水資源優(yōu)化戰(zhàn)略論文

水資源優(yōu)化戰(zhàn)略TheWaterResourcesOptimizationStrategy摘要Abstract本文就水資源戰(zhàn)略問題從水資源的調(diào)配、儲存、脫鹽及保護四方面進行分析。利用模糊聚類對水資源盈缺現(xiàn)狀進行分區(qū)并根據(jù)源數(shù)據(jù)對中國29個省市建立回歸預測模型，篩選出嚴重缺少水資源區(qū)域并對其進行分析以達到模型簡化。本文得到北京、天津、河北、寧夏、江蘇和上海六省到2025年持續(xù)處于缺水狀態(tài)。這樣，本文就以河北省為例對水資源戰(zhàn)略部署，以周邊地區(qū)為供水源進行求解。Thisarticlemainlyanalyzeswaterresourcesallocation,storage,desalinationandprotectionfromthestrategicproblemsofwaterresources.Accordingtothesourcedata,regressionpredictionmodelsof29provincesandcitiesinChinaareestablishedandpartitionsofthepresentsituationofwaterresourcesaremadeaccordingtofuzzyclustering,andthenscreenoutareaslackofwaterseverelyandcarriesontheanalysistoachievesimplifiedmodel.就水資源儲存問題通過建立蜂窩模型在供水源地區(qū)建立水庫，本文得到當其形狀為六邊形時模型最優(yōu)，并解釋了最少建立五層時（27個水庫）可以將供水源地區(qū)完全覆蓋。引入多目標規(guī)劃模型對省際間水資源調(diào)配進行最優(yōu)化處理，使其綜合造價達到最低。并且考慮到區(qū)域內(nèi)水分配問題對模型進行補充，從兩方面對文章低成本要求作出回應。以天津市為例從海水淡化工程及工業(yè)廢水治理兩方面對脫鹽及保護問題進行討論。根據(jù)統(tǒng)計學理論，利用SPSS對海水淡化年產(chǎn)量進行回歸預測，可知2025年可補充21425噸淡水。對照天津市缺水的年平均水平得到就目前海水淡化及污水處理能力并不能滿足水資源需大于求形勢?；诖擞^點提出建議應加大海水淡化工程的快速發(fā)展。關鍵詞：模糊聚類，蜂窩模型，多目標規(guī)劃，回歸預測，水資源一、問題重述ProblemRestatement問題背景：淡水是世界上大多數(shù)地區(qū)發(fā)展的限制因素。構建一個數(shù)學模型，為2013年提出有效、可行、低成本的水資源戰(zhàn)略（水資源利用策略），以滿足2025年中國的水資源規(guī)劃需求，并且決定最優(yōu)化的水資源戰(zhàn)略（水資源利用策略）。QuestionBackground:Freshwateristhelimitingconstraintfordevelopmentinmuchoftheworld.Buildamathematicalmodelfordetermininganeffective,feasible,andcost-efficientwaterstrategyfor2013tomeettheprojectedwaterneedsofChinain2025,andidentifythebestwaterstrategy(Waterresourceutilizationstrategy).待求解問題：1.模型需解決水資源的儲存和調(diào)配、脫鹽和保護問題。利用所建模型討論該戰(zhàn)略對經(jīng)濟、物理、和環(huán)境方面的影響。3.向政府提供一份非技術性的規(guī)劃書，概述模型方法、可行性、和成本，以及為什么該戰(zhàn)略是最佳選擇。待解決問題Problemstobesolved:1.toaddressthestorageandmovement;de-salinization;andconservationofwaterresource.2.todiscusstheeconomic,physical,andenvironmentalimplicationsofthestrategy.3.Provideanon-technicalpositionpapertogovernmentalleadershipoutliningtheapproach,itsfeasibilityandcosts,andwhyitisthe“bestwaterstrategychoice”.

