基于兩階段隨機(jī)規(guī)劃方法的綠洲水資源優(yōu)化配置

申夢(mèng)陽(yáng)，趙建平，桂東偉，馮新龍

(1.新疆大學(xué)數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046；2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆策勒荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，新疆 烏魯木齊 830011)

農(nóng)業(yè)作為水資源消耗主體，針對(duì)其水資源的科學(xué)分配與統(tǒng)籌優(yōu)化配置一直是相關(guān)學(xué)者關(guān)注和研究的焦點(diǎn)[1-2]。綠洲作為干旱區(qū)人們生產(chǎn)生活的重要載體，在其水資源的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，農(nóng)業(yè)水資源利用量更是超過(guò)綠洲總用水量的95%以上[3]。當(dāng)前由于人口和經(jīng)濟(jì)壓力，綠洲擴(kuò)張進(jìn)程加劇，大規(guī)模土地被開(kāi)發(fā)利用為農(nóng)業(yè)用地，導(dǎo)致水資源矛盾日益突出，對(duì)綠洲生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)[4-6]。

塔里木盆地南緣作為新疆乃至我國(guó)綠洲分布的重要區(qū)域，近些年來(lái)，綠洲新墾殖的土地種植了經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)較高的核桃、紅棗、石榴等林果，而且老綠洲的小麥、玉米和棉花等傳統(tǒng)農(nóng)作物也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱止N植，目前塔南和田地區(qū)林果種植面積就達(dá)到總種植面積的60%以上，而且這種趨勢(shì)仍然在加劇。種植結(jié)構(gòu)的改變，為綠洲水資源的再分配和管理提出了新的挑戰(zhàn)。因此，針對(duì)新形勢(shì)下種植結(jié)構(gòu)開(kāi)展相應(yīng)的水資源優(yōu)化配置研究，成為當(dāng)前迫切的現(xiàn)實(shí)需求。

在農(nóng)業(yè)水資源的優(yōu)化配置研究中，近些年隨著研究的不斷深入，出現(xiàn)了多種優(yōu)化配置方法。例如基于最大化水資源凈效益、博弈均衡論及土壤水分動(dòng)態(tài)模擬和作物水分生產(chǎn)函數(shù)等方法構(gòu)建的水資源優(yōu)化配置模型[7-9],這些方法雖然可以為管理者提供決策方案，但對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。為了提高模型的適用性，人工魚(yú)群算法、粒子群算法、加速遺傳算法、蟻群-粒子群混合算法等啟發(fā)式優(yōu)化算法應(yīng)用于水資源優(yōu)化配置中并得到良好的應(yīng)用[10-13]，而在此基礎(chǔ)上，如多目標(biāo)混沌優(yōu)化算法、多目標(biāo)遺傳算法、多級(jí)多目標(biāo)模糊優(yōu)選評(píng)價(jià)等水資源優(yōu)化配置模型等也得到發(fā)展[14-17]，但以上研究并未重點(diǎn)考慮農(nóng)業(yè)水資源管理系統(tǒng)的太多不確定性，導(dǎo)致不能很好地反映實(shí)際問(wèn)題。

水資源配置系統(tǒng)受多種不確定性影響，如天氣、降水、溫度、市場(chǎng)狀況、種植模式和資源可利用性。這使得以往常規(guī)的確定性優(yōu)化方法難以應(yīng)用于水資源配置系統(tǒng)。綠洲水資源的合理分配利用需要基于水資源補(bǔ)給狀況，結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展特征(如種植結(jié)構(gòu))，提高用水效率，以期實(shí)現(xiàn)水資源利用價(jià)值的最大化。由于綠洲水資源調(diào)度系統(tǒng)存在著大量不確定性，如水源可供水量、種植物需水量的不確定性；降水量、規(guī)劃初期儲(chǔ)水量的不確定性；種植物價(jià)格變化的不確定性等，這些不確定性因素共同構(gòu)成了水資源調(diào)度系統(tǒng)的復(fù)雜性[18]。而如何有效處理不確定性便成了綠洲水資源優(yōu)化配置的重點(diǎn)研究對(duì)象。

針對(duì)系統(tǒng)中的不確定性和復(fù)雜性研究中，兩階段隨機(jī)規(guī)劃方法應(yīng)用最為廣泛，如區(qū)間兩階段隨機(jī)規(guī)劃模型、區(qū)間模糊多階段方法、區(qū)間兩階段隨機(jī)二次規(guī)劃模型等[19-21]。在地下水和地表水的聯(lián)合調(diào)度及不確定條件下的水資源分配研究中[22-23]，兩階段隨機(jī)規(guī)劃方法得到大量應(yīng)用，同時(shí)聯(lián)合概率、離散區(qū)間等理論相繼應(yīng)用于兩階段隨機(jī)規(guī)劃模型中[24-26]。然而，針對(duì)綠洲水資源補(bǔ)給與利用過(guò)程中的不確定性和復(fù)雜性，相關(guān)水資源優(yōu)化配置研究仍然缺乏；而在兩階段規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，如何建立規(guī)劃模型并有效地解決其不確定性問(wèn)題，需要通過(guò)具體案例開(kāi)展相關(guān)研究。

