文档介绍:5[1].水资源优化配置
26、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。
27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力量泉源之一,也是成功的利器之一。没有它,天才也会在矛盾无定的迷径中,徒劳无功。--查士德斐尔爵士。
29、困溶质均衡、盐分均衡、水流能量均衡等。
水量约束。总用水量小于总供水量,供水量小于设备供水能力、供水量小于水源的可能利用量等。
水质约束。供水水质满足水质标准要求,排水水质要达标准。
水位约束。河道水位、地下水位等
经济约束。总产值要求
其它。
三、线性规划法,LP法
线性规划是水资源系统分析中常用的最成熟的最优化方法 。
线性规划具有标准的求解方法及计算机程序,且程序调用、运行和操作都比较简单。
线性规划要求目标函数和约束条件构成的方程均是线性,这点限制了线性规划的应用。
2. 线性规划的性质
线性规划的可行域是凸集
线性规划的最优解在极点上
凸集
凸集
不是凸集
极点
max z=x1+3x2
. x1+ x2≤6
-x1+2x2≤8
x1 ≥0, x2≥0
可行域
目标函数等值线
最优解
6
4
-8
6
0
x1
x2
决策变量:xj
目标函数:
约束条件:
4. 求解方法
图解法:见前面实例。只适用于二个约束的简单情况。
单纯形法:根据线性规划的基本准则,一个线性规划问题若存在最优解,则它一定位于问题可行域的凸多面体的某个顶点上,而且顶点的个数是有限的。单纯形法就是不断地迭代寻找凸多面体的顶点,要求后一顶点的目标函数值总是优于前一顶点的相应值。经过有限次的迭代,直到目标函数不能进一步再增优为止,则此顶点即为待求的最优解。
软件:Lindo、Lingo,简单讲解之。
3. 灵敏度分析
分析目标函数中决策变量的系数,即价格系数对结果的影响;
分析约束条件中右端系数,即约束变化对结果的影响;
4. 应用
水量分配
灌区开发
水质管理
(1)某河准备开发2个灌区甲和乙,已知灌区甲的宜灌面积是5万亩,灌区乙的宜灌面积是8万亩。灌溉季节区,灌区甲的单位面积毛用水量是600m3/亩,灌区乙的单位面积毛用水量是300m3/亩。建成后,灌区甲可获得净收益200元/亩,灌区乙 可获得净收益是120元/亩。河流在灌溉季节可供引用的水量是3600万m3。现拟确定灌区甲和灌区乙的灌溉面积各为多少,才能得到最大的经济效益。
解:
1)决策变量:
灌区甲的灌溉面积x1,灌区乙的灌溉面积x2。
2)目标函数:maxF=200x1+120x2
3)约束条件:
600x1+300x2<=3600
x1<=5
x2<=8
x1,x2>=0
(2)甲、乙两城市排出的废水流到同一条河流中,该河的水量为每天60000万m3,甲城市的废水排出量为每天220万m3,乙城市的废水排出量为每天150万m3。每个城市都有废水处理厂,其位置如图。已知每个厂的处理效率不超过95%。设甲厂废水处理成本为900元/万m3。乙厂的处理成本为1100元/万m3。从甲厂排出的废水流到乙厂废水排出口之前有20%的可自然净化,根据环境保护要求,%。现要求确定在满足环保要求的条件下,每厂应处理多少废水,可使总的处理费用最低。
甲城市
乙城市
解:
1)决策变量
甲厂每天处理废水x1,乙厂每天处理污水x2。
2)目标函数:
3)约束条件:
(3)甲乙两个水库同时给A、B、C三个城市供水。甲、乙水库的日供水量分别是W1、W2(万m3/d),A、B、C三个城市的日需水量分别为V1、V2、V3(万m3/d)。由于水库与各城市的距离不等,输水方式不同,单位水费也不同,见较中所标出的Cij(i=1,2;j=1,2,3),试做出在满足三个城市供水的情况下,输水费用最小的方案。
甲水库
乙水库
A
B
C
C11
C12
C13
C21
C22
C23
解:1)决策变量:
设甲水库向三个城市日供水量分别为:x11,x12,x13(万m3/d), 乙水库向三个城市日供水量分别为:x21,x22,x23(万m3/d)
2)目标函数:
3)约束条件:
(4)某灌区现有耕地面积F(万亩),人口P(万人),劳力G(万人),每年可分配到的水量为W(万m3)。灌区内种植5类作物(不考虑复种),每种作物的灌溉定额mi(m3/亩),产量yi (kg/亩),价格