二、模型假設二ModelAssumption假設數(shù)據(jù)真實有效；假設不存在戰(zhàn)爭等突發(fā)事件，社會穩(wěn)定發(fā)展；假設每年的水資源為定值；假設區(qū)域之間建立水庫的資金不存在差異。1.Assumethedatatobetrueandreliable2.Assumeemergenciessuchas,war,don’texist;societydevelopsstably3.Assumethatwaterresourcesareconstantvalueeachyear4.Assumethatcapitaltoestablishthereservoirbetweenareasdoesnotexistdifferences三、問題分析三ProblemAnalysis引入模糊聚類模型對中國29省市進行分區(qū)，篩選出水資源匱乏地區(qū)。選取任一省市為例進行分析，通過建立蜂窩水庫模型實現(xiàn)對水資源的收集及儲存問題，為滿足成本最低等要求將問題轉化為求解水庫數(shù)量最小值。對缺水地區(qū)的調(diào)配問題優(yōu)先考慮從其接壤省份輸送水資源，再考慮實際情況對本環(huán)節(jié)的影響，建立多目標規(guī)劃模型降低其綜合成本。最后，利用SPSS軟件對天津市的海水淡化和水資源保護問題進行回歸預測。Fuzzyclusteringmodelsareintroducedtoclassify29provincesandcitiesaccordingtothewaterresourceamountineachareaandscreenoutareaslackofwater.ChooseonecitiesasanexampleandbuildCellreservoirmodeltocollectandstorewaterresources.Tomeettheminimumcostrequirements,theproblemistransformedintosolvetheminimumnumberofreservoir.Themovementofwaterforwatershortageareaisgivenpriorityandmovewaterfromtheborderprovinces,thenconsidertheinfluenceoftheactualsituationonthepart.Establishmulti-objectiveprogrammingmodeltoreducethecomprehensivecost.Finally,usingtheSPSSsoftwaretomakeregressionpredictionofdesalinationandwaterresourcesprotectionproblemsinTianjincityinChina.符號說明四SymbolDescription：單位時間地區(qū)的水資源總量:Inunittime,thetotalwaterresourcesoftheregion：單位時間地區(qū)水的使用總量:Inunittimetheuseofwateramount：單位時間地區(qū)經(jīng)脫鹽堿、污水處理的淡水量（為負值時表示向外地輸出）:Inunittimebytotakeoffthesaline,sewagetreatmentholds(negativesaidoutwardsoutput)：單位時間地區(qū)水資源總量經(jīng)使用及人工水后的水量變化。五、模型建立及求解問題1：水資源的儲存和調(diào)配、脫鹽和保護問題1.水資源分類的模糊聚類循環(huán)迭代模型設有對模糊概念聚類的個樣本組成的集合：(1)用個指標特征值向量對樣本進行聚類，則待聚類的樣本集可用階指標特征值矩陣：，其中為樣本指標的特征值；。由于個指標特征物理量綱不同，在進行聚類之前先消除量綱差異，即將指標特征值變換為對模糊概念的指標相對隸屬度，常用的規(guī)格化公式有以下幾種，對于越大越優(yōu)目標（效益型目標）或對于越越優(yōu)目標（成本型目標）或其中，為對象目標的相對優(yōu)屬度，分別表示取大取小運算符，、表示對全體樣本集對目標的特征值取大、取小。根據(jù)問題的性質選用效益型目標和成本型目標中合適的形式，將指標矩陣變?yōu)閷碾`屬度矩陣：。