本研究依托策勒荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站(下簡(jiǎn)稱策勒站)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料，選取塔里木盆地南緣中部的策勒綠洲為典型研究區(qū)，基于策勒綠洲當(dāng)前種植結(jié)構(gòu)特征，首先針對(duì)綠洲水資源系統(tǒng)中的不確定性，構(gòu)建灌區(qū)多林種、多時(shí)期配水模型；其次，模型以種植業(yè)系統(tǒng)最大收益為目標(biāo)函數(shù)，以兩階段線性規(guī)劃方法為基礎(chǔ)，建立適宜于綠洲水資源管理的區(qū)間兩階段模糊隨機(jī)規(guī)劃模型；最后，利用概率密度函數(shù)和離散區(qū)間兩種方法來(lái)解決不確定性問(wèn)題，最終為綠洲管理者提供最為科學(xué)的決策方案。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

策勒綠洲位于塔克拉瑪干沙漠南緣、昆侖山北麓中段，隸屬和田地區(qū)策勒縣行政區(qū)(35°17′55″～39°30′00″N，80°03′24″～82°10′34″E)，屬于典型的暖溫帶干旱氣候，綠洲區(qū)域年均降水量35.1 mm，年均蒸發(fā)量2 595.3 mm，干燥度20.8；發(fā)源于昆侖山的策勒河是綠洲的唯一外源補(bǔ)給河流，年均徑流量為1.27×108m3；常年多風(fēng)，風(fēng)向以西北風(fēng)為主，晝夜溫差較大，年均溫日較差在15℃以上[27]。綠洲的東、西部為自然植被所包圍，南部與流動(dòng)沙丘及戈壁相連，屬于獨(dú)特的荒漠-綠洲生態(tài)系統(tǒng)，土壤以風(fēng)沙土為主[28]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析

農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格來(lái)自新疆統(tǒng)計(jì)年鑒[29]特色果林種植概況數(shù)據(jù)，我們選取近五年的市場(chǎng)價(jià)格作為參考。策勒河徑流量資料來(lái)自和田水文局的近六十年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，時(shí)間跨度為1956年1月1日到2015年12月31日，核桃、紅棗及石榴需水量數(shù)據(jù)來(lái)自策勒站的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

策勒綠洲在2015年灌溉面積8 667 hm2，其中特色果林占了主要部分。由于近年來(lái)策勒綠洲大力發(fā)展特色果林產(chǎn)業(yè)，其中尤以核桃、矮化紅棗及石榴為主，而且在未來(lái)幾年內(nèi)綠洲的特色果林種植面積仍會(huì)增加，預(yù)計(jì)達(dá)到6 705 hm2，因此本研究將重點(diǎn)對(duì)當(dāng)前主要種植的核桃、紅棗及石榴開(kāi)展水資源優(yōu)化配置研究。此外，由于策勒河地表徑流為綠洲主要灌溉水源，盡管地下水是農(nóng)業(yè)用水的重要補(bǔ)充，但考慮到當(dāng)前綠洲地下水位的下降及地下水的研究以優(yōu)化抽水井的數(shù)量與位置為主要目的，在后續(xù)的研究中將涉及[30]，本研究從水資源安全及減少研究的不確定性角度，只針對(duì)策勒河徑流這一地表水進(jìn)行水資源優(yōu)化配置研究，而且當(dāng)前由于綠洲擴(kuò)張和農(nóng)業(yè)用水增加，策勒河水基本上都全部用于綠洲，因此如何對(duì)地表水分配實(shí)際上也是當(dāng)前綠洲水資源分配的主要問(wèn)題。同時(shí)，考慮到渠道運(yùn)輸?shù)膿p耗、自然蒸發(fā)以及防護(hù)林的灌溉必須滿足，限定策勒河進(jìn)入綠洲徑流的70%水量可用于特色果林灌溉分配。關(guān)于農(nóng)業(yè)種植物的價(jià)格預(yù)測(cè)則是在恩格爾系數(shù)和居民消費(fèi)指數(shù)變化趨勢(shì)平穩(wěn)的基礎(chǔ)上開(kāi)展。

