本文關鍵詞：基于適應性水權交易的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型研究

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【摘要】：水資源是人類賴以生存的,必不可少的物質資源,同時也是社會發(fā)展的戰(zhàn)略性經濟資源。水資源是否可持續(xù)將直接影響到經濟,生態(tài)和社會可持續(xù)發(fā)展的前進方向。近些年來,隨著社會經濟的高速發(fā)展,我國的水資源變得越來越短缺,各個用水部門對水資源的競爭變得日益激烈,如何開展水資源的可持續(xù)利用,如何進行水資源的高效利用成為了社會發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。與此同時,水資源的開發(fā)與利用還要同時考慮生態(tài)環(huán)境等問題,不能以破壞生態(tài)環(huán)境為代價來獲得短暫的經濟發(fā)展;水資源是一個復雜巨系統(tǒng),其內部擁有多重不確定性,因此,對水資源系統(tǒng)進行規(guī)劃與管理面臨多方面的矛盾與沖突。因此,本研究在綜合考慮了與水資源相關的生態(tài),社會,經濟,環(huán)境等各方面的基礎上,以復雜適應性的角度,水權交易模型為基本模型,用不確定優(yōu)化方法來解決水資源規(guī)劃問題,為相關方案決策者提供相關的參考依據。本研究通過對現有水權交易模型與復雜適應系統(tǒng)理論的研究與分析,針對兩者的相似性與共性,將兩者進行耦合,提出適應性水權交易模型。為了對模型進行仿真和求解,本研究詳細的描述了區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型(TISP),本研究中,改變了傳統(tǒng)觀念,將整個水資源研究系統(tǒng)分為兩個過程(開采過程和分配過程)、兩個階段(第一階段:預定義階段和第二階段懲罰階段),以經濟效益最大為目標函數,形成了基于適應性水權交易模型的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型。將重新建立的模型應用在水資源管理系統(tǒng)中,管理者們主要負責將開采的多水源(地表水和地下水)在公平和公正的基礎上進行初始水權的分配,在初始水權分配之后,管理者們需要保證市場機制的公平運行,各用水主體用水可以根據自身的現狀決定是否出售或者購買水權,為了驗證模型的可行性,將模型應用于多區(qū)域,多水源,多用戶的地區(qū),得到了不同區(qū)域不同用戶的預計可用水量,結果表明:1)水權交易模型能夠提高水資源的利用效率,使用水效率高的區(qū)域獲得較高的預計可用水量,水資源從水資源低效利用區(qū)流向水資源高效利用區(qū);2)水權交易模型通過水權的流通,可以降低各區(qū)域因極度缺水而導致的系統(tǒng)崩潰的可能性,因而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;3)模型能夠在充分考慮風險與收益的情況下,最優(yōu)化系統(tǒng)的整體收益,得到不同用戶的最優(yōu)預計可用水量。通過模型驗證,發(fā)現在高來水水平時,由于預計可用水量是預先制定的,存在一定的水量損失,為了進一步提高水資源利用效率,減少水資源浪費,本研究在原模型的基礎上提出了改進模型:水庫-水權交易綜合模型,在區(qū)域引入水庫的調蓄功能,增加調蓄水量的參數,同時將該模型進行應用,結果表明:1)水權交易模型和水庫-水權交易綜合模型都能夠不同程度的提高水資源的利用效率,兩種模型都可通過水權的買賣實現水資源高效分配,水庫-水權交易綜合模型還可以實現水資源年際間的流通;2)水權交易模型和水庫-水權交易綜合模型都可以提高水資源的穩(wěn)定性,降低缺水情況和系統(tǒng)崩潰發(fā)生的可能性。由于水權交易模型僅能夠實現水資源年內的高效分配,故水庫-水權交易綜合模型能夠更大程度的提高水資源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：復雜適應系統(tǒng) 水權交易 區(qū)間兩階段 水資源 規(guī)劃模型
【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV213.4
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 選題背景11-16
• 1.1.1 立題依據11
• 1.1.2 我國水資源現狀11-14
• 1.1.3 水資源管理的特點14-15
• 1.1.4 水資源優(yōu)化配置原則15-16
• 1.2 研究內容及國內外研究動態(tài)16-19
• 1.2.1 CAS理論及其發(fā)展現狀16-18
• 1.2.2 水權交易理論及其國內外進展18-19
• 1.3 研究框架與創(chuàng)新19-22
• 1.3.1 研究內容19-20
• 1.3.2 創(chuàng)新點20
• 1.3.3 研究框架20-22
• 2 適應性水權交易模型與區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型22-32
• 2.1 適應性水權交易模型22-27
• 2.1.1 復雜適應性理論22-24
• 2.1.2 水權交易系統(tǒng)24-26
• 2.1.3 適應性水權交易模型26-27
• 2.2 區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型27-32
• 2.2.1 區(qū)間線性規(guī)劃模型（IP）27-29
• 2.2.2 兩階段隨機規(guī)劃模型（TSP）29-30
• 2.2.3 區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型（ITSP）30-32
• 3 基于適應性水權交易的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型構建32-35
• 3.1 耦合模型的建立32-33
• 3.2 模型的求解33-35
• 4 基于適應性水權交易的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型應用研究35-47
• 4.1 研究區(qū)概況35-36
• 4.2 基于適應性水權交易的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型應用36-37
• 4.3 基于適應性水權交易的區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型結果分析37-45
• 4.3.1 預計可用水量分析37-40
• 4.3.2 水權買賣量與缺水量分析40-44
• 4.3.3 開采水量分析44-45
• 4.4 本章小結45-47
• 5 水庫-水權交易綜合模型研究47-59
• 5.1 水庫-水權交易綜合模型應用47-49
• 5.2 水庫-水權交易綜合模型結果分析49-58
• 5.2.1 預計可用水量分析53
• 5.2.2 缺水量與實際可用水量分析53-55
• 5.2.3 買賣水量與調蓄水量分析55-58
• 5.3 本章小結58-59
• 6 結論及展望59-61
• 6.1 結論59
• 6.2 展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文67

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本文編號：1012368