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《西北农林科技大学》 2017年
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考虑不确定性的榆林市榆阳区水资源优化配置及配置系统和谐性研究

张成凤  
【摘要】:水资源是人类生存和社会发展必需的基础性自然资源,同时也是不可替代的战略性经济资源。随着社会经济的快速发展和近年来人口城镇化步伐进程的加快,环境生态问题越来越多,水资源水量性短缺与水质性短缺现象日益凸显,供需矛盾日益尖锐,已经成为制约社会发展的瓶颈,对有限的水资源进行优化配置成为缓解这一矛盾的有效途径。自上世纪50年代始,水资源优化配置的研究成果丰硕,但是这些成果真正应用于实践中的却很少,究其根源主要是水资源系统中各因素的不确定性和复杂性没有得到全面考虑,使得研究成果与水资源系统的实际情况相差较大。本文综合考虑资源、环境、社会经济之间的复杂性,将不确定理论研究成果应用到水资源优化配置中,并以陕西省榆林市榆阳区为例进行实证研究。经数据对比,该研究方法更符合城市水资源应用的实际情况。最后,在配置成果的基础上,对水资源系统的和谐性进行评价。主要研究成果如下:1、对榆阳区水资源进行分析,初步探明了榆阳区的水资源基本情势,指出了榆阳区水资源在可持续开发利用过程中存在的主要问题及解决的建议。2、以2013年为现状水平年,以2020年和2030年为规划水平年,分别用定额法、灰色预测模型、灰色预测模型群、指数函数模型、线性函数模型、二次多项式模型对榆阳区需水进行预测,分别进行拟合对比分析及未来需水量预测趋势分析,得出近期预测精度:灰色预测模型群模型二次多项式模型灰色预测模型指数函数预测模型线性函数模型;中远期预测精度:灰色预测模型指数函数预测模型线性函数模型二次多项式模型灰色预测模型群模型;对时间序列的敏感度为:灰色预测模型群模型二次多项式模型线性函数模型指数函数预测模型灰色预测模型。在实用意义上,针对近期预测,灰色预测模型群法更具有现实使用价值,而针对中远期需水量预测,灰色预测模型比较稳定,为城市水资源规划提供决策依据。3、在榆阳区定额法需水量预测的基础上,对榆阳区水资源进行供需平衡及承载力分析。经分析,根据榆阳区经济发展规划,在规划年2020年与2030年,人口规模及经济发展均存在超载现象,所以必须对榆阳区的水资源进行优化配置,使社会、经济及环境能够协调发展,达到效益最大化,趋近榆阳区经济规划预期。4、以榆阳区规划水平年2020年、2030年75%保证率为例,在分析水资源系统不确定性及复杂性的基础上,选用基于不确定性基本理论的不确定模糊多目标规划模型(IFMOP)对榆阳区进行水资源优化配置,以经济、社会及环境效益综合效益最优为目标,将水资源系统中某些不确定因素以区间参数表示,在区间变化范围内,以交互式运算为基础,用LINGO软件进行编程,对配置模型内变量进行求解,得到配置方案。根据配置方案,分别从配置结果、行业配水结构、水源供水结构、新增水源行业补水状况、行业缺水五方面进行分析,确定优化配置方案。优化后的榆阳区水资源承载能力增强,模型具有较强的现实应用性。5、针对水资源配置系统在社会、经济、生态、管理四方面的综合性,考虑评价过程中的模糊性和不确定性,将区间数引入层次分析法,建立区间层次分析法模型。本文分别运用层次分析法和区间层次分析法对榆阳区水资源配置系统进行和谐性评价。对输出结果分别从方法运用和榆阳区和谐性两方面进行分析。区间层次分析法将评价的不确定性和模糊性体现在评价的整过程,使得评价结果更加柔性化和合理化;层次分析法与区间层次分析法(取区间中值)计算结果相比虽然略有误差,但是均反映了经水资源优化配置后,榆阳区水资源系统的和谐度逐步提升。进一步验证了配置方案的合理性与IMOP模型的适应性。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV213.4

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