量、生态用水量、绿洲面积等。 2、目标函数 目标函数是管理者或决策者为追求系统目标的数学表达式。这个目标以决策变量的线性 或非线性函数表示。目标不同,目标函数表达式不同,根据解决的管理问题,可以是求极大 值,亦可以是求极小值。根据水资源管理决策的特点及目的和要求,目标函数有如下三种类 型: (1)经济效益目标 经济效益目标是实现区域经济持续增长,人民生活水平提高,投资最小效益最大。例如, 供水系统在运行期间内净利润最大;单位供水成本最低;与水资源开发相关部门的工农业产 值最大;开发水资源投资最小:流域灌溉总净收入最多;各规划水平年粮食产量、工农业产 值与其目标水平的偏差值之和最小等。 (2)环境质量目标 经济高速发展与环境质量的改善是规划者和决策者最关心的问题,为此常需要考虑环境 质量目标。如管理期内地下水位下降最小或采用人工回灌时地下水位回升值最大,通过污水 处理和地层自净后的污水排放量最大,以地下水溶质为目标,控制地下水溶质最佳分布等。 (3)系统运行目标 如在满足一定约束条件下地下水开釆或回灌量最大,开采井数最少,地表水与地下水利 用量最大,考虑地表水与地下水联合运用时寻求最优的运行规则和水量分配等都属于这种类 型的目标函数。 3、约束条件 在水资源管理决策中,每一个问题在解决时都要受到一定条件的约束。它们是描述系统 对参数和变量进行操作时所依据的定律、法则和规定。包括资源约束、需求约束、水资源运 移规律的动力学约束、工程投资约束、生态环境约束等方面。 (1)资源约束 即每一时期所需的资源量,不能大于该时期最大可提供资源量。包括土地资源约束、 可利用水资源总量约束等。 (2)需求约束 即最优决策应满足各类用户(部门)对水资源的基本需求。 (3)水资源运移规律的动力学约束 以质量、能量守衡为基础的连续性方程或平衡方程作为等式约束条件,体现了决策变量 与系统状态之间的关系。对于地表水典型年来水量、长系列来水过程、连续枯水年来水过程 等可由地表水模拟模型计算提供。地下水运动受地质、水文地质、水文气象和环境等多方面 因素的影响,其复杂程度远远大于地表水。为此,要依据给定条件下地下水运动的定解问题
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