設個樣本依據(jù)個指標特征值按照個類別進行聚類，其類別隸屬度矩陣為：，其中，表示樣本對類別的相對隸屬度。個類別的聚類中心可以表示為：。考慮到不同指標對聚類影響不同，引入指標權重矩陣：，則樣本與個類別的差異綜合權衡度量式表示為：建立目標函數(shù)：滿足約束條件：，（；）通過構造拉格朗日函數(shù)，解得模糊聚類循環(huán)迭代模型如下：上述模糊循環(huán)迭代模型，給出任意一個，其余兩個未知者分別構成循環(huán)迭代模型。通常情況下，由專家給出權重矩陣，其余兩個構成模糊聚類循環(huán)迭代模型，這種聚類模型應用最為廣泛。求解模糊聚類循環(huán)迭代模型的步驟如下(給定權重矩陣的情況如下)：給定聚類數(shù)及迭代計算精度；設初始模糊聚類矩陣，初始模糊聚類中心矩陣，；采用上述模型進行計算，；若滿足迭代結束，，可作為滿足計算精度的最優(yōu)模糊聚類中心矩陣和最優(yōu)模糊聚類矩陣，，否則，，轉步驟（3）繼續(xù)進行迭代計算。本文采用徑流總量、地下水總量、產(chǎn)水模數(shù)、人均水資源總量4個指標進行模糊迭代聚類分析，得到我國水資源分區(qū)歸類結果，見表1。表1waterresourcespartitionofChina地區(qū)北京天津河北山西內(nèi)蒙古遼寧黑龍江上海江蘇浙江級別值5.775.775.974.924.654.914.445.435.763.50地區(qū)安徽福建江西山東河南湖北湖南廣東廣西海南級別值4.413.143.024.964.793.943.063.073.083.76地區(qū)四川貴州云南西藏陜西甘肅青海寧夏新疆級別值2.133.902.121.004.894.924.455.733.64根據(jù)表1，我們得到我國水資源分區(qū)情況如下：{西藏}，{云南，四川}，{江西，湖南，廣東，廣西，浙江，福建}，{黑龍江，安徽，湖北，海南，貴州，青海，新疆}，{山西，內(nèi)蒙古，遼寧，山東，河南，陜西}，{北京，天津，河北，江蘇，上海，甘肅，寧夏}。2.水的供需狀況分析為了制定2025年的水戰(zhàn)略，我們需要對未來12年的需水總量進行預測。采用衡算方程進行未來水的供求分析，其方程如下：得到如下結論，見表2。表2不同地區(qū)水資源需求情況表（單位時間內(nèi)）（單位時間內(nèi)）（單位時間內(nèi)）地區(qū)的水能滿足需求地區(qū)的水剛好滿足需求地區(qū)的水不能滿足需求首先我們對中國整個地區(qū)用以上方程進行計算，分析全國在2025年的需水量并對進行預測。我們知道中國是一個人口大國且人口繼續(xù)增長，發(fā)展國家對水的需求在未來將呈現(xiàn)增長趨勢，以時間為變量現(xiàn)根據(jù)已有的年用水總量數(shù)據(jù)進行線性和對數(shù)方程回歸。表3回歸模型預測用水總量表模型匯總和參數(shù)估計值因變量：water方程模型匯總參數(shù)估計值R方Fdf1df2Sig.常數(shù)b1線性.93789.24016.000-181829.96293.487對數(shù).93789.56316929187602.571自變量：year調(diào)整判定系數(shù)依據(jù)該表可以進行回歸方程的擬合優(yōu)度檢驗。調(diào)整的判定系數(shù)越接近于較接近于1，回歸方程的擬合優(yōu)度越好，說明被解釋變量可以被模型解釋的部分較多。圖1用水量隨時間回歸曲線由表3分析可知線性和對數(shù)回歸方程在數(shù)值上均可預測，為了簡單化采用線性方程進行預測：預測結果如表所示:year用水總量year用水總量year用水總量20116172.39520176733.31720237294.23920126265.88220186826.80420247387.72620136359.36920196920.29120257481.21320146452.85620207013.77820156546.34320217107.26520166639.8320227200.752取年水資源總量的平均值作為常值億立方米。由于中國科技相對薄弱，在人工水方面年產(chǎn)量遠遠小于用水量，此處暫時忽略的影響。