总量控制下二层规划的区域水资源配置研究

This project aims to establish theory and methods of regional water resources allocation based on water control, and it make this allocation more practical and operable. The Two-level programming will be applied to regional water resources allocation, which use the complex system optimization techniques to solve the game problem, not the tradional First-Order optimization conditions. The most important model of the project is the bi-level structure. The project solve the water resources multi-objective allocation, price and water-saving coefficient by price parameters and social choice. It also get the mechanism design theory to the water resources allocation mechanism design, make a quantitative description of the model. The project can get a new way of regional water resources allocation mechanism design. The selected research area, Changjiang River Basin, in the Poyang Lake water system, with better independence and representativeness. So, in the last of the project, we select the Changjiang River Basin to demostrate our innovative theory,and make the study on theory and methods of the allocation model feasible.

该项目旨在建立一套较完整的基于用水总量控制的区域水资源配置的理论和方法，使得配置更具实用性和操作性。在用水总量控制背景下，将二层规划模型应用于区域水资源配置.它突破了利用一阶优化条件解决博弈问题的分析思路，应用复杂系统优化技术，以价格参数和社会选择为突破口，解决基于用水总量控制的水资源配置中二层结构复杂系统的水资源多目标配置、价格和节水系数等参数的博弈以及配置机制等问题。引入了机制设计理论到基于总量控制的水资源配置机制设计中，提出了量化参考标准的设计思路，为区域水资源配置探索新的途径。并且选择鄱阳湖水系的昌江流域中范围较小且具有较好独立性和代表性的区域为背景资料，使配置模型和方法研究更具可行性。

本项目系统阐述了区域水资源系统、水资源优化配置、配置机制以及二层规划理论等重要理论；构建了基于水量总量控制的二层结构区域水资源优化配置模型，并进行了基于PSO的非线性二层规划的分析方法探讨。开展了水稻水分生产函数试验测定及模型研究，研究认为，无论早稻、中稻还是晚稻，Jensen模型均为适宜的水分生产函数模型,并分析了适合鄱阳湖流域早、中、晚稻Jensen模型参数及Jensen模型敏感指数累积函数模型参数；开展了水价、节水系数等模型参数区间研究，运用Monte Carlo随机投点方法较好地解决了水价函数难于确定水价问题，而且进行了水量交易价格博弈分析，建立了基于水量总量控制的区域水资源优化配置模式；并以南昌市为研究对象，开展了应用研究。研究表明，本项目研究的基于水量总量控制的区域水资源优化配置方法是可行的，具有较好的应用前景。并且随着水市场制度不断完善，此理论方法及配置模式应用愈来愈广泛。