采用NSGA-II和帕累托策略的多目标权衡分析,用于阳城湖流域总磷负荷分配与工程配置
《Water》:A Multi-Objective Trade-Off Analysis with NSGA-II and Pareto Strategies for Total Phosphorus Load Allocation and Engineering Configuration in Yangcheng Lake Basin
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时间:2026年06月10日
来源:Water 3
摘要
杨城湖是太湖平原第三大淡水湖(面积118.68平方公里),在饮用水供应、水产养殖和生态调节方面发挥着重要作用。本研究旨在通过开发一个多目标优化模型来解决杨城湖流域总磷负荷分配和工程项目配置的问题,该模型整合了环境、社会和经济维度,以实现三个具体目标:(1)最大化生态效益;(2)最小化生命周期成本;(3)最小化环境基尼系数。研究采用了NSGA-II算法,并通过正交实验和HV-GD评估对超参数进行了优化。在正常流量年份的情景下,针对畜牧业粪便贡献了86.5%总磷污染的农业流域进行了总磷负荷分配优化。五种选择策略(经济优先、生态优先、公平优先、理想点法、博弈论)被应用于帕累托前沿分析。结果表明,生态目标和公平目标之间存在协同效应,但两者都与经济成本存在竞争关系。最优超参数为种群规模1000和迭代次数1000次。在各种策略中,理想点法取得了最佳平衡(经济成本:5772.7元;基尼系数<0.30)。所提出的框架为平原河流网络区域的污染负荷分配提供了科学支持,有助于决策者在经济发展、生态保护和社会公平之间取得平衡。
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