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为了解决大同市水资源匮乏问题,构建了一个以地区经济效益和地区社会效益为目标函数的模型,设立了区域供水能力约束、用户需水量约束、非负约束,通过层次分析法把该多目标问题直接转换为单目标问题。同时运用改进的鲸鱼优化算法对不同水平年下不同保证率的大同市水资源优化配置模型求最优解。具体研究内容如下:
1、收集整理大同市基本资料
收集相关资料,分析整理大同市自然地理条件、社会经济现状、气候条件和水文地质条件,并对大同市水资源现状进行分析,选取2017年为现状年。
2、大同市的供需水量预测
根据现状用水情况,结合当地资料和相关的发展规划,选取2020年、2030年为规划水平年,预测出大同市各区县在不同水平年不同保证率下的可供水量,运用Logistic模型和定额法,预测出大同市各区县在不同水平年不同保证率下的需水量,并对供需水量进行三次平衡分析。
3、大同市水资源优化配置模型和求解方法
(1)水资源优化配置模型的构建
针对大同市的实际情况,以经济效益和社会效益为目标,建立大同市水资源优化配置模型,确定模型中的参数,并通过层次分析法对经济效益和社会效益分别给与权重,把多目标问题转换为单目标问题。
(2)改进的鲸鱼优化算法求最优解
提出改进系数向量A→和引入混沌动态权重因子两个策略,使用改进的鲸鱼优化算法对大同市水资源优化配置模型求解。选取Step、Rastrigin、Michalewicz三个函数对改进算法进行测试,结果表明本文改进后的鲸鱼优化算法在收敛精度、稳定性和收敛速度上都有了提升。
4、大同市水资源优化配置结果分析
得到不同水平年下不同保证率的大同市水资源优化配置结果后,对缺水程度、本次配置成果及成果的合理性进行分析。
研究结果表明:在规划水平年2020年和2030年,大同市供需水量基本平衡,得到的水资源优化配置结果比较合理;使用改进的鲸鱼优化算法在水资源优化配置模型中求解能得到较好的结果。研究结果证明鲸鱼优化算法在水资源优化配置中是可行且有效的。为大同市水资源优化配置提供了参考,丰富了鲸鱼优化算法的使用领域。
1、收集整理大同市基本资料
收集相关资料,分析整理大同市自然地理条件、社会经济现状、气候条件和水文地质条件,并对大同市水资源现状进行分析,选取2017年为现状年。
2、大同市的供需水量预测
根据现状用水情况,结合当地资料和相关的发展规划,选取2020年、2030年为规划水平年,预测出大同市各区县在不同水平年不同保证率下的可供水量,运用Logistic模型和定额法,预测出大同市各区县在不同水平年不同保证率下的需水量,并对供需水量进行三次平衡分析。
3、大同市水资源优化配置模型和求解方法
(1)水资源优化配置模型的构建
针对大同市的实际情况,以经济效益和社会效益为目标,建立大同市水资源优化配置模型,确定模型中的参数,并通过层次分析法对经济效益和社会效益分别给与权重,把多目标问题转换为单目标问题。
(2)改进的鲸鱼优化算法求最优解
提出改进系数向量A→和引入混沌动态权重因子两个策略,使用改进的鲸鱼优化算法对大同市水资源优化配置模型求解。选取Step、Rastrigin、Michalewicz三个函数对改进算法进行测试,结果表明本文改进后的鲸鱼优化算法在收敛精度、稳定性和收敛速度上都有了提升。
4、大同市水资源优化配置结果分析
得到不同水平年下不同保证率的大同市水资源优化配置结果后,对缺水程度、本次配置成果及成果的合理性进行分析。
研究结果表明:在规划水平年2020年和2030年,大同市供需水量基本平衡,得到的水资源优化配置结果比较合理;使用改进的鲸鱼优化算法在水资源优化配置模型中求解能得到较好的结果。研究结果证明鲸鱼优化算法在水资源优化配置中是可行且有效的。为大同市水资源优化配置提供了参考,丰富了鲸鱼优化算法的使用领域。