多重不确定性优化方法及在水资源管理中的应用

本申请项目开发了两套基于多重不确定性的优化方法- - -基于多重不确定性的区间模糊随机多阶段集成优化方法和基于多重不确定性的半无限两阶段模糊可能性优化方法。这两个方法是在单一不确定性优化方法和双重不确定优化方法研究的基础上提出的先进的多重不确定优化方法。方法的特点是不仅反映了参数的多重不确定性和参数间关系的复杂性，而且，半无限方法和多阶段方法分别反映了参数和系统的动态特性，同时，采用的多阶段优化方法能将水资源管理策略集成到优化模型中。所提出的区间模糊概率的随机分布多重不确定性概念结合到多阶段规划中，反映出各个阶段之间的前后联系，所涉及的不确定优化技术包括与模型参数有关的不确定性，及参数、多目标、约束和多阶段之间关系的不确定性。所开发的新方法应用到石羊河流域水资源管理系统中，为决策者提供多种决策支持方案，解决水资源管理中的复杂不确定性问题，并对获得的结果做后优化分析。

项目针对复杂不确定条件下的区域水资源管理，提出了水资源系统多重不确定性分析方法；开发并运用了基于多重不确定性的区间模糊随机多阶段集成优化方法和基于多重不确定性的半无限两阶段模糊可能性优化方法。水资源多重不确定性方法从区域水资源历史资料出发，运用区间回归分析法从石羊河水资源量相关的历史统计信息角度出发，对未来气象因子影响下民勤县主要作物灌水量进行了预测，为后期模型建立与分析提供了基础资料；从需水量的角度出发，分析了未来实施最优化水资源管理的必要性；并提出了适宜石羊河流域武威市的双层水资源配置模型和分式水资源优化模型。.多重不确定性水资源管理模型针对灌区水资源管理分别提出了针对单一灌区和多灌区的水资源配置模型；单一灌区针对作物各个生长阶段及全生育期分别考虑了水资源系统中的多种不确定性因素，能够较好地模拟现实中复杂的不确定性；多灌区水资源配置模型中，运用了区间模糊两阶段随机规划方法，能很好地适应实际多灌区管理策略。.针对复杂多重不确定性模型的开发与应用，主要围绕复杂不确定参数的表示、模型的建立与模型的新型求解方法三个关键问题进行展开。开发了针对复杂不确定性参数表示的半无限两阶段模糊可能性优化方法；同时针对不同模型应用过程中出现的具体问题，分别提出了区间模糊随机多阶段集成优化方法和区间机会约束规划模型；该模型分别应用于灌区水资源管理中及基于水环境承载力的城市产业优化模型中。提出不确定多阶段联合概率规划模型，解决了不确定性条件下水资源和经济规划的问题。本项目针对三个关键科学问题展开了详尽的分析与研究，围绕研究内容展开提出的主要模型都发表在国际具有影响力的期刊上。