水資源系統(tǒng)動態(tài)規(guī)劃規(guī)劃內容

水資源系統(tǒng)動態(tài)規(guī)劃水資源規(guī)劃

水資源規(guī)劃即在掌握水資源的時空分布特征、地區(qū)條件、國民經濟對水資源需求的基礎上，協(xié)調各種矛盾，對水資源進行統(tǒng)籌安排，制定出最佳開發(fā)利用方案及相應的工程措施的規(guī)劃。它是水資源管理的一個重要部分。

水資源系統(tǒng)動態(tài)規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃

動態(tài)規(guī)劃是用以求解多階段決策過程最優(yōu)化策略問題的方法。其基本思路是將一個復雜的系統(tǒng)分析問題分解為一個多階段的決策過程，并按一定順序或時序從第一階段開始，逐次求出每階段的最優(yōu)決策，經歷各階段而求得整個系統(tǒng)的最優(yōu)策略。

水利規(guī)劃中的許多問題，如水資源優(yōu)化分配、工程布局和規(guī)模優(yōu)化、工程最優(yōu)開發(fā)順序等都可用其求解。為了克服方法存在的“維數(shù)障礙”，曾提出過許多改進途徑，如在確定性動態(tài)規(guī)劃方而的狀態(tài)增量動態(tài)規(guī)劃法、離散微分動態(tài)規(guī)劃法、微分動態(tài)規(guī)劃法、逐次逼近法、逐次優(yōu)化算法(POA)和在隨機動態(tài)規(guī)劃方而的參數(shù)迭代法等。中國學者提出了一種狀態(tài)極值逐次優(yōu)化算法(SEPOA)和多維動態(tài)規(guī)劃試驗選優(yōu)法等，使高維動態(tài)規(guī)劃問題的求解成為可能。動態(tài)規(guī)劃應用于水利規(guī)劃時存在的另一障礙，是研究對象中的狀態(tài)往往存在后效性。例如在海涂促淤圍墾優(yōu)化規(guī)劃中，促淤決策影響著圍墾決策，圍墾決策也影響著促淤決策；在除澇排水系統(tǒng)規(guī)劃中，作為狀態(tài)變量的河網規(guī)模與排水閘尺寸也是相互制約的。針對這兩種情況，中國已分別提出了試誤迭代法和建立河網規(guī)模與排水閘尺寸的關系方程作為約束條件來加以克服，從而擴大了動態(tài)規(guī)劃的應用范圍。在隨機動態(tài)規(guī)劃方面，也提出過一些多維隨機動態(tài)規(guī)劃算法和多目標隨機動態(tài)規(guī)劃算法等，均有所創(chuàng)新。

水資源系統(tǒng)規(guī)劃是水資源合理開發(fā)利用的有效途徑。隨著全球社會經濟的發(fā)展，水資源在經濟可持續(xù)發(fā)展中具有基礎性地位和至關重要的作用。為了合理利用水資源，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，保障經濟社會可持續(xù)發(fā)展，我們需要對水資源進行合理規(guī)劃，研究水資源規(guī)劃方法。近年來，對水資源規(guī)劃方法的研究不斷加深,并取得了大量成果。動態(tài)規(guī)劃模型在越來越多的應用在水資源規(guī)劃中，具有將高維問題化為相對簡單的低維問題、對目標函數(shù)和約束條件的函數(shù)形式限制較寬、處理比較方便等優(yōu)點。以經濟、社會、環(huán)境綜合效益最大為目標，通過分析水資源現(xiàn)狀，建立動態(tài)規(guī)劃模型，能夠有效的了解水資源供需矛盾。

前言

引言

第一章 水資源規(guī)劃與管理：回顧

1 引言

2 規(guī)劃與管理問題：一些實例研究

3 為什么要規(guī)劃，為什么要管理

4 系統(tǒng)組成部分，規(guī)劃尺度和可持續(xù)性

5 規(guī)劃與管理

6 面對規(guī)劃與管理的挑戰(zhàn)：小結

參考文獻

第二章 水資源系統(tǒng)模擬：在規(guī)劃與管理中的作用

1 引言

2 水資源系統(tǒng)的模擬

3 水資源系統(tǒng)模擬的挑戰(zhàn)

4 模擬的開發(fā)

5 結論

參考文獻

第三章 評價規(guī)期方案的模擬方法

1 引言

2 規(guī)劃編制和選擇

3 建立模型的方法：模擬或優(yōu)化

4 模型開發(fā)

