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第十章 水土资源综合规划 河海大学 冯宝平 E-MAIL:fengbaoping@hhu.edu.cn 水土资源综合规划 水土资源综合规划是在一定的区域内，根据国民经济和社会发展对水土资源需求以及当地的自然、社会经济条件，对该地区范围内全部水土资源的开发、利用、整治和保护在时间上和空间上所做的总体的、战略性布局和统筹安排。 皂河灌区水土资源综合规划 皂河提水灌区位于江苏省宿豫县境内，东临宿城区，西临睢宁县，北接邳州市，灌区1970年基本建成，受益范围七个乡镇，总控制面积为50.85万亩，其中耕地面积35.1万亩，占总面积的69%，土地开发利用程度高，农业较为发达，是全国商品粮生产基地。 灌区由皂河电灌站提引京杭大运河水灌溉大片农田，总灌溉面积30.8 万亩，受益人口24.5万人。 水资源可利用量 中等干旱年： 2.8亿m3 特殊干旱年：2.4亿m3 ；其中农业用水量占75％。 栽培作物有冬小麦、水稻、夏玉米、棉花、果树、经济作物等，复种指数达到1.62。 灌区土地利用规划 目标函数 约束条件： ①灌区各种作物种植面积的约束： ②政策方面的约束： ③水资源约束： 数学模型 线性规划： Line Programming，简记LP 数学模型的基本结构要素是 决策变量 约束条件 目标函数 例题 某灌区灌溉规划拟采用地面水与地下水联合运用方式。地面水单位水量的效益为2万元/百万米3；地下水单位水量的效益为5万元/百万米3。由于受河道可引水量限制，引地面水不得大于400×104米3，抽引地下水受可开采储量限制，不得大于300×104米3。且引抽水量受渠道容量限制，地面水加两倍的地下水不得大于800×104米3 。 试确定灌溉效益最大时的地面水和地下水的抽引量。 例题 设：地面水的引水量为x1(106米3)；抽取地下水的水量为x2(106米3)。 LP问题的数学模型 决策变量X=(x1，x2，…，xn) LP问题的缩写形式 LP问题的矩阵形式 求向量X=(x1，x2，…，xn)T LP问题的标准形式 LP标准形式的变换_目标函数 LP标准形式的变换_约束条件 LP标准形式的变换_决策变量 例题 目标函数 Max z=2x1+5x2 约束条件 * * 灌溉水利用系数0.45 全灌区农业产值最大（六种作物经济效益最大） 灌区内各种作物种植面积之和不能大于灌区复种灌溉面积之和；同时期种植作物面积之和不应大于灌溉面积；对于接茬作物，后期的种植面积不应大于前期的种植面积。 灌区粮经比控制在7：3；水稻是高产作物，一般干旱年不应小于16×104亩，特殊干旱年不应小于10×104亩；棉花不应小于2.0×104亩。 供给各种作物的水量之和不能超过农业水资源可利用量。 决策者对问题需要考虑和控制的因素 实现目标的限制因素 目标函数是决策者在问题明确之后，对问题需要达到的数学描述，它是一个极值问题。 决策变量、约束条件、目标函数 Max z=2x1＋5x2 目标函数 约束条件 目标函数 约束条件 max(min)z=c1x1＋c2x2＋…＋cnxn 目标函数 约束条件 目标函数 约束条件 Max (min)f(X)=CX b=(b1，b2，…，bm)T C=(c1，c2，…，cn) 0表示零向量 目标函数 约束条件 max z=c1x1＋c2x2＋…＋cnxn 最小化的目标 约束条件为“≤ ” 约束条件为“≥ ” 决策变量xj不限制为非负 *