前言

水资源是保障人类经济社会发展不可或缺、不可替代的基础性的自然资源和战略性的经济资源。随着经济社会的不断发展，淡水资源的需求量大幅度增加，同时产生用水浪费严重以及水环境污染等问题，使淡水资源的供需矛盾日益突出。水资源短缺制约着社会经济的发展，破坏了生态系统的稳定，甚至引起地区间的冲突。解决水资源短缺必不可少的途径，就是遵循合理、公平和可持续发展原则，优化配置有限的水资源。水资源优化配置是指在一个特定流域或区域内工程与非工程措施并举，对有限的不同形式的水资源进行科学合理的分配，其目的是实现水资源的可持续利用，保证社会经济、资源、生态环境的协调发展，使有限的水资源得到合理充分的利用，为区域生产、生活、生态等提供可靠的水源，以获得最好的综合效益，包括经济效益、生态环境效益和社会效益等多种目标。

目前我国水资源优化配置研究的理论与实践主要集中在北方水资源极度匮乏、缺水普遍且严重的流域或区域，要解决的是河流断流、沙漠化等极度的水资源危机问题，其经典结论和思维模式带有浓厚的区域特征。而我国南方滨海地区降雨丰沛，极易出现洪涝灾害，因此对于水资源充沛的南方地区来说，其防洪方面的研究较多，水资源优化配置的研究成果则相对较少。但是在水量充沛的地区，往往存在因水资源的不合理利用而造成的水环境污染破坏和水资源严重浪费的现象，因此必须予以高度重视。随着社会经济的发展和对水资源开发利用范围与深度的不断强化，很有必要构建具有南方滨海区特色水资源配置的理论与方法，着力研究和解决新时期南方城市水资源的开发、利用、配置、节约、保护与治理等问题。

水资源优化配置是一个经济效益、生态环境效益和社会效益等多目标优化问题。由于水资源优化配置的多目标性，运用传统的规划方法难以解决好这类问题，而智能算法中的遗传算法（GA）具有处理目标函数的间断性及多峰型性等复杂问题的能力，这增强了遗传算法在多目标搜索和优化问题方面潜在的有效性。遗传算法作用于整个种群，同时又强调个体的整合，因此遗传算法是解决多目标优化的有效方法。

本书以南方滨海区典型区域——东江流域下游东莞市为研究区域，探究南方滨海区水资源优化配置的思路与对策、建立适用于该区域的水资源优化配置模型，探求区域水资源系统多目标优化配置模型求解方法，并通过建立该区域多水源、多用户、多目标水资源优化配置模型，以实现优化配置区域的水资源。针对区域水资源优化配置模型大系统多目标优化的问题，本书将多目标遗传算法引入到水资源优化配置中，通过对算法编码、遗传算子、惩罚函数等的改进，使算法适应复杂的水资源优化配置系统。研究成果主要包括：强化节水，构建多水源联合调度系统的南方滨海区水资源优化配置思路与对策；在区域水资源系统分析的基础上建立了适用于南方滨海区的多水源性、多用户性、多目标性、多层次性、多时段性特征的多目标、多约束的水资源优化配置模型；提出基于权重系数的多目标遗传算法，为区域水资源优化配置提供了一种新方法。

本书研究以东莞市规划水平年2020年的不同来水保证率（P=50%、P=75%、P=95%）的供需水情况为依据，拟定模型参数，运行已编制的微机程序，求得东莞市水资源优化配置成果，并对成果进行了缺水量分析、目标分析、适用性分析。有关综合分析表明：其模型与方法是有效的、可行的，成果是合理的。优化配置模型与研究成果，可为东莞市水资源开发、利用、保护与管理提供决策依据，而且对促进南方滨海地区的水资源优化配置也具有一定的指导意义。

本书研究过程中得到了东莞市水务局、中水珠江规划勘测设计有限公司（原水利部珠江水利委员会勘测设计研究院）、中山大学等单位领导和专家的大力支持和帮助，同时得到范锦春教授、陶谨博士以及江涛博士等专家的指导，笔者在此一并表示衷心的感谢。

受时间和水平所限，笔者对水资源优化配置和遗传算法的认知有待深入，书中不当之处，敬请读者赐教指正。

编者

2014年12月