基于可拓模型的水資源承載力評(píng)價(jià)及多目標(biāo)優(yōu)化配置.pdf

1、黑龍江省域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，擔(dān)負(fù)著保障國(guó)家糧食安全的重任。近年來(lái)，糧食生產(chǎn)取得巨大成就，但隨著人口快速增長(zhǎng)、生活水平提高和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，水資源的短缺已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的瓶頸，省內(nèi)部分地區(qū)出現(xiàn)了地下水水位下降、地下水超采現(xiàn)象、生態(tài)環(huán)境遭到破壞等問(wèn)題。針對(duì)黑龍江省水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，本文以實(shí)現(xiàn)黑龍江水資源可持續(xù)利用為指導(dǎo)理念，對(duì)各行政區(qū)進(jìn)行水資源承載力等級(jí)評(píng)價(jià)，同時(shí)針對(duì)水資源承載力處于弱壓力狀態(tài)的佳木斯地區(qū)

2、農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化配置，為黑龍江省各行政區(qū)水資源的可持續(xù)性開采利用及佳木斯農(nóng)業(yè)灌溉水量的分配提供了一定的理論基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)基于黑龍江省水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀和水利工程現(xiàn)狀，通過(guò)查閱整合文獻(xiàn)資料，比選研究方法。根據(jù)信息熵理論和可拓學(xué)理論建立了水資源承載力評(píng)價(jià)模型，構(gòu)建水資源承載力評(píng)價(jià)體系提出與黑龍江省相符合的水資源承載力評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)13個(gè)行政區(qū)的水資源承載力進(jìn)行研究，分析計(jì)算得出各行政區(qū)的水資源承載力的綜

3、合關(guān)聯(lián)度可確定其評(píng)價(jià)等級(jí)。牡丹江、黑河及大興安嶺地區(qū)水資源承載力最佳，處于Ⅰ級(jí)，為強(qiáng)無(wú)壓力狀態(tài);大慶和伊春處于Ⅱ級(jí)，為弱無(wú)壓力狀態(tài);哈爾濱和七臺(tái)河處于Ⅲ級(jí)，水資源開發(fā)利用與社會(huì)發(fā)展處于平衡的狀態(tài);佳木斯、齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山及綏化處于Ⅳ級(jí)，為弱壓力狀態(tài)。其中，佳木斯、齊齊哈爾、雞西、鶴崗、雙鴨山及綏化等地區(qū)的水資源承載力均處于相同的等級(jí)，根據(jù)其等級(jí)變量特征值，可知這六個(gè)行政區(qū)的水資源承載力均是偏向于Ⅲ級(jí)的狀態(tài)，偏向程度的大小是:

4、綏化＞齊齊哈爾＞佳木斯＞雞西＞雙鴨山＞鶴崗，表明了這六個(gè)行政區(qū)的水資源在承載力處于弱壓力狀態(tài)下的開發(fā)潛力的大小。
　　(2)以黑龍江省三江平原糧食主產(chǎn)區(qū)佳木斯市農(nóng)業(yè)用水為例，建立了基于帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法NSGA-Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ)多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，提出了在不同來(lái)水情景下多水源對(duì)多農(nóng)作物供水的方法。運(yùn)用NSGA-Ⅱ?qū)Χ嗄繕?biāo)優(yōu)化配置模型求解，計(jì)算得

5、出三種來(lái)水情況下不同水源對(duì)不同農(nóng)作物的多個(gè)供水方案，選取三個(gè)方案權(quán)衡分析經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)，高來(lái)水情景中方案一的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是8.888×109元，環(huán)境目標(biāo)是5.881×106 kg，方案二分別是8.80×109元和5.805×106 kg，方案三分別是8.556×109元和5.745×106 kg，決策者可根據(jù)偏好或?qū)嶋H情況選擇合適的方案作為決策方案，可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)水資源規(guī)劃提供依據(jù)。該模型考慮了地表水與地下水的聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了多水源對(duì)多農(nóng)

6、作物的聯(lián)合供水，得到不同來(lái)水情況下多水源對(duì)多農(nóng)作物的多個(gè)供水方案。
　　總之，本文基于熵權(quán)物元可拓模型確定了各行政區(qū)的水資源承載力等級(jí)，全面地反映了各行政區(qū)水資源承載力等級(jí)及區(qū)域性差異，對(duì)黑龍江省各行政區(qū)水資源的總體利用水平有了大致了解。針對(duì)水資源承載力處于弱壓力狀態(tài)的佳木斯市水資源開發(fā)利用中地下水位下降、水環(huán)境惡化的情況，利用基于NSGA-Ⅱ的多水源、多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，求解出三種來(lái)水情景下的多個(gè)地表水、地下水配水方案，為保障佳