【摘要】：伴隨人口的膨脹和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水資源需求量呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；與此同時(shí),水源污染及資源的不合理利用導(dǎo)致可利用水量日益減少,水危機(jī)已引發(fā)越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境問題,因而倍受關(guān)注。尤其是在開孔河流域(典型干旱區(qū)域),水資源退化、氣候變化、環(huán)境惡化等不利因素加劇了該地的水資源供需矛盾,成為流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。因此,必須深入研究更為高效、可行的水資源開發(fā)利用模式(如：水權(quán)交易模式),實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。但水資源規(guī)劃(包括水資源的配置和交易規(guī)劃)系統(tǒng)是極為復(fù)雜的系統(tǒng),其包含大量不確定性因素及因素間的互動(dòng)聯(lián)系,在充分辨識(shí)系統(tǒng)不確定性及復(fù)雜性的基礎(chǔ)上,將這些抽象關(guān)系反映到實(shí)際模型中,并根據(jù)其自身特點(diǎn)對(duì)水資源及交易系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置的關(guān)鍵問題。因此,本文在充分辨識(shí)水資源規(guī)劃系統(tǒng)不確定性組分(人為及自然造成)的基礎(chǔ)上,整合子組分及其之間的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性,以經(jīng)濟(jì)、配置效率等為目標(biāo),考慮多個(gè)規(guī)劃周期,多種風(fēng)險(xiǎn)及政策情景,開發(fā)一系列綜合區(qū)間-隨機(jī)-模糊規(guī)劃的方法運(yùn)用于引入交易模式的流域水資源管理,具體研究?jī)?nèi)容包括：(1)流域尺度混合區(qū)間-隨機(jī)規(guī)劃水權(quán)交易模型。在深入分析流域水資源不確定性和復(fù)雜性的基礎(chǔ)上,針對(duì)決策函數(shù)及約束中相關(guān)變量、參數(shù)表征為區(qū)間數(shù),以及可用水量表現(xiàn)為隨機(jī)性這一系列復(fù)雜不確定信息,建立區(qū)間兩階段數(shù)學(xué)規(guī)劃方法,并構(gòu)建流域尺度的水權(quán)交易模型。通過(guò)不同政策情景設(shè)置,得出不同水權(quán)交易政策下的水權(quán)交易方案。(2)可信度模糊規(guī)劃及水權(quán)交易政策效率分析。根據(jù)水權(quán)交易系統(tǒng)中可用水量的多重不確定性特征(其既表現(xiàn)為隨機(jī)性、區(qū)間性,也表現(xiàn)為模糊性),開發(fā)基于可信度模糊分析的區(qū)間兩階段規(guī)劃方法,用于解決水權(quán)交易中不確定性疊加的問題。通過(guò)分析不同政策方案(水權(quán)及交易率)下的結(jié)果,獲得不同滿意度和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)水權(quán)交易政策的影響,并通過(guò)比較政策效率為決策者提供決策支持。(3) Hurwicz理論下的隨機(jī)-模糊規(guī)劃運(yùn)用于流域水資源配置。引入Hurwicz理論,并混合兩階段隨機(jī)規(guī)劃、可信度模糊規(guī)劃,開發(fā)Hurwicz理論下的兩階段可信度模糊規(guī)劃方法,用于解決主觀與客觀因素引起的多重不確定性。同時(shí),針對(duì)需水的不確定性,采用支持向量機(jī)(SVR)對(duì)水資源需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。耦合預(yù)測(cè)模擬與不確定優(yōu)化規(guī)劃方法來(lái)處理不確定條件下的流域水資源配置與規(guī)劃,將各類不確定性風(fēng)險(xiǎn)量化置于決策者面前,有利于決策者做出風(fēng)險(xiǎn)度適中的決策。(4)區(qū)間-隨機(jī)-模糊混合規(guī)劃運(yùn)用于交易模式調(diào)整的水權(quán)交易。深入分析模糊雙區(qū)間規(guī)劃方法表達(dá)上的優(yōu)勢(shì),根據(jù)流域?qū)嶋H情況,從政府調(diào)控力度上構(gòu)建交易模式調(diào)整下的水權(quán)交易模型。通過(guò)無(wú)政策限制(全市場(chǎng)交易模式)及有政策限制(“準(zhǔn)市場(chǎng)”交易模式)的模型及結(jié)果分析對(duì)比,獲得多種初始水權(quán)分配情景條件下的水資源交易結(jié)果。并合理加入污水處理效率、交易率、污水處理成本、交易成本等政策因子來(lái)反映水權(quán)交易中的政策效益。(5)隨機(jī)-動(dòng)態(tài)規(guī)劃運(yùn)用于市場(chǎng)規(guī)則(交易率)變動(dòng)的水權(quán)交易。針對(duì)交易率的左手邊隨機(jī)性與可用水量的右手邊隨機(jī)性同時(shí)存在于水權(quán)交易模型的問題,開發(fā)左手邊隨機(jī)多階段規(guī)劃的方法,用于解決不確定條件下的開孔河流域的水權(quán)交易問題。并采用蒙特卡羅隨機(jī)模擬的方法(MCS)構(gòu)建交易率的概率密度分布函數(shù),運(yùn)用聯(lián)合概率的方法將交易率的變化動(dòng)態(tài)反映在多個(gè)規(guī)劃期中。并通過(guò)模型結(jié)果挖掘交易過(guò)程中的敏感政策因子及之間的互動(dòng)響應(yīng)關(guān)系。本文不僅將水權(quán)交易體系納入到水資源規(guī)劃管理中,在充分分析水權(quán)交易系統(tǒng)不確定性及復(fù)雜性的基礎(chǔ)上,揭示水權(quán)交易機(jī)制對(duì)水資源規(guī)劃系統(tǒng)的影響(尤其是效率)。更引入Hurwicz理論,將決策者風(fēng)險(xiǎn)偏好的不確定性融入到規(guī)劃中,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的博弈及選擇。所研究開發(fā)的一套混合區(qū)間-模糊-隨機(jī)的不確定性優(yōu)化技術(shù)的規(guī)劃方法,用于解決不確定條件下開孔河流域(典型干旱區(qū)域)的水資源系統(tǒng)規(guī)劃問題(包括水資源配置及水權(quán)交易),挖掘了流域水資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)及用水需求之間的復(fù)雜內(nèi)在關(guān)系和互動(dòng)機(jī)制,為流域的水資源配置規(guī)劃、水權(quán)交易計(jì)劃的制定提供科學(xué)支撐和決策支持。其實(shí)現(xiàn)了從整體上對(duì)流域系統(tǒng)各組分之間以及水資源與人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、環(huán)境變化之間的復(fù)雜互動(dòng)關(guān)系的深入剖析,提高了水資源開發(fā)與利用決策(包含配置及水權(quán)交易)的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性,降低了決策風(fēng)險(xiǎn),加強(qiáng)了我國(guó)在流域尺度水資源開發(fā)與利用方面的管理能力,為流域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和水資源可持續(xù)利用奠下良好的基石。所提出和建立的一系列混合不確定規(guī)劃理論和方法,將有效提升流域解決當(dāng)前水資源及相關(guān)環(huán)境問題的理論水平。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV213.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 李新;常福宣;陳進(jìn);;水權(quán)與初始水權(quán)分配研究綜述[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2011年02期

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5 戴天晟;高巖;;水權(quán)初始分配糾正市場(chǎng)無(wú)效性研究[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

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3 鄭劍鋒;內(nèi)陸干旱區(qū)河流取水權(quán)初始分配研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：2525121