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不确定风险规避随机规划在流域水环境管理中的应用研究

张小飞  
【摘要】:本文针对流域系统中由于降水时空分布不均造成的洪涝和干旱问题,以及传统两阶段随机规划模型中存在的不确定性及风险问题,分别提出了基于风险规避的水资源优化配置模型和洪水分洪优化模型。模型通过引入区间规划方法解决了实际流域系统中的不确定性和复杂性等问题,同时由于条件风险价值(CVaR)风险度量方法的引入使模型的输出结果更公平合理:在水资源优化配置模型中由于风险度量模型的引入,不仅可以在多重不确定条件下(区问和概率分布)寻求系统最大收益的水资源配置目标和方案,还可以根据决策者的风险偏好对未来各种情景下的水资源配置方案进行调节,避免了由于收益较高的用户导致的缺水风险损失集中于某一低收益用户的情况;在洪水优化分洪模型中,针对泛洪区的扩容问题和预算风险及区域经济可持续发展问题,在区间两阶段随机规划模型中,引入了整数规划和CVaR风险度量模型,帮助决策者根据自己的风险偏好在成本和风险之间进行权衡。研究结果显示,风险规避随机规划模型可以为流域系统可持续发展提供更合理、更公平和更科学的决策方案。本文首次探索不确定风险规避的随机规划在流域管理中的应用,获得的结果表明,该方法也可以解决其他环境问题,为今后的环境规划提供了一个新的研究方向。


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