[發明專利]基于條件風險價值約束的多目標水資源均衡配置方法

在審

• 申請號: 201811376426.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109472505A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 姚黎明;侯淑華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及水資源分配技術，其公開了一種基于條件風險價值約束的多目標水資源均衡配置方法，實現定量化公平性和風險可控的水資源分配。該方法包括：a.確定多目標水資源分配的目標函數；b.確定多目標水資源分配的約束條件；c.根據目標函數和約束條件構建多目標水資源分配的全局模型；d.對多目標水資源分配的全局模型進行優化求解。本發明建立多目標線性水資源分配模型，通過優化的水資源分配策略幫助決策者將流域內的水資源公平地分配到工業、農業、家庭、生態用水，同時控制經濟損失風險。

技術領域

本發明涉及水資源分配技術，具體涉及基于條件風險價值約束的多目標水資源均衡配置方法。

背景技術

水資源短缺是一個危及人類生存、影響區域社會經濟發展和實現可持續發展的全球性問題。人口增長和經濟爆炸導致了用水戶之間的競爭不斷增加，此外，極端天氣導致可用水資源供應的不確定性以及水資源管理的經濟風險增加。因此，公平、風險可控的水資源分配是迫切需要的。公平獲得水資源和正確用水帶來的好處對消除貧困和促進經濟增長至關重要。此外，水資源分配的公平性與社會穩定密切相關。因此，一個確保穩定的、可接受并且實用的水資源公平分配方案是必需的。

在水資源管理過程中，農業、家庭和工業部門具有不同的用水特點和價值鏈，因此必須在部門中單獨衡量平等性。然而，很少有研究同時考慮到農業，家庭和工業部門之間的水資源公平性分配。另外，氣候變化加劇引起可用水資源量的改變，不可避免地導致了用水部門的經濟損失風險。

因此，水資源的缺乏和波動以及用水需求的增加加劇了用水戶之間的競爭和沖突。因此，在水資源分配優化模型中集成公平性和風險控制是重要且必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提出一種基于條件風險價值約束的多目標水資源均衡配置方法，實現定量化公平性和風險可控的水資源分配。

本發明解決上述技術問題所采用的方案是：

基于條件風險價值約束的多目標水資源均衡配置方法，包括以下步驟：

a.確定多目標水資源分配的目標函數；

b.確定多目標水資源分配的約束條件；

c.根據目標函數和約束條件構建多目標水資源分配的全局模型；

d.對多目標水資源分配的全局模型進行優化求解。

作為進一步優化，步驟a中，所述確定多目標水資源分配的目標函數具體包括：引入基尼系數來衡量農業、家庭和工業部門的水分配平：

a1.最小化家庭用水公平性：

其中，Gini^dom表示家庭用水分配公平性的基尼系數；l和k取值為1,2,…,j，j是子區域的個數；是子區域j內人均分配的家庭用水；代表流域水資源分配給子區域j的家庭用水；代表其他水源分配給子區域j的家庭用水；P_j表示子區域j的人數。

a2.最小化農業用水平等：

其中，Gini^agr表示農業用水分配公平性的基尼系數；是子區域j中每單位農田面積分配的農業用水；A_j是j子區域的農田面積；代表流域水資源分配給子區域j的農業用水；代表其他水源分配給子區域j的農業用水。

a3.最小化工業用水利益平等：

其中，Gini^ind表示工業用水經濟效益基尼系數；是子區域j中工業部門的經濟回報；是子區域j內每單位經濟回報的工業用水消耗量；為子區域j的單位工業用水經濟回報，代表流域水資源分配給子區域j的工業用水，代表其他水源分配給子區域j的工業用水。