則在未來13年內(nèi)的供需狀況如下：為了明確各地區(qū)的水資源短缺量，將中國以省、自治區(qū)、直轄市（不含港、澳、臺）劃分為29個地區(qū)，即，則全國年用水量，因為全國用水量是各省市用水量的線性加和，所以我們將各個地區(qū)的用水量變化也看做近似線性變化，當用水量呈遞減趨勢時其2025年的值以最近一年的值代替，這樣與實際較為符合。各個地區(qū)的水資源取年水資源總量的平均值作為常值。對29個地區(qū)2025年時水的供需狀況進行預測分析，如下表：表4部分）供需分析表北京25.950.2338.97-13.02天津13.890.0023.37-9.48河北143.60-2.93193.72-50.11上海34.121.67150.25-116.13江蘇429.99-3.04549.23-119.24寧夏9.220.4178.39-69.182012到2013年期間每年的供需狀況計算式為：由表三可以看出北京、天津、上海、江蘇、河北、寧夏地區(qū)的水資源不能滿足需求，需要從其它地區(qū)調(diào)配。因此，本文側重對該六省進行分析，研究其水資源調(diào)配問題。圖2中國嚴重缺水省份分布圖3.水資源儲存假設2區(qū)富余水量為，1區(qū)富余水量為，根據(jù)源數(shù)據(jù)可知，但由于2區(qū)面積，區(qū)域間單位面積上富余水量無明顯差異，聯(lián)系水資源調(diào)配問題，其水資源儲備問題主要依靠建造水庫收集區(qū)域內(nèi)水資源，并通過蜂窩模型實現(xiàn)水資源儲存及傳遞過程。蜂窩模型：每個水庫在平面上都可以形成一個半徑為的圓假設一個半徑為的圓形區(qū)域。利用蜂窩覆蓋法實現(xiàn)對該區(qū)域的覆蓋。蜂窩覆蓋法是每一個圓都恰有N個與之相交并且關于它圓心對稱的圓，相當于每個圓中都內(nèi)接一個正N邊形（圖）。相鄰圓的公共面積計算公式為：其中，為兩個圓的半徑，為兩個圓的距離。特殊的：當時兩個圓的重疊率為：，其中：，。（1）圓內(nèi)接正三邊形的面積：，完全覆蓋區(qū)域所需要的中繼站的最小數(shù)目為：；（2）圓內(nèi)接正四邊形的面積：，完全覆蓋區(qū)域所需要的中繼站的最小數(shù)目為：；（3）圓內(nèi)接正六邊形的面積：，完全覆蓋區(qū)域所需要的中繼站的最小數(shù)目為：；假設水庫影響覆蓋半徑為，圓形區(qū)域面積為：。蜂窩覆蓋法中每一個圓都恰有N個與之相交并且關于它圓心對稱的圓，且每個圓中都內(nèi)接一個正三角形時，存在兩種情況，如下：覆蓋呈正三角形區(qū)域的情況分析：情況一：當正三角形的中心作為中繼站的中心時（如圖所示）：層數(shù)123456…K第N層11224364860…12(K-1)K層總1133773121181…半徑r2rr5rr8r…若是整個圓形區(qū)域被水庫覆蓋，則水庫無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：。為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：情況二：當6個三角形的焦點作為三角形的中心時（如圖所示）：層數(shù)123456…K第N層61830425466…12K-6K層總1245496150216…半徑1.5r3r4.5r6r7.5r9r…1.5K若是整個圓形區(qū)域被中繼站覆蓋，則中繼站無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：。為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：。覆蓋呈正方形區(qū)域的情況分析：情況一：當4個正方形的交點作為水庫的中心時（如圖所示）：層數(shù)123456…K第N層41220283644…8K-4K層總4163664100144…4K半徑rrrrrr…K若是整個圓形區(qū)域被中繼站覆蓋，則中繼站無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：。為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：。情況二：當正方形的中心作為中繼站的中心時：層數(shù)123456…K第N層19254981121…K層總1816243240…半徑r3r5r7r9r11r…若是整個圓形區(qū)域被中繼站覆蓋，則中繼站無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：。