1.3 模型建立及求解

對(duì)于大多數(shù)農(nóng)業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，都以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化為主要目的，比如系統(tǒng)的最大化收益或系統(tǒng)最小化成本花費(fèi)。本研究也以實(shí)現(xiàn)種植業(yè)系統(tǒng)的最大化收益為目的，建立具體目標(biāo)函數(shù)如下：

(1)

式中,E表示隨機(jī)變量的期望值；SD表示未滿足預(yù)先配水目標(biāo)時(shí)的未灌溉面積；f表示系統(tǒng)總收益；上角“-”表示區(qū)間參數(shù)的下限值，上角“+”表示區(qū)間參數(shù)上限值。水源可用水量為策勒河來(lái)水量，為隨機(jī)變量。根據(jù)近年來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將不同水文年下的策勒河來(lái)水量qk視為離散概率分布，并假設(shè)不同水文年份發(fā)生的概率為pk。k表示預(yù)測(cè)年的不同的流量水平(k=1,2,…,K)，k=1表示預(yù)測(cè)年凈來(lái)水最少，為一般干旱年，缺水量最大；k=2表示預(yù)測(cè)年來(lái)水適中，為平水年，缺水較少；當(dāng)k=K時(shí)表示凈來(lái)水最多，為豐水年，缺水量最少。而pk滿足

(2)

則有

(3)

因此，模型的目標(biāo)函數(shù)可表示為

(4)

根據(jù)交互式算法，將原始模型分解為2個(gè)子模型，分別為灌區(qū)水資源系統(tǒng)收益上限模型和下限模型，由于目標(biāo)函數(shù)是系統(tǒng)收益最大值，因此其上限子模型為

(5)

約束條件

(6)

符合目標(biāo)函數(shù)的下限子模型如下

(7)

約束條件

(8)

以上模型中的符號(hào)意義:i:需要灌溉的作物種類，i=1,2,3分別表示紅棗、核桃和石榴；j:年內(nèi)不同灌溉季，j=1,2,3,4分別表示春、夏、秋和冬；k:水文年，k=1,2,3分別表示一般干旱年、平水年和豐水年；qk:不同水文年的策勒河來(lái)水量(104m3)；Pk：不同水文年發(fā)生概率；Wij：?jiǎn)挝幻娣e林種i在j時(shí)期的預(yù)先灌水量(103m3·hm-2)；NBij：林種i在j時(shí)期滿足預(yù)先灌水目標(biāo)，單位面積的收益值(元·hm-2)；Cij：林種i的預(yù)先灌水目標(biāo)未滿足時(shí)，單位面積缺水量的懲罰系數(shù)且Cij>NBij(元·hm-2)；SDijk：在k年份時(shí)，未達(dá)到預(yù)先灌水目標(biāo)時(shí)，林種i在j時(shí)期未灌溉面積(hm2)；Qjk:策勒河在k年份，j時(shí)期的來(lái)水量(104m3)；R(j-1)k:上游水庫(kù)儲(chǔ)水量，水庫(kù)在k年份j-1時(shí)期的儲(chǔ)水量(104m3)；STijmin,STijmax:預(yù)先灌溉面積的最小值和最大值(hm2)。

由此可以求得原始模型的最優(yōu)解為

(9)

(10)

1.4 模型參數(shù)

由于林果業(yè)種植面積增加導(dǎo)致水資源壓力增加，本研究為有效地分配水資源采用分季灌溉的方式，一方面緩解策勒綠洲地下水壓力，平衡懲罰風(fēng)險(xiǎn)與效益之間關(guān)系，使系統(tǒng)受益最大；另一方面通過(guò)收益區(qū)間變化、最優(yōu)配水目標(biāo)值和缺水量，了解種植結(jié)構(gòu)是否合理，為綠洲管理者提供合理的分配方案和決策。

綠洲內(nèi)主要種植果林為石榴、紅棗和核桃，根據(jù)策勒站長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料并結(jié)合近年來(lái)大力發(fā)展特色果林產(chǎn)業(yè)的政策，獲取單位面積的灌水量，表示為離散區(qū)間形式，并對(duì)未來(lái)幾年各林種的種植面積進(jìn)行預(yù)測(cè)，見(jiàn)表1。其中單位面積最小灌水量和最大灌水量分別是綠洲可以滿足的最小量和最大量。基于策勒站長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，石榴、紅棗和核桃在不同灌季的需水比例分別為0.25、0.60、0.15、0；0.15、0.65、0.20、0；0.30、0.60、0.10、0。根據(jù)不同生長(zhǎng)階段，各林種對(duì)水的敏感性，水資源各個(gè)時(shí)期的輸出系數(shù)分別為0.20、0.70、0.10、0；0.15、0.70、0.15、0；0.20、0.60、0.20、0[31]。

