Page 23 - 2024年第55卷第3期

图 ５ 水与 “城” 协调关系分析

３ 模型构建

３．１ 目标设定 以宁夏 ２１个区县为单元（宁东基地单列，银川市 ３个区作为 １个单元），按照论文（Ｉ）
基于分行业用水效率构建 ＧＤＰ最大的经济效益目标，基于分区人均 ＧＤＰ差距、人口与产业分布偏离
度指标构建经济高效性和社会公平性目标。
３．２ 约束条件 主要约束包括水源条件、水量平衡与配置关系、经济社会发展可行范围、刚性需求保
障要求等四类 １６项指标，其取值范围及依据如表 １所示。部分指标在不能满足刚性需求需突破约束
时，采用罚函数降低目标效益。
３．３ 数据来源及主要参数设置 考虑疫情影响，以 ２０１９年为现状、２０２５年为目标年计算 “四水四
定” 方案。２０１９年全区常住人口 ６９５万，城镇化率 ６０％，ＧＤＰ总量 ３７４９亿元（三产结构 ８∶４２∶５０），
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粮食产量 ３７３万 ｔ。根据水资源公报，２０１９年全区供水量 ６９．９亿ｍ ，其中黄河水 ６２．０１亿ｍ ，地下水
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６．８１亿ｍ ，当地地表水 ０．６９亿ｍ ，非常规水 ０．３９亿ｍ 。居民生活用水 １．９８亿ｍ ，其中城镇居民用水
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１．６７亿ｍ 、农村居民用水 ０．３１亿ｍ ；第一产业用水 ５５．０６亿ｍ （含牲畜用水 ０．３６亿ｍ ），第二产业用
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水 ４．５６亿ｍ （其中工业４．４３亿ｍ ），第三产业用水 ０．９２亿ｍ ；生态环境用水 ７．３８亿ｍ ，其中城乡环境
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用水０．３８亿ｍ ，河湖生态补水 ２．４３亿ｍ ，生态林用水 １．２７亿ｍ ，冬灌生态用水 ３．３亿ｍ （根据历史经
验取冬灌引水的 ３５％）。
根据发展战略和 生态 保护 要求 设 置 三 项 刚 性 保 障 的 罚 函 数，分 别 是 平 原 绿 洲 引 黄 水 量 不 低 于
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５０亿ｍ 、宁东基地工业用水量不低于现状 ２亿ｍ 、河湖生态补水量不低于现状 ２．４３亿ｍ 。按照三项
目标同等权重转化为单目标函数，其中 ＧＤＰ目标按照理想点转换为最小值优化，将保障刚需的罚函
数和突破现状用水范围的罚函数合并处理。转换后的目标函数如下：
ｍｉｎｆ（ｘ） ＝ｍｉｎ｛（１ － ＧＤＰ?ＧＤＰ′） ＋ ＧＡＰ ＋ ＤＥＶ ＋ ＰＥＮ?２｝ （１）
式中：ＧＤＰ、ＧＡＰ、ＤＥＶ、ＰＥＮ分别为三个目标函数和罚函数的计算值；ＧＤＰ′为人均 ＧＤＰ的理想值
点，根据实际情况取 １０万元。
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