為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：覆蓋呈正六角形區(qū)域的情況分析：情況一：當正六邊形的中心最為中繼站的中心時：層數(shù)123456…K第N層1612182430…6K-6K層總1719376191…半徑r2rr5rr8r…若是整個圓形區(qū)域被中繼站覆蓋，則中繼站無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：。為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：。情況二：當3個正六邊形的交點作為中繼站的中心時：層數(shù)123456…K第N層3915212733…K層總312274875118…半徑147…若是整個圓形區(qū)域被中繼站覆蓋，則中繼站無漏洞覆蓋區(qū)域面積大于整個圓形區(qū)域面積，即：得到：為使得圓形區(qū)域內(nèi)安的中繼站數(shù)目最小，K取最小值4。由此得最小中繼站的數(shù)目為：。綜上，得到如下結論。

覆蓋區(qū)域圖形情況一層數(shù)情況二層數(shù)情況一中繼站數(shù)目情況二中繼站數(shù)目正三角形433630正方形442849正六邊形653027當覆蓋面積為六邊形，層數(shù)為5時，建立的水庫個數(shù)最少為27個。水庫所需數(shù)目與PL的關系為：。每個水庫都至少有一個PL與之相應，即信號之間不會產(chǎn)生干擾。上述結果符合實際。4.水資源調(diào)配4.1區(qū)域間水資源調(diào)配的多目標優(yōu)化模型根據(jù)調(diào)配既定體積水資源的基本原則——調(diào)配費用最低，我們建立了值越小、調(diào)配方案越優(yōu)的模型：以水源地調(diào)配到缺水區(qū)的水量作為決策變量一，則決策矩陣為：以水源地調(diào)配到缺水區(qū)的距離作為決策變量二，則決策矩陣為：得到水資源合理調(diào)配的多目標優(yōu)化模型：其中，為約束條件集，表示：缺水區(qū)需水能力約束：和水源地供水能力約束：其中，表示由水源地向缺水區(qū)調(diào)水所需的費用；表示由水源地向缺水區(qū)調(diào)用的水量；表示水源地向缺水區(qū)以每單位路程調(diào)用單位體積水資源所需的費用；表示水源地至缺水區(qū)的距離；表示缺水區(qū)的缺水量；表示水源地可供調(diào)用的水量（當向外調(diào)的水量為0.4時認為能保證地區(qū)水資源量持續(xù)穩(wěn)定）。根據(jù)水資源合理調(diào)配的多目標優(yōu)化模型，可求解出當最小時的值。實例研究，我們選取華北部分省市（內(nèi)蒙古、遼寧、山東、河南、山西、河北、北京、天津）求解2025年最優(yōu)化的水資源調(diào)配方案。此處設定。各地之間的距離（千米）如下表:表5華北部分省市之間距離分布表缺水區(qū)水源地缺水區(qū)內(nèi)蒙古遼寧山東河南山西河北744.1950303.8723345.3北京485683.7432.4689503.8天津627.3662326702468經(jīng)以上模型列出目標函數(shù)及約束條件，使用LINGO軟件計算的值。我們得到2025年時最優(yōu)的調(diào)配方案如下:4.2區(qū)域內(nèi)水資源合理調(diào)度水資源包括河流、湖泊、水庫中的地表水、地下水、洪水以及經(jīng)過高新技術處理后的脫鹽水，而且還包括污水經(jīng)適當處理后，達到一定的水質指標，滿足某種使用要求，可以進行有益使用的再生水。遵循水資源戰(zhàn)略的基本原則：有效、可行以及低成本，我們建立了河北省內(nèi)水資源可持續(xù)優(yōu)化配置模型。假設省內(nèi)有5種供水水源，用表示，其中表示外調(diào)水供給（包括外調(diào)地表水和外調(diào)地下水），表示當?shù)氐叵滤┙o，表示當?shù)氐乇硭┙o，表示海水淡化供給，表示再生水供給；各區(qū)域內(nèi)的水資源用途分為7類，用途，其中表示城鎮(zhèn)綜合生活用水，表示城鎮(zhèn)工業(yè)建筑倉儲用水，表示城鎮(zhèn)市政雜用水，表示城鎮(zhèn)其它用水，表示農(nóng)村生活用水，表示農(nóng)業(yè)用水，表示城鎮(zhèn)以外區(qū)域河湖濕地生態(tài)用水。