1.3 本书主要内容

本书针对传统系统分析理论、数学模拟技术和系统优化方法等在解决水资源配置系统中各类高维、非线性、不确定性等复杂问题上的局限性，以南水北调工程河北省受水区为研究对象，以水资源配置为主线，对混沌理论、前馈神经网络、支持向量机、遗传算法、粒子群算法、多目标粒子群算法及其混合系统等现代智能技术在水资源配置系统中的径流预测、需水预测、优化配置以及水资源系统脆弱性评价应用进行了较为深入的研究。主要研究内容如下：

（1）径流系统混沌特性研究。将混沌理论和相空间重构理论引入径流系统的动力学特征及演化规律的分析研究中，建立水文径流系统混沌特性判别的基本框架，从定性与定量多个角度揭示径流系统的混沌特性。

（2）径流预测方法研究。针对单变量时间序列重构相空间的不足，从径流系统多元变量时间序列出发，研究水文径流过程的多元变量时间序列预测方法，建立基于多变量相空间重构的径流预测神经网络模型，以期提高预测的精度。

（3）需水量预测的集成方法研究。针对我国用水量数据时间系列较短且可靠性低的特点，研究了基于少数据量建模的支持向量机算法，建立基于混合智能算法优化SVM的需水量预测模型；为充分利用原始数据和各预测模型的信息，弥补单模型方法的不足，探讨了需水量各种预测模型的集成方法，构建变系数需水量组合优化预测模型。

（4）水资源系统多目标优化配置研究。考虑到可持续发展观念下的水资源优化配置问题是一个多目标优化问题，对基于经济发展与生态环境保护的水资源合理配置理论进行了研究，建立复杂系统多水源、多用户、多目标的水资源优化配置模型；将多目标粒子群算法引入到水资源系统多目标优化配置中，提出基于多目标粒子群算法的水资源优化配置求解方法；针对生成的非劣解数量众多，提出基于SVM的水资源系统多目标非劣解评价方法。

（5）水资源系统脆弱性研究。将复杂系统脆性理论引入水资源系统研究中，探讨水资源复杂系统脆性；结合有关自然系统和人文系统脆弱性的研究成果，提出水资源系统广义脆弱性概念，分析水资源系统广义脆弱性的内涵和定义，构建水资源系统脆弱性的理论模型；在此基础上，建立基于DPSIR概念模型的水资源系统脆弱性评价指标体系，利用大样本数据、投影寻踪、粒子群算法、插值型曲线，建立基于粒子群投影寻踪插值水资源系统脆弱性评价模型。