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5多目标规划实例


对于地下水位而言,从城市建筑的 角度来考虑,地下水位不应过高。如果 埋深小于3m,则会对建筑基础不利。但 是,地下水位也不应过低,如果埋深大 于100m,则会导致城市用水费用(主要 包括打井费用、配套设备费用和电费等) 过高,这样也将提高城市建设的代价。
④环境地质灾害
地震、滑坡、泥石流、洪水等环境地 质灾害在地处于干旱内陆的新疆时有发生, 特别是在春夏季节,泥石流、洪水灾害较 为多见。因此,绿洲型城市的区位选址还 应该考虑环境地质灾害因素。城市选址应 该尽量避开地质灾害的多发地段,特别应 该避开受泥石流、洪水可能影响的地段。
②水文地质条件
a) 地下水资源量。水资源是影响城市区 位的重要因素,是城市区位选址必须考虑 的首要因素。对于绿洲型城市,地下水是 城市主要的供水源,地下水位及其富水性 直接关系到一个地段是否可以作为城市的 选址位置,因为地下水的开发利用潜力 (如地下水天然补给量、允许开采量等) 直接关系到城市的发展规模和方向。
A) 城市土地征用费。一般来说,城市建 设征地的费用由土地的农业适宜性决定, 即越适宜于农业利用的土地,其征用费就 越高,反之,就越低。位于冲积扇上不同 部位的土地宜农性差异是显著的。在扇面 的上部(r较小,z较大的部位),由于地 表物质组成较粗,地下水位深,土地宜农 性较差,因而征用费也较低。在扇面的中 部,土地的宜农性仍然较差,因而征用费
(2)绿洲型城市区位选址的多目标规划模型
冲积扇型城市是新疆绿洲型城市的典 型代表,本模型旨在回答在冲积扇的什么 部位建立城市最为合理或已建城镇合理发 展规划问题。因此,冲积扇的扇形地区域 就是城市选址所允许的空间范围。也是规 划模型的求解区域。为了便于进行理论分 析和建立模型的需要,在数学形态上,可 以将这个求解区域近似地看成是一个规则
①土地条件
在干旱绿洲地区,宜农性土地是很有限 的,也是很宝贵的土地资源,一般情况是不 允许作为其它用地的。通常,土质差的非宜 农性土地的城市建设征用费低,土质好的宜 农性土地征用费高。因此,绿洲型城市的区 位应该选在土质能够满足城市建设要求,而 土地征用费又较低廉的部位。显然,土地条 件是限制绿洲型城市区位选址的重要因子。
由于城市是区域经济发展和地方行政 管理中心。因此,优越的地理位置、便利 的交通、充足的水源、潜在的经济环境及 优良的自然环境等条件应该是良好城市区 位的基本特征。对于冲积扇上的绿洲型城 市而言,其区位选择与环境地质因素有着 极为密切的关系。环境地质因素对于绿洲 型城市区位选址的影响主要表现在如下几 方面。
b) 地下水的水质。地下水对绿洲型城市优化选
址的影响,除了水资源量外,还有水质问题。水
质的好坏,直接影响到城市居民的身体健康和工
业用水的成本及其产成品的质量。在能够作为城
市区位选址的地段,地下水的水质,特别是有关
毒理学指标,如氟化物、氰化物、砷、汞、酚、
铬等及其表征水质状况的指标,如硬度、SO
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冲积扇型城市在新疆绿洲型城市中最为多见, 在天山南、北麓和昆仑山北麓,冲积扇发育较广, 并且许多扇型地都具有相当大的规模。新疆冲积 扇的发育与晚第三纪以来的中国西部环境的演变 有着密切的关系。晚第三纪以来,昆仑山、天山、 阿尔泰山剧烈上升,使来自海洋的湿润气流受到 阻隔,逐渐形成了新疆的干旱气候。在干旱气候 环境下,植被逐渐变的稀疏,内陆湖泊变小乃至 消亡,自然景观以荒漠为主。
r:极径,表示扇面上的点M到出山口的平 面距离;
:极角,表示线OM在平面的投影与OM0的 夹角 (OM0为极径始边);
Z:立标,表示点M到基准平面的距离深度, 此平面可以认为是扇缘部位等高线所在的平 面。
上述各变量所表示的柱面坐标如图 5..1所示。图5.3.1 冲积扇柱面坐标
★目标函数
从前面讨论的来看,绿洲型城市的最佳区位, 应该是在尽量少占耕地或不占耕地(即土地征 用费低)的前提下,选择地下水资源丰富且取 水便利、水质优良、工程地质条件良好的区位。 另外,这个区位还应该在自然灾害危及区域以 外。经研究分析,我们拟定“城市土地征用费”和 “城市用水费用”作为本模型的两个目标,即追求 “城市土地征用费”和“城市用水费用” 最低廉。
规则的扇形体 。对扇面上的任意一点, 可以用柱面坐标表示,即用点M在平面上 的投影的极坐标 (r, ) 以及点M到平面的距 离Z(立标)描述。位于扇面上的不同点, 其环境地质条件是由差异的,任何一个环 境地质要素均可以看成是坐标点M,
即 r, , z 的函数。
★决策变量及其含义
对于建立在冲积扇上的绿洲型城市, 其最佳区位点可以用柱面坐标中的点表示。 因此,本模型的决策变量是:
Cl
NO
2
NO
3
Cu Pb 胺基、化学耗氧量、氨等,经
过简单的净化处理后均应符合国家生活饮用水卫
生标准和工业用水水质标准。
③工程地质条件
现代化城市,以高层建筑和高层建筑 群为特征。因此,城市区位选址必须考虑 工程地质条件,对于冲积扇上的绿洲型城 市而言,由于扇体的各个部位的物质组成 不尽相同,因而其地基承载力也不尽相同, 扇体各个部位的稳定性也有差异。因此, 绿洲型城市的选址,应充分考虑现代高层 建筑对地基承载力的要求。
由于山体抬升,在干旱环境下,风化产生大 量的碎屑物质,为冲积扇的形成提供了丰富的物 质来源。
冲积扇的物质组成,扇顶部位主要为粗粒相 堆积带,堆积厚度较大,主要由卵砾石组成,空 隙大、透水性强;冲积扇的中部为粗细粒过渡带; 下部和边缘为细粒相堆积带,主要由砂土、亚粘 土、粘土组成。冲积扇的扇面坡度自扇顶向扇缘 具有明显的倾斜,在扇顶部,坡角较大,而到了 扇缘带倾角很小,只有1—2°。
多目标规划应用实例
绿洲型城市区位选址的多目标规划模型 小流域综合治理的目标规划模型①
▪绿洲型城市区位选址的多目标规划模型
(1)绿洲型城市的环境地质基础及影响城 市选址的环境地质要素
新疆绿洲型城市,按地理位置可分为:冲 积扇型、洪积扇型、冲洪积平原型、河谷型、 冲积平原型、湖岸平原型等。其中,冲积扇型 城市分布最为普遍,约占39%,是新疆绿洲型城 市的典型代表。本模型主要是针对冲积扇型城 市的区位选址问题。
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