基于ＮＳＧＡ?Ⅲ的區(qū)域水資源多目標(biāo)優(yōu)化配置方案決策

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(qiáng)化水資源管理，提出以社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)為目標(biāo)的區(qū)域水資源優(yōu)化配置模型。結(jié)合水資源實(shí)際配置情況，應(yīng)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(píng)價(jià)模型，對(duì)方案集進(jìn)行篩選獲得相對(duì)最佳方案。以忻州－陽泉供水區(qū)為研究對(duì)象，對(duì)來水頻率為７５％、５０％、２５％的水資源優(yōu)化配置方案進(jìn)行求解分析。結(jié)果表明：改進(jìn)ＮＳＧＡ?Ⅲ算法和博弈論－ＴＯＰＳＩＳ 評(píng)價(jià)模型在模型求解過程中具有較強(qiáng)的實(shí)用性，使得優(yōu)選方案結(jié)果更為合理，相較其他方法具有明顯優(yōu)勢(shì)；最后通過對(duì)不同配置方案分析可知，忻州－陽泉供水區(qū)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于不斷提升水資源利用效率和努力實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：水資源配置；多目標(biāo)優(yōu)化；ＮＳＧＡ?Ⅲ算法；ＴＯＰＳＩＳ 法；方案決策

中圖分類號(hào)：ＴＶ２１３．４ 文獻(xiàn)標(biāo)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(biāo)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(yīng)是社會(huì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)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(duì)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(nóng)業(yè)和生態(tài)用水的矛盾日益突出［１］ 。因此，如何對(duì)有限的水資源進(jìn)行優(yōu)化配置，最大限度滿足各方需求，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(guān)鍵問題。針對(duì)這一問題，眾多專家學(xué)者相繼開展了一系列研究，如：肖堯等［２］ 建立了以調(diào)水成本和年缺水量最小為目標(biāo)函數(shù)的水資源配置模型，以研究調(diào)水工程背景下的水資源優(yōu)化配置；吳云等［３］ 針對(duì)山西省水資源短缺問題，采用改進(jìn)的ＮＳＧＡ?Ⅱ算法求解模型，考慮到?jīng)Q策者可能的需求給出了３ 個(gè)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(diào)理論構(gòu)建了水質(zhì)水量雙層配置模型，為生態(tài)文明背景下展開分質(zhì)供水提供了解決方案；侯景偉等［５］ 提出多目標(biāo)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(diǎn)，又解決了蟻群算法容易局部收斂的問題，為解決復(fù)雜水資源配置問題提供了新的思路；何琦等［６］ 構(gòu)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(duì)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(chǔ)上結(jié)合ＷＥＡＰ 模型，建立基于水量水質(zhì)雙控的配置模型，并進(jìn)行方案優(yōu)選。總而言之，關(guān)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(duì)多目標(biāo)優(yōu)化和方案決策的研究仍有待更深入。