数模笔记1（20210121）_如何对赞比河沿岸建立新水坝进行详细分析

2017年美赛A题：管理赞比西河论文解析

中文原题描述：
赞比西河上的卡里巴水坝是非洲较大的水坝之一。它的建设是有争议的，南非风险管理研究所的2015年报告包括一个警告-大坝是急需维护。赞比西河管理局（ZRA）可提供若干选择，以解决这一问题。 ZRA特别感兴趣的有三个选项：修复现有的Kariba水坝、重建现有的Kariba水坝、拆除Kariba水坝，并更换为沿赞比西河的一系列十到二十个较小的水坝。
这个问题有两个主要要求：
要求1 ZRA管理要求对所列出的三个选项进行简要评估，并提供足够的详细信息，以提供与每个选项相关的潜在成本和收益的概述。此要求的长度不应超过两页，除了主要报告之外，还必须提供此页面。
要求2对选项（3）进行详细分析 - 删除Kariba水坝，并用赞比西河沿岸一系列十至二十个较小的水坝替代。这个新的水坝系统应该与现有的Kariba水坝具有相同的整体水管理能力，同时为现有的水坝提供与卡里巴湖相同或更高水平的保护和水管理选择。您的分析必须支持关于沿赞比西河新坝的数量和位置的建议。
在您的要求2报告中，您应该包括一个策略，用于调节通过您的新多坝系统的水流，从而在安全和成本之间提供合理的平衡。除了解决已知或预测的正常水循环，您的战略应为ZRA经理提供指导，解释和证明应当采取的行动，以正确处理应急水流情况（即洪水和/或长期低水位状况）。您的策略应为从最大预期排放到最小预期排放的极端水流提供具体指导。最后，您的建议战略应包括解决对赞比西河不同地区暴露于极端条件最有害影响的位置和时间长度的任何限制的信息。

请注意：本文仅供本人团队学习参考，正确性尚不明确。
参考博客：https://blog.csdn.net/zhangtengyuan23/article/details/54636991
参考文献：2017年美赛MCM55069队获奖论文

1. 题目有效信息摘录

• 赞比西河上的卡里巴水坝急需维护
• ZRA的措施是：
  ① 修复现有的Kariba水坝
  ② 重建现有的Kariba水坝
  ③ 拆除Kariba水坝，并更换为沿赞比西河的一系列十到二十个较小的水坝。

要求：

• 对以上三种选择进行成本收益评估
• 关于option3：
  ① 新水坝系统应与现有的Kariba水坝具有相同的整体水管理能力，同时为现有的水坝提供与卡里巴湖相同或更高水平的保护和水管理选择。
  ② 分析必须包含新坝的数量和位置的建议。
  ③ 用于调节通过您的新多坝系统的水流，从而在安全和成本之间提供合理的平衡。
  ④ 除了解决已知或预测的正常水循环，战略应为ZRA经理提供指导，解释和证明应当采取的行动，以正确处理应急水流情况（即洪水和/或长期低水位状况）。
  ⑤ 策略应为从最大预期排放到最小预期排放的极端水流提供具体指导。
  ⑥ 建议战略应包括解决对赞比西河不同地区暴露于极端条件最有害影响的位置和时间长度的任何限制的信息。

2.相关思路

由上述题目信息可以知晓，团队需要完成的是：

• 对三种方案进行成本及收益的评估。
• 对于方案三作出更加细化的分析处理。

3.O奖论文研读

（0）摘要

• 题目背景复述
• 层次分析法–筛选因素–成本和收益
• 数量和位置–集合覆盖问题–多目标优化模型
• TOPSIS评价方法–水电需求
• 水流调节–遗传算法–多座大坝位置最优解
• 结论：约束条件的微小改变对水坝位置有轻微影响

（1）概述

• 背景（相关资料查找）
• 问题重述（用更加任务化的语言描述，个人认为和摘要部分有少数内容重复）
  主要完成事项：建立多目标模型利用遗传算法确定位置及数量、提高水资源管理的两个目标：能力和成本、一系列约束条件、按年份定策略……
• 文献综述（运用的文献及前人模型概述）

（2）假设和理由

控制相关变量使问题简化

（3）符号

便于论文描述公式

（4）模型概述

简化摘要与概述部分有关模型，用文字展现

（5）模型理论

• 水电*城坝距离最小–电力需求与水力需求–GDP
• 大坝数量最小
• 水电平衡式
• 水位要求
• 安全性大于等于原来安全水平（对于极端天气抵抗能力）
• 水资源与环境保护
• 经济效益（发电）和社会效益

（6）模型实现和结果

• TOPSIS–水电需求情况
• 挑选合适地点–需求+地质条件
• 算法：人工神经网络、遗传算法、模拟退火
• 年份时间因素

（7）敏感性分析

移除国家的重要城市以及改变其他影响因素

（8）进一步讨论

• 未来收益
• 生态收益

（9）优缺点

• 稳健性
• 相关效益的考量

（10）结论

对整篇论文进行小结，套用相关理论

（11）评价的三个选项

• 成本指数
• 效益指数