(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111519065.3 (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 北京林业大 学 地址 100083 北京市海淀区清华 东路35号 北京林业大 学 (72)发明人 张盼月　张真　张光明　 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于多目标优化的矿区水资源配置方 法 (57)摘要 本发明提供了一种基于多目标优化的矿区 水资源配置方法， 在基础数据搜集方面确定了矿 井涌水量及矿区生态需水量的预测方法， 使 得优 化配置方案在复杂的矿区更具有操作性。 在求解 模型时， 将所述模型三个目标进行归一化处理， 在同一量纲下进行加权计算的方式将模型转换 为单目标函数， 该方法具有适用性广、 计算速度 快、 简便快捷的特点。 同时决策者可根据需要调 整目标权重， 获得不同需求下的效益值， 该方法 获得的方案对 矿区水资源配 置更具有参考价值。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114297913 A 2022.04.08 CN 114297913 A 1.一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特 征包括： S1： 获取矿区水资源的相关数据： 矿井涌水量的预测方法基于矿区煤炭产量， 矿区生态 用水量的预测方法基于植被系 数和蒸散量； 根据矿区总 人口预测生活需水量， 根据 统计数 据获取工业需水量， 根据规划数据获取地下 水、 地表水资源量； S2： 构建生态 ‑经济‑社会效益协同的矿区水资源优化配置模型： 优化模型的生态效益 目标由重要污染物排放量衡量， 优化模型 的社会效益采用矿区缺水量来间接反 映， 优化模 型的经济效益 目标由供水带来的直接经济效益表示， 同时设计供水部门可供水量约束， 需 水部门最低需水量约束， 以及水资源与用户之间的分配三个约束条件； S3： 利用加权和归一 化的方法将多目标配置模型转 化为单一目标模型， 并进行求 解。 2.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 矿 井水涌水量预测方法如下： W＝P0×KP 其中， KP表示富水系数， 单位 为m3/t， 可由公开信息获取； P0表示煤炭产量， 单位 为t。 3.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 矿 区生态需水量预测方法如下： 其中， W代表矿区生态需水量(亿 m3)； ET0代表区域参照作物蒸散量， 单位为mm， 可根据公 开数据获取； kcn代表第n种植物的植被系数， 可根据公开数据获取； An代表第n类植物占地面 积， 单位为km2。 4.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 所 述优化模型的生态效益目标由重要污染物排 放量衡量： 式中， dj表示j用户排放污水中化学需氧量(COD)排放浓度(mg/L)； pj表示j用户污水排 放系数。 5.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 所 述优化模型的经济效益目标由供 水带来的直接经济效益表示： 其中， xij表示i水源向j用水部门的供水量； bij表示i水源向j用水部门的供水效益系数， 单位为元/m3； cij表示i水源向j用户供水的费用系数， 单位为元/m3； αi表示i水源的供水次序 系数； βj‑j用户的用水公平系数； 为了简化计算， 统一将函数变为 最小值形式： minf′2(x)＝‑f2(x) 。 6.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 所 述优化模型的社会效益采用矿区缺水量 来间接反映： 其中， Dj表示j用户的需水量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114297913 A 27.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的矿区水资源配置方法， 其特征在于， 采 用加权最小偏差法将多目标配置转换为单目标模型， 由于不同目标具有不同的量纲， 因此 同时采用归一 化处理： 其中， 分别代表目标函数的最大值； 分别代表 目标函数的最小值， 可以通过求解相应的单 目标函数确定， ω1， ω2， ω3为三个目标函数的 权重， ω1+ω2+ω3＝1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114297913 A 3