摘 要:為了探究缺水地區(qū)如何發(fā)揮水資源優(yōu)化配置綜合效益,強化水資源管理,提出以社會、經濟、生態(tài)為目標的區(qū)域水資源優(yōu)化配置模型。結合水資源實際配置情況,應用第三代非支配排序遺傳算法(NSGA?Ⅲ) 求解配置模型并獲得待選方案集,隨后通過建立博弈論-TOPSIS 評價模型,對方案集進行篩選獲得相對最佳方案。以忻州-陽泉供水區(qū)為研究對象,對來水頻率為75%、50%、25%的水資源優(yōu)化配置方案進行求解分析。結果表明:改進NSGA?Ⅲ算法和博弈論-TOPSIS 評價模型在模型求解過程中具有較強的實用性,使得優(yōu)選方案結果更為合理,相較其他方法具有明顯優(yōu)勢;最后通過對不同配置方案分析可知,忻州-陽泉供水區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵在于不斷提升水資源利用效率和努力實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。
關鍵詞:水資源配置;多目標優(yōu)化;NSGA?Ⅲ算法;TOPSIS 法;方案決策
中圖分類號:TV213.4 文獻標志碼:A doi:10.3969/ j.issn.1000-1379.2024.07.014
引用格式:袁志朋,楊侃,陳靜,等.基于NSGA?Ⅲ的區(qū)域水資源多目標優(yōu)化配置方案決策[J].人民黃河,2024,46(7):79-84,153.
0 引言
穩(wěn)定的水資源供應是社會生產和經濟發(fā)展不可或缺的重要環(huán)節(jié),伴隨著工業(yè)化水平的逐漸提高和人們對生態(tài)環(huán)保的日益重視,各地區(qū)工業(yè)用水、生態(tài)保障用水水量不斷增加,而受淡水資源短缺的約束,居民生活用水與工業(yè)、農業(yè)和生態(tài)用水的矛盾日益突出[1] 。因此,如何對有限的水資源進行優(yōu)化配置,最大限度滿足各方需求,最終實現(xiàn)社會經濟與生態(tài)環(huán)境的并行可持續(xù)發(fā)展是水資源管理的關鍵問題。針對這一問題,眾多專家學者相繼開展了一系列研究,如:肖堯等[2] 建立了以調水成本和年缺水量最小為目標函數的水資源配置模型,以研究調水工程背景下的水資源優(yōu)化配置;吳云等[3] 針對山西省水資源短缺問題,采用改進的NSGA?Ⅱ算法求解模型,考慮到決策者可能的需求給出了3 個優(yōu)化配置方案以供選擇;袁緣等[4] 基于系統(tǒng)分解協(xié)調理論構建了水質水量雙層配置模型,為生態(tài)文明背景下展開分質供水提供了解決方案;侯景偉等[5] 提出多目標魚群-蟻群算法,既保留了人工魚群算法快速變化和蟻群算法正反饋的優(yōu)點,又解決了蟻群算法容易局部收斂的問題,為解決復雜水資源配置問題提供了新的思路;何琦等[6] 構建了多重不確定性條件下的多水源優(yōu)化配置模型,旨在解決再生水在水資源配置過程中的不確定性和穩(wěn)定性問題;高黎明等[7] 針對資源型缺水和工程型缺水并存的問題,在傳統(tǒng)水資源配置理論的基礎上結合WEAP 模型,建立基于水量水質雙控的配置模型,并進行方案優(yōu)選??偠灾?,關于區(qū)域水資源優(yōu)化配置的研究已較為全面,但現(xiàn)階段對多目標優(yōu)化和方案決策的研究仍有待更深入。