以水源分配到用途的水量作為決策變量，則決策矩陣為：水資源戰(zhàn)略優(yōu)化配置模型，一般形式如下：其中，為決策矩陣，由不同區(qū)域、水源和用途的水資源組成；為水資源開發(fā)利用的經(jīng)濟效益；為水資源開發(fā)利用的，為水資源開發(fā)利用的環(huán)境效益，為約束條件集，表示水資源的承載力方程。目標函數(shù)1：以河北省用水費用最小表示其中，為決策矩陣中各分配量，即不同水源對各區(qū)域不同用途的水資源供應量()；為每個對應的水資源使用價格（）。目標函數(shù)2：以河北省供水設施建設費用最小表示其中，為現(xiàn)有各種水廠的規(guī)模，用各種水廠的產(chǎn)水量表示（）；為各種新建水廠的單位供水量建設成本（）；為新建各種水廠的規(guī)模，各種水廠的產(chǎn)水量表示（）；為各種新建水廠的固定成本（）。目標函數(shù)3：以河北省加權總缺水量最小表示其中，為區(qū)域內(nèi)用途所需種水源的需水量；為用途缺水量相對在河北省量中所占的重要性權重。目標函數(shù)4：以河北省新鮮水供給量最小表示目標函數(shù)5：以各類水源水價與各區(qū)域人均可支配收入差值之和最小表示其中，為區(qū)域內(nèi)人均可支配收入；為區(qū)域內(nèi)供水總量。目標函數(shù)6：以供水水源水質與用途配置水質差值之和最小表示其中，為第種水源的水質等級；為第種用途所匹配的最低水級。約束條件：供水系統(tǒng)的供水能力（水源的可供水量）約束{，，，，}其中，分別為省外調(diào)水、地下水、再生水、海水利用和當?shù)氐乇硭目晒┧俊?.海水淡化及資源保護以天津為例解釋水資源治理與脫鹽問題。5.1海水淡化問題截至2010年已建成投產(chǎn)的5套海水淡化裝置合計產(chǎn)水量為21.7萬。利用SPSS軟件對年份和海水淡化產(chǎn)量進行回歸分析，得到如下結果：系數(shù)未標準化系數(shù)標準化系數(shù)tSig.B標準誤Beta年份2.500.280.9828.929.003（常數(shù)）-5003.840562.240-8.900.003年份與海水淡化產(chǎn)量回歸模型：表6海水淡化預測表年份海水淡化（萬噸/日）200612.0200713.2200815.1200918.8201021.7202558.7根據(jù)表6可知，2025年天津海水淡化能力為21425萬噸。根據(jù)表4可知2025年天津地區(qū)缺水為94800萬噸。所以，只考慮海水淡化產(chǎn)出淡水量遠小于所需補給量，故考慮海水淡化只可以用來緩解用水壓力，需配合其他方式同時對天津供水。5.2水資源保護假設排放每單位污水污染純凈水，則治理每單位工業(yè)廢水為淡水資源總量增加。表7污水排放和治理的對照表年份廢水治理設施（套）工業(yè)廢水中化學需氧量排放量（噸）工業(yè)廢水排放總量（噸）治理（噸）20068973.922978210320078163.121444153420088752.820433101120098482.31944199220109122.219680-239由表7可知：從2006年開始工業(yè)廢水的排放總量逐漸減少。假設從2006年開始每年治理的污水量都是最大值2103噸，則到2025年其治理污水最大值為21000噸，等同于節(jié)約了21000C噸淡水，假設C不超過100，即每單位污水最大限度可以污染100單位淡水，則到2025年通過治理工業(yè)廢水可得到210萬噸。根據(jù)表4可知2025年天津地區(qū)缺水為94800萬噸，考慮實際情況忽略通過水資源保護獲得的淡水總量。問題2：利用所建模型討論該戰(zhàn)略對經(jīng)濟、環(huán)境方面的影響多目標遺傳算法在水資源優(yōu)化配置中的實現(xiàn)1.目標函數(shù)的建立水資源系統(tǒng)有各種影響因素,這些因素使得目標經(jīng)常具有不同的量綱,大小不成比例,而且目標之間往往是相互制約的,因此對水資源系統(tǒng)進行優(yōu)化配置是多目標的。