水资源预测及优化配置课程设计(3)

2019-04-23 20:01

定额的选取:

任意取一个值 在范围内

生活用水和牲畜的用水定额 总的趋势是逐步增加 农田灌溉和工业的用水定额总的是逐步减小(由于采取新的技术)

说明:工业需水定额 2020年 取值范围为 25-35 封面自己设计 要求统一一致 计算方法: 需水预测 1、工业用水

①趋势法:用历年工业用水增长率来推算将来工业用水量。 公式:Si?S0(1?d)n

式中:Si——预测的某一水平年工业需水量;

S0——预测起始年份工业用水量;

d——工业用水年平均增长率;

n——从起始年份至预测某一水平年份所间隔时间(年)。

用趋势法预测关键是对未来用水量增长率的准确确定,需要找出与增长率紧密相联的因素,充分分析过去实际结构,合理确定未来不同水平年的平均用水增长率。需要相当长的一个时段和具有准确度较高的用水量数值资料。

②相关法:工业用水的统计参数与工业产值有一定的相关关系。把产值作为横轴,描绘上实际值,进行回归分析。

1).用工业用水增长率和工业产值增长率相关关系推算工业发展用水。

2).用工业产值与万元产值用水量的相关关系推求工业发展用水。一般给出用水定额。 普遍应用相关法

一般方程:logy?alogx?b 2、农业用水 公式:

W??Wi?mi?i

式中:mi——某作物灌溉面积;

?i——某作物灌溉定额;

Wi——某作物灌溉水量;

W——全区所有作物灌溉水量。

3、生活用水 城市生活用水 预测方法

一、趋势法或简单相关法

Wi?p0(1??)n?Ki?pi?Ki

式中:W——某水平年城市生活用水总量(m3/年);

p0——现状人口(人);

pi——某水平年人口数(人);

?——城市人口计划增长率(%);

n——起始年份至某一水平年份的时间间隔(年);

Ki——某水平年份拟定的人均用水综合定额(m3/人·年)。

二、分类分析权重变化估算法(双因子分析)

Wi???i?Ki?Mi

i?1k式中:Wi——某一水平年的总用水量(m3/年);

?i——某一类用户在某一水平年所占的权重(%);

Ki——某一类用户在某一水平年的单位用水量(m3/人·年); Mi——某一类用户在某一水平年的用水人数。

农村生活用水

按人均用水标准进行估算。 公式为:W居??n?m

式中:W居——农村居民生活用水量;

m——人均生活用水标难;

n——用水人数。 4、牲畜用水

W牲??nimi

式中:W牲——全部牲畜用水总量;

ni——各种牲畜或家禽头数或只数; mi——各种牲畜或家禽用水定额。

供水预测

P=50%、75%、95% 三、水资源优化配置

水资源优化配置是指在一个特定流域或区域内,工程与非工程措施并举,对有限的不同形式的水资源进行科学合理的分配,其最终目的就是实现水资源的可持续利用,保证社会经济、资源、生态环境的协调发展。水资源优化配置的实质就是提高水资源的配置效率,一方面

是合理解决各部门和各行业(包括环境和生态用水)之间的竞争用水问题。另一方面则是提高水的利用效率,促使各部门或各行业内部高效用水。

1、步骤

1)、确定优化目标、决策方案和约束条件; 2)、建立数学模型; 3)、模型求解; 4)、计算结果的验证。 2、水资源优化配置模型 常用的几种数学优化模型 (1)、线性规划模型

特点是模型中的目标函数及约束条件的数学形式均为线性,由于它具有标准的求解方法,通常可把复杂的水资源优化问题构造成线性规划模型。它的标准形式为:

目标函数:maxZ??aj?1nijijx

约束条件:

?aj?1nijijx?bi (i=1,2,?,m)

xj≥0 (j=1,2,?,n)

(2)、动态规划模型

此类模型主要应用于系统分析的多阶段决策过程,可以求得整个系统的最优决策方案。动态规划的基础是最优性原理,基本方法就是把一个复杂的问题分解,形成一个多阶段的决策过程,并按一定的顺序或时序,从第一阶段开始,逐次求出每阶段的最优决策,从而求得整个系统的最优决策。

动态规划的基本方程是一个使过程状态连续转移的递推方程。它的数学形式是:

?N?Rmax???Vt(St,dt)?

?t?1?约束条件:s1?S

d1?D

动态规划模型可用函数迭代法或策略迭代法求解。 (3)、多目标规划模型

区域水资源的开发利用都是多目标的,在追求经济效益目标的同时,还应提出社会、环境、长期效益等方面的目标。这类问题需要利用多目标规划的方法来解决。它的模型形式可表示为:

目标函数:maxz1(x),z2(x),?,zp(x) 约束方程:gi(x)?bi  i?1,2,?,m 决策变量向量:x??x1,x2,?,xn?

T??


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