三江平原水土資源優(yōu)化配置研究.pdf

1、水土資源不僅是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展不可或缺的自然支持因子。水土資源的組合狀態(tài)對一個地區(qū)的經(jīng)濟、政治實力及發(fā)展前景有著深刻影響,實現(xiàn)水土資源的優(yōu)化配置是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的必要條件。
　　 三江平原是黑龍江、松花江和烏蘇里江匯流沖積形成的低地平原，是我國乃至世界沼澤濕地集中分布且面積最大的濕地區(qū)域。經(jīng)過四次大規(guī)模開發(fā)后，三江平原已成為國家重要的商品糧基地，對于保障我國糧食安全做出了巨大貢獻。與此同時，由

2、于墾建脫節(jié)、重用輕養(yǎng)，致使三江平原濕地面積不斷減少，水旱災(zāi)增多，土地沙化、流失日益嚴重，生物多樣性明顯下降，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境逐漸惡化。尤其是實行“以稻治澇”改良中低產(chǎn)田措施后，地下水開采迅速增加，致使部分地區(qū)出現(xiàn)超采現(xiàn)象，地下水資源動態(tài)平衡被破壞，相比之下地表水資源開發(fā)利用程度低，水利工程建設(shè)標準低，抵御自然災(zāi)害能力差，致使三江平原地區(qū)水土資源利用不合理，不僅影響了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。因此，利用科學(xué)的方法，將水土資源結(jié)合起來

3、進行優(yōu)化利用研究，為實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 本論文以可持續(xù)發(fā)展思想為指導(dǎo)，以系統(tǒng)科學(xué)理論和方法為手段，以三江平原地區(qū)水土資源系統(tǒng)為研究對象，在分析區(qū)域水土資源利用現(xiàn)狀、存在問題的基礎(chǔ)上，嘗試將遺傳算法用于區(qū)域水土資源優(yōu)化配置，提出了基于加速遺傳算法計算的區(qū)域水土資源優(yōu)化配置模型，并重點選擇紅興隆分局為典型研究區(qū)域，應(yīng)用模型對該區(qū)水土資源在微觀層次上進行優(yōu)化配置。
　　 主要研究內(nèi)容和成果如下：

4、>　　 （1）在定量分析三江平原地區(qū)水土資源利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出該區(qū)水土資源利用存在的問題。根據(jù)三江平原實際情況，對三江平原水資源開發(fā)現(xiàn)狀進行了定量分析，得出水資源利用結(jié)構(gòu)和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)已開發(fā)水資源近90％用于農(nóng)業(yè)用水，而其中用于水田的水量幾乎達到98％；在了解土地資源總體利用結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析了土地利用程度，通過計算土地利用綜合指數(shù)，得出各區(qū)土地資源的開發(fā)潛力，進而分析出水土資源利用中存在的問題。
　　 （2）深入分析了

5、水土資源優(yōu)化配置的原則、模式、常用建模方式的特點，建立了微觀層次上的數(shù)學(xué)模型。在介紹了水土資源優(yōu)化配置概念的基礎(chǔ)上，分析了水土資源優(yōu)化配置應(yīng)遵循的原則、典型模式和已有模型及其特點，構(gòu)建了微觀層次上的水土資源優(yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型。
　　 （3）系統(tǒng)介紹了遺傳算法的基本原理、特點，指出了標準遺傳算法的不足（不能保證收斂性）及改進方法（控制參數(shù)選擇、編碼的改進、遺傳算子的改進等），詳細介紹了基于實數(shù)編碼的加速遺傳算法的基本原理和求解步驟

6、。
　　 （4）以紅興隆分局為典型研究區(qū)域，建立了基于實數(shù)編碼加速遺傳算法的水土資源優(yōu)化配置數(shù)學(xué)模型。該模型以實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟效益最優(yōu)為主目標，生態(tài)效益和社會效益為輔助目標設(shè)計目標函數(shù)，設(shè)置了包括水資源、種植面積、糧食產(chǎn)量等多方面約束條件，建立了在不同節(jié)水條件下的基于加速遺傳算法的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型體系。該模型從標準遺傳算法角度講，進行了編碼的改進、適應(yīng)度函數(shù)的改進、變異操作的改進和加速處理。
　　 （5）模型的求解和結(jié)果分析