（1）經(jīng)濟：不同行業(yè)用水產(chǎn)生的經(jīng)濟凈效益最大其中：為水源向子區(qū)用戶的供水量(萬);為水源向子區(qū)用戶的單位供水量費用系數(shù)(元/)。（2）環(huán)境：BOD排放量之和最小其中：為k子區(qū)j用戶單位廢水排放量中重要污染因子的含量(mg/L);為k子區(qū)j用戶污水排放系數(shù)。（3）生活：糧食產(chǎn)量與其期望產(chǎn)量的偏差之和最小其中：SDFOD為糧食目標變量;TFOOD為期望糧食產(chǎn)量;FOOD為實際計算糧食產(chǎn)量。2.約束條件約束條件包括供水約束、需水約束和非負約束等,具體表示為(1)供水約束：，其中：為水源c分配給k子區(qū)的水量;為水源c向k子區(qū)j用戶的供水量。(2)需水約束：，其中：為k子區(qū)的最低需水量;為水源c向k子區(qū)j用戶的供水量。(3)非負約束：。3.MOGA的具體實現(xiàn)多目標遺傳算法將水資源優(yōu)化配置問題模擬為生物進化問題,以各水源分給各用戶的水量作為決策變量,對決策變量進行編碼并組成可行解集,通過判斷每一個體的滿意程度來進行優(yōu)勝劣汰,從而產(chǎn)生新一代可行解集,如此反復迭代來完成水資源優(yōu)化配置。利用上述模型計算天津年的水量優(yōu)化分配方案。在滿足該區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水的條件下,以減少水資源浪費為目的,通過對該區(qū)的地表水、地下水和再生水的合理配置,以達到滿足該區(qū)人口增長和經(jīng)濟發(fā)展對用水量不斷增長的需求。計算參數(shù)選擇如下:取種群大小popsize=20;染色體編碼長度lchrom=25;最大進化代數(shù)maxgen=100;交叉率pcross=0·7;變異率pmutation=0·05。水資源優(yōu)化配置2025年計算結果見表（億立方米）：生活農(nóng)業(yè)工業(yè)用水量11.708375.772395.88924深層次分析水資源分配所面臨種種問題,其核心是在國民經(jīng)濟用水、生活用水和生態(tài)環(huán)境用水系統(tǒng)之間、以及系統(tǒng)內(nèi)部各用水部門之間相互作用的背景下,水資源調(diào)配不當所引起的經(jīng)濟、生態(tài)后果。為此建立水資源條件相適應的合理配置方案，保護生態(tài)格局和高效經(jīng)濟結構體系,統(tǒng)一合理調(diào)配流域水資源,是實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的根本出路。六、模型評價與改進模型評價：1.文章采用模糊聚類模型篩選出目標地區(qū)實現(xiàn)了對模型的降維。2.分別討論了調(diào)配，儲存以及脫鹽和保護四方面，弱化了對宏觀調(diào)控影響較弱的脫鹽及保護，突出了重點。模型改進：就全國而言，海水淡化工程及工業(yè)污水的治理回收可以得到一部分水資源，其含量對解決多地區(qū)水資源匱乏現(xiàn)象并無明顯效益，但就單一某一城市而言，以天津市情況為例，其海水淡化能力逐年遞增，推測2025年脫鹽年產(chǎn)量不能根本解決天津市需水情況但可以緩解其調(diào)配水資源壓力?；诖擞^點，考慮到該模型應針對具體省市進行分析，將脫鹽及保護等水資源工程充分考慮，調(diào)整供水量，需水量關系，從根本降低其補充水量。針對調(diào)整后的數(shù)據(jù)重新進行部署。參考文獻[1]陳守煜，李亞偉，《基于模糊迭代聚類的水資源分區(qū)研究》，遼寧工程技術大學學報，12月第23卷第6期，2004年；[2]謝龍漢,尚濤，《SPSS統(tǒng)計分析與數(shù)據(jù)挖掘》，電子電工出版社，2012年1月；[3]YAOXuan-xia,ZHENGXue-feng,WUTao，《AHexagon-BasedKeyDistributionSchemeforWirelessSensorNetworks》，CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS，Nov.2008，Vol.21No.11；[4]劉河，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