5 管理模擬項目

6 尺度問題

7 結論

參考文獻

第四章 優(yōu)化方法

1 引言

2 經濟效益和成本的時間流的比較

3 非線性優(yōu)化模型及其求解過程

4 動態(tài)規(guī)劃

5 線性規(guī)劃

6 簡單的回顧

參考文獻

第五章 模糊優(yōu)化

1 模糊性：引言

2 模糊環(huán)境中的優(yōu)化

3 分水的模糊集

4 水庫蓄水與放水目標的模糊集

5 水質管理模糊集

6 小結

參考文獻

第六章 數(shù)據(jù)模型

1 引言

2 人工神經網絡

3 遺傳算法

4 遺傳規(guī)劃

5 數(shù)據(jù)發(fā)掘

6 結論

參考文獻

第七章 概率、統(tǒng)計和隨機模擬的概念

1 概述

2 概率概念和方法

3 隨機事件的分布

4 刪檢資料的分析

5 區(qū)域化和指標洪水(Index-Flood)法

6 部分歷時系列

7 隨機過程和時間序列

8 綜合徑流生成

9 隨機模擬

10 結論

參考文獻

第八章 模擬的不確定性

1 概述

2 從已知概率分布生成數(shù)值

3 MonteCarlo模擬

4 隨機約束模型

5 Markov過程和轉移概率

6 隨機優(yōu)化

7 結論

參考文獻

第九章 模型靈敏度和不確定性分析

1 概述

2 問題、關系和術語

3 模型輸出的可變性和不確定性

4 靈敏度和不確定性分析

5 性能指標的不確定性

6 溝通模型輸出的不確定性

7 結論

參考文獻

第十章 評價準則

1 概述

2 基于信息的決策

3 評價準則及一般替代方案

4 評價準則的量化

5 多指標分析

6 實施效果指標的統(tǒng)計學概述

7 結論

參考文獻

第十一章 流域規(guī)劃模型

1 概述

2 自然資源系統(tǒng)和相關基礎設施的模擬

3 流域的社會-經濟功能模擬

4 流域分析

5 結論

參考文獻

第十二章 水質模擬與預測

1 概述

2 環(huán)境水質標準的建立

3 水質模型的應用

4 水質模擬過程

5 藻類生物量預測模型

6 模擬方法

7 結論：水質管理策略的實施

參考文獻

第十三章 城市水系統(tǒng)

1 引言

2 飲用水

3 污水

4 城市排水

5 城市水系統(tǒng)的模擬

6 結論

參考文獻

第十四章 本書概要

1 遭遇挑戰(zhàn)

2 規(guī)劃和管理的系統(tǒng)方法

3 評估模擬的成功

4 一些實例研究

5 結語

參考文獻

附錄A 自然系統(tǒng)過程及其相互作用

附錄B 監(jiān)測與適應性管理

附錄C 干旱管理

附錄D 洪水管理

附錄E 項目規(guī)劃和分析：考慮所有因素

《水資源系統(tǒng)規(guī)劃模擬與優(yōu)化配置》重點探索了基于地理信息系統(tǒng)的省級水資源綜合規(guī)劃配置模型系統(tǒng)建立，各水平年長系列水資源三次供需平衡分析水資源系統(tǒng)動態(tài)規(guī)劃、系統(tǒng)動力學、復雜適應系統(tǒng)理論、大系統(tǒng)分解協(xié)調與自優(yōu)化模擬、地質統(tǒng)計學等技術的綜合應用改進，以及建設項目水資源論證、大型引調水工程調水規(guī)模論證、河流水量分配等領域的新技術應用等科學技術問題。

水資源系統(tǒng)線性規(guī)劃是水資源系統(tǒng)最優(yōu)化的一種。

水資源系統(tǒng)最優(yōu)化是指在滿足各種約束條件下，對水資源系統(tǒng)數(shù)學模型中的標量目標函數(shù)進行最優(yōu)化的方法。最優(yōu)化方法是應用數(shù)學的一個分支，必須根據(jù)選定的數(shù)學模型選用最合適的最優(yōu)化方法，使單一的目標函數(shù)值極大化或極小化。多目標函數(shù)的最優(yōu)化方法是在單一的目標方法基礎上，將向量最優(yōu)化問題轉換成標量最優(yōu)化問題后，才能用已有的標量最優(yōu)化方法求解。從數(shù)學觀點而言，最優(yōu)化方法就是求極值的方法。在水資源系統(tǒng)分析中，要在有限的水資源條件下，最大限度地滿足各用水部門的要求，使工程取得最好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。為此，對水資源系統(tǒng)模型中的目標函數(shù)最優(yōu)化方法的應用也日益廣泛。

如果目標函數(shù)和所有的約束方程都是線性的，這種最優(yōu)化問題稱為線性最優(yōu)化，即水資源系統(tǒng)線性規(guī)劃，常用數(shù)學中的線性規(guī)劃求解。