基于鲁棒规划方法的农业水资源多目标优化配置模型

在干旱半干旱地区,调整种植结构可以促进农业水资源的高效利用。农业水资源配置需要在多个目标间权衡博弈,对各目标的偏好和赋权直接影响着优化模型的输出和决策方案的制定,但以往研究往往忽略了权重确定过程中因主观等因素的影响而普遍存在的不确定性。针对农业水资源多目标规划中存在的权重不确定性难题,建立了基于鲁棒优化方法的农业水资源多目标优化配置模型方法(MRPWU)。该方法可以把权重中蕴含的复杂不确定性信息纳入建模过程,产生可靠的模型结果;并能提供效益值及风险值均定量化的方案集,便于决策者在权衡效益与风险后确定最优方案。模型以作物种植经济收益和碳吸收量最大化为目标、以水土资源供需平衡等为约束条件,并应用于农业水资源供需矛盾突出的甘肃省民勤县。优化结果表明,随着保护度水平的提高,生态效益上升,经济效益和综合效益下降,系统面临的风险也随之下降。相比于权重为确定参数的模型,MRPWU模型可以在综合效益下降3.7%的同时,较大地提高系统应对权重不确定性以及风险的能力。与2017年的实际情况相比,MRPWU模型可以减少种植面积1.6%、节省灌溉用水3.9%,同时提高生态效益1.6%。