现代优化算法在水资源优化配置中应用的对比分析.doc

《水资源优化配置》 课程论文 院 系：可再生能源学院 班 级：水文1001班 学生姓名：苟 露 学 号：1101550107 成 绩： 2013年5月 目录 1 国内水资源优化配置 3 1.1现状 3 1.2存在的问题 4 1.3发展趋势 5 1.3.1基于可持续发展的水资源配置理论 5 1.3.2生态环境需水量计算理论研究 5 1.3.3水质水量联合优化配置 5 1.3.4模型功能向多功能方向发展 5 1.3.5新技术新方法的应用 6 2 国外水资源优化配置 6 3 遗传算法与粒子群算法的应用 7 3.1遗传算法概述 7 3.2粒子群算法概述 7 3.3遗传算法和粒子群算法在RBF网络学习中的应用 8 3.3.1基于变长度染色体遗传算法的RBF网络学习算法 8 3.3.2基于减聚类和粒子群算法的RBF网络学习算法 11 4 结语 12 参考文献 13 现代优化算法在水资源优化配置中应用的对比分析 摘要：本文通过对国内外水资源优化配置方法的现状和发展趋势的分析，结合具体案例，利用遗传算法和粒子群算法的对比分析，以此来选择较好的计算方案。 关键字：水资源优化配置现状，遗传算法，粒子群算法 Abstract：By analyzing the current situation and developing trend of domestic and international water resource configuration optimization method, combined with specific cases, using comparative analysis of genetic algorithm and particle swarm algorithm, in order to choose the better calculation scheme. 1 国内水资源优化配置 1.1现状 我国水资源研究的起步略晚于国际同类研究，但自改革开放以来发展迅速。由于我国人水矛盾的复杂性与尖锐性，以及有效解决这一矛盾对国家可持续发展的重要性，我国学者率先提出了水资源优化配置理论，在实践方面也居于世界前列。 从系统工程角度看，水资源优化配置是研究一个地区宏观经济系统、水资源系统和环境生态系统之间的相互依存与相互制约的定量关系。这一关系集中体现在用水竞争和投资竞争上。由于水资源的量与质不能满足需求，导致了在用水目的上、时间上和地域上的用水竞争。用水竞争要通过工程和非工程措施来解决，而各类解决措施均要求投资，由此又引起投资竞争问题。由于存在多种解决用水竞争和投资竞争的途径，不同解决途径对区域发展模式和水资源开发利用模式具有不同影响，因此需要对水资源进行合理配置。 水资源优化配置的目标，是兼顾水资源开发利用当前利益与长远利益、兼顾不同地区与部门间的利益、兼顾水资源开发利用的社会、经济和环境利益，以及兼顾效益在不同受益者之间的公平分配。目前我国学者和国际上有关学者已提出社会净福利函数、生态环境成本和绿色GDP等概念和计算方法。 在水资源规划研究方面，我国学者提出了面向可持续发展的水资源规划理论。即在各个发展阶段，均要保持水量在需求与供给之间的平衡，水环境在污染与治理之间的平衡，水投资在来源与使用之间的平衡，以及人工生态与自然生态在总体效应上的平衡，以保持和谐的人水关系。相应的定量化规划手段也已形成，并在1993年开展的全国第一次水中长期供求计划中内得到应用。在水资源需求的预测技术方面，我国学者提出了基于宏观经济的需水预测方法，考虑了经济发展速度、结构对水资源需求的影响。提出驱动需水增长的内因为人口与经济两大因素，影响需水的外部因素有水资源条件、水工程条件、水市场条件和水管理条件等。预测时既不是单纯地以供定需，也不是以需定供，而是供需动态反馈与平衡。这一技术已初步形成，在国家“九五”科技攻关西北水资源项目和其他相关研究中将得到进一步完善。【1】 当下的水资源优化配置理论和方法研究已经取得了一定的发展，且在社会经济和科学技术的高速发展过程之中不断完善，取得了很多有价值的成果。从研究方法上，优化模型由单一的数学规划模型发展为数学规划和模拟技术、向量优化理论等几种方法的组合模型。对问题的描述由单目标发展为多目标，特别是大系统优化理论、计算机技术和新的优化算法的应用，使复杂多水源、多用水部门的水资源优化配置问题变得较为简单，求解也较为方便。从研究对象的空间规模上，由最初的灌区、水库等工程控制单元水量的优化配置研究，扩展到不同规模的区域、流域和跨流域水量优化配置研究。【2】 1.2存在的问题 虽然水资源优化配置研究取得了很