区域水资源承载力多目 标分析评价模型及应用.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 区域水资源承载力多目 标分析评价模型及应用 第38卷第2期2007年2月 文章编号:1001-4179(2007)02-0058-03 人 民 长 江Yangtze RiverVol.38,No.2Feb., 2007 区域水资源承载力多目标分析评价模型及应用 李韩笑 陈森林 胡士辉 唐海华 王 彬 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072) 摘要:以武汉市为研究对象,建立了以人口最多、GDP最大及COD排放量最少的多目标分析模型,在各规划水平年(2010、2020、2030年)对各评价指标进行预测,并计算不同决策意向方案下该市的水资源承载力,选出最优方案后,又对其基本型及节水型各指标高、低增长情况下该市的水资源承载力进行了分类评价。结果表明该模型及方法合理可行。 关 键 词:水资源承载力;多目标分析模型;指标预测;分类评价;武汉中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 及农村生活5个用水部门;j=1~m,表示水源的个数;k=1~n,表示子区的个数。 这个总目标由3个子目标组成:(1)经济目标。采用第一、二、三产业用水量除以万元产值用水量计算得出的3大产业产值之和的最大值作为经济目标。 E=f1(Xijk)=max{ 3 K J(k) 1 武汉市水资源状况 1.1 水资源总量 武汉市境内江河纵横、河网密布。长江、汉江在市区交汇, 此外,还有金水、府环河、滠水、倒水、举水等中小河流相继汇入长江,给武汉市带来了巨量过境客水。全市多年平均入境水资源量为7122亿m3,多年平均总出境水量7141亿m3。 i=1 E[10 4 #5iPKi# k=1j=1 EEX ijk ]}(2) 1.2 水资源开发利用状况 武汉市蓄水工程有各类水库273座,总有效库容4.75亿3 m;另有塘堰68891口,总蓄水容量5.885亿m3。引水工程共有灌溉引水涵闸55座,可引水量6.754亿m3。提水工程至2002年底,共有灌溉泵站1194座。2000年全市地表水自备水源供水设施446处。企业自备水源年供水能力14.47亿m3。全市公共工程年供水能力为14.03亿m3。中心城区共有12座自来水厂,年供水能力达10.863亿m3;远城区及乡镇自来水厂共有61处,年供水能力达3.279亿m3。全市有机井数479眼,民井43640个,年开采地下水总量为0.525亿m3。现有水源地47处,水源地可开采量0.1~6万m3Pd不等。随着武汉市社会经济发展,用水需求迅猛增加,总供水量长期以来一直呈增长态势。 式中K为子区总数;J(k)为第k子区的水源个数;5i表示i用水部门用水公平系数;K1、K2和K3分别表示第一、二、三产业万元产值用水量,m3P万元;E表示总产值,万元。 (2)人口目标。采用城镇、农村居民年用水量除以用水定额计算得出的城镇和农村人口之和的最大值作为人口目标。P=f2(Xijk)=max{ i=4 E[10 5 7 #5iP(365#Ki)# k=1j=1 EEX KJ(k) ijk ]}(3) 式中K4、K5分别表示城镇、农村生活居民生活需水定额,(LP(人#d);P表示人口目标,人。 (3)水环境目标。本文采用重要污染物的排放量最小来反映水环境目标[1]。 R=f3(Xijk)=-max{ 2 水资源承载力多目标分析评价模型 2.1 目标函数 本研究选取GDP、人口规模、污染物总量3个指标来分别反映水资源对经济、人口及水环境的承载状况。多目标分析模型目标函数如下: Z=max{f1(Xijk),f2(Xijk),f3(Xijk)} (1) 式中Xijk为决策变量,表示第i用水部门从第k子区第j种水源所取的水量;万m3;i=1~5,分别表示第一、二、三产业、城镇 收稿日期:2006-08-15 基金项目:教育部科学技术研究重点基金资助项目(104121) E 5 [0.01#di#pi# i=1k=1j=1 EEX KJ(k) ijk ]}(4) 式中di为i用水部门单位废水排放量中重要污染因子的含量,mgPL,一般可用BOD、COD等水质指