第一章 绪论 1
第一节 概述 1
一、系统的概念 1
二、系统的结构与功能 2
三、系统的属性 3
四、系统的类型 4
五、系统的模型化方法 5
六、系统模型的优化方法 7
第二节 水资源系统的优化及其应用软件 7
一、水资源系统的概念 7
二、水资源系统的优化 9
三、水资源系统优化的研究进展 11
四、应用软件 12
第三节 本书的主要内容 27
习题 28
第二章 水资源系统线性规划模型及其应用 29
第一节 概述 29
一、线性规划模型的实例 29
二、线性规划模型的一般形式 31
三、线性规划模型的标准型 32
第二节 线性规划模型的有关概念及解的基本性质 33
一、线性规划的有关概念 33
二、线性规划的图解法 34
三、线性规划解的几种情况 36
四、线性规划的基本定理 37
第三节 单纯形法 38
一、单纯形法的基本思路 38
二、单纯形法的基本原理 38
三、单纯形法的计算过程 41
四、单纯形高斯消去法举例 41
五、单纯形表 42
六、确定初始基可行解的人工变量法 43
第四节 修正单纯形法 47
一、修正单纯形法的基本思路 47
二、修正单纯形法的计算步骤 47
三、可行基B逆矩阵的求解方法 47
四、修正单纯形法的计算实例 48
第五节 随机线性规划模型 51
一、概率规划 52
二、机会约束规划 52
第六节 线性规划模型及其计算机求解的应用实例 54
一、流域规划问题 54
二、水库优化调度最优供水问题 58
三、水资源优化配置问题 62
习题 66
第三章 水资源系统线性规划的对偶模型及其应用 69
第一节 概述 69
一、线性规划对偶问题的数学模型 69
二、原问题与对偶问题数学模型的类型 72
三、对偶问题的性质 76
四、原线性规划（LP）与其对偶模型（LD）的对应关系 77
第二节 对偶单纯形法 78
一、对偶单纯形法的概念 78
二、对偶单纯形法的计算步骤 78
三、影子价格 80
第三节 灵敏度分析 82
一、资源向量的变化对线性规划模型解的影响 83
二、价值向量的变化对线性规划模型解的影响 85
三、约束条件中系数矩阵的变化对线性规划模型解的影响 86
四、增加决策变量对线性规划模型解的影响 86
五、增加约束条件对线性规划模型解的影响 89
第四节 对偶模型的实例应用 89
一、水电站发电的水价制定问题 89
二、水源地的供水问题 91
习题 92
第四章 水资源系统整数线性规划模型及其应用 94
第一节 概述 94
一、整数规划的概念与类型 94
二、整数规划的数学模型 94
三、整数规划的求解方法 95
第二节 分支定界法与割平面法 97
一、分支定界法 97
二、割平面法 100
第三节 0-1型整数规划及指派问题 103
一、0-1型整数规划 103
二、指派问题 107
第四节 整数线性规划的实例应用 112
一、投资建设项目的选址问题 112
二、投资建设项目选择问题 116
三、项目开发建设次序优化问题 117
四、工程建设中材料的优化问题 122
习题 124
第五章 水资源系统非线性规划模型及其应用 126
第一节 概述 126
一、非线性规划的数学模型 127
二、非线性规划的图解法 128
三、非线性规划的类型与特点 130
四、非线性规划的相关基础知识 130
第二节 一维最优化搜索方法 133
一、解析法 134
二、消去法 136
三、多项式插值法 137
第三节 无约束非线性规划的解析搜索法 138
一、梯度法 139
二、牛顿法 141
三、共轭梯度法 142
四、变尺度法 143
五、解析搜索法小结 146
第四节 无约束非线性规划的直接搜索法 146
一、坐标轮换法 146
二、模式搜索法 147
三、单纯形搜索法 149
四、共轭方向法 151
第五节 有约束非线性规划的求解方法 152
一、约束非线性规划的可行方向与起作用约束 153
二、拉格朗日乘子法 154
三、约束极值的最优性理论（Kuhn-Tucker理论） 155
四、罚函数法 158
五、二次规划 162
第六节 非线性规划模型的实例应用 165
一、非线性回归分析问题 165
二、灌溉水量的合理分配问题 168
三、河流水质规划问题 169
四、城市排水方案的优化问题 170
习题 172
第六章 水资源系统动态规划模型及其应用 175
第一节 概述 175
第二节 动态规划的基本原理和基本方程 176
一、多阶段决策过程的数学描述 176
二、动态规划的基本概念 177
三、动态规划的基本原理 179
四、动态规划的基本方程 179
五、动态规划模型的基本形式 180
六、建立动态规划模型的一般步骤 180
七、动态规划的优越性和局限性 181
第三节 确定性动态规划模型及其实例应用 181
一、最优线路问题 182
二、资源优化分配问题 186
三、水库优化调度的动态规划模型 191
第四节 随机性动态规划模型及其实例应用 198
一、多阶段决策过程中的随机性 199
二、随机最优策略与基本方程 199
三、随机变量相互独立时的动态规划问题 201
四、随机变量具有马尔可夫链关系的动态规划问题 203
习题 205
第七章 水资源系统多目标规划模型及其应用 206
第一节 概述 206
一、水资源系统的多目标问题 206
二、多目标规划的数学模型及特点 207
三、多目标规划的解 207
四、多目标规划问题的求解方法 210
第二节 评价函数法 210
一、主要目标法 211
二、线性加权和法 213
三、理想点法 224
四、乘除法 225
五、功效系数法 226
第三节 分层求解法 228
一、分层序列法 228
二、重点目标法 234
三、分组序列法 234
第四节 目标规划法 234
一、目标规划法的基本思路 234
二、最小偏差法 234
三、线性目标规划 235
第五节 多目标线性规划的逐步法 237
一、逐步法的基本思路 237
二、逐步法的计算步骤 237
第六节 多目标规划模型及其实例应用 239
一、供水系统的目标规划模型 239
二、水资源优化配置的多目标规划模型 242
三、加权优序法在水质评价中的应用 246
习题 249
第八章 现代智能算法在水资源系统优化中的应用 251
第一节 概述 251
第二节 遗传算法 253
一、遗传算法的概念 253
二、遗传算法的主要参数 254
三、遗传算法的操作步骤 254
四、遗传算法的应用实例 257
第三节 人工神经网络 257
一、人工神经网络的基本概念 257
二、人工神经网络的网络类型 259
三、人工神经网络的应用实例 261
第四节 粒子群优化算法 265
一、粒子群优化算法的基本原理 265
二、粒子群优化算法的操作步骤 267
三、粒子群优化算法的两种模式 267
四、粒子群优化算法的应用实例 268
第五节 模拟退火算法 270
一、模拟退火算法的起源 270
二、模拟退火算法的基本原理 271
三、模拟退火算法的分类 272
四、模拟退火算法的操作步骤及参数选择 273
五、模拟退火算法的应用实例 275
第六节 混沌优化算法 276
一、混沌理论 276
二、混沌优化算法的概念 277
三、混沌优化算法的基本原理 277
四、混沌优化算法的分类 278
五、混沌优化算法的操作步骤 278
六、混沌优化算法的应用实例 279
习题 281
参考文献 282