根據(jù)策勒c站多年監(jiān)測(cè)策勒河的徑流量數(shù)據(jù)，豐水年、平水年和一般干旱年出現(xiàn)的概率分別為0.3、0.6和0.1。在不同年份下，各個(gè)時(shí)期內(nèi)來(lái)水量以離散區(qū)間的形式表現(xiàn)，見(jiàn)表2。

表1 綠洲各經(jīng)濟(jì)林種種植面積及單位面積灌溉用水量Table 1 The planting areas and irrigation water volume per unit area of each economic forest in oasis

注：灌區(qū)經(jīng)濟(jì)林種面積及用水資料由策勒站提供，灌水量表示為區(qū)間數(shù)。

Note: The data ofeconomic forest areas and irrigation water volumes were provided by Cele Station; the irrigation water volume were expressed by the interval.

表2 不同預(yù)測(cè)年的各時(shí)期可用水量Table 2 The available water volume for each period in different forecast years

注：可用水量資料主要來(lái)自于和田市水文局，其中L、M、H分別指代一般干旱期、平水期和豐水期，各時(shí)期的可用水量表示為區(qū)間形式。下同。

Note: The amount of water available data are mainly from Hotan Hydrology Bureau, in which the L, M, H refer to the general dry period, normal water period and high water period respectively, the available water in each period is expressed as interval form. The same below.

根據(jù)計(jì)算，三種經(jīng)濟(jì)林種的收益區(qū)間分別為[51.7×103,53.2×103]、[49.5×103,51.0×103]、[46.4×103,47.8×103]元·hm-2。如果不進(jìn)行灌溉，則會(huì)造成相應(yīng)的損失，且損失要高于當(dāng)年的收益。缺水懲罰系數(shù)通過(guò)建立種植物不同生育階段水資源優(yōu)化配置模型計(jì)算求得[32]。綠洲內(nèi)三種經(jīng)濟(jì)林如果未能進(jìn)行灌溉，則造成的缺水懲罰系數(shù)區(qū)間分別為[53.4×103,55.5×103]、[51.0×103,52.8×103]、[47.8×103,49.6×103]元·hm-2。

2 結(jié)果與分析

2.1 水資源優(yōu)化配置方案

表3 各經(jīng)濟(jì)林種在不同水文年各時(shí)期的灌溉面積/hm2Table 3 Irrigated areas of each economic forest in diverse period in different hydrologic year

春季時(shí)，應(yīng)該對(duì)紅棗全部種植面積進(jìn)行灌溉，而石榴在一般干旱年時(shí)的最佳灌溉面積區(qū)間為[693.8,1 041.7]hm2，平水年時(shí)的最佳灌溉面積區(qū)間為[763.7,1 041.7]hm2，豐水年時(shí)的最佳灌溉面積區(qū)間為[823.1,1 041.7]hm2，對(duì)于核桃在一般干旱年的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,623.8]hm2，平水年時(shí)的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,873.6]hm2，豐水年時(shí)的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,1 064.7]hm2。

對(duì)一般干旱年、平水年和豐水年，夏季各作物的灌溉面積進(jìn)行分析。為了達(dá)到最高收益，在一般干旱年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,509.6]hm2，紅棗的最佳灌溉面積區(qū)間為[1 326.9,3 347.6]hm2，對(duì)核桃全部面積進(jìn)行充分灌溉。在平水年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,638.2]hm2，紅棗的最佳灌溉面積區(qū)間為[1 998.4,3 347.6]hm2，對(duì)核桃全部面積進(jìn)行充分灌溉。在豐水年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,802.7]hm2，紅棗的最佳灌溉面積區(qū)間為[2 427.5,3 347.6]hm2，對(duì)核桃全部面積進(jìn)行充分灌溉。

在秋季時(shí)，僅對(duì)一般干旱年、平水年和豐水年的情況進(jìn)行分析。為了使系統(tǒng)達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益，在一般干旱年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,2.3]hm2，紅棗的最佳灌溉面積區(qū)間為[851.8,3 347.6]hm2，核桃進(jìn)行全部面積充分灌溉。在平水年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,56.3]hm2，紅棗的最佳灌溉面積區(qū)間為[1 264.0,3 347.6]hm2，核桃進(jìn)行全部面積充分灌溉。在豐水年，石榴的最佳灌溉面積區(qū)間為[0,291.0]hm2，紅棗最佳灌溉面積區(qū)間為[1 746.2,3 347.6]hm2，核桃全部面積進(jìn)行充分灌溉。

考慮策勒河冬季來(lái)水量極少，同時(shí)石榴、紅棗和核桃在冬季基本不需要額外的灌溉水，故在冬季時(shí)不對(duì)經(jīng)濟(jì)林進(jìn)行額外用水配置。

2.2 水資源優(yōu)化結(jié)果分析

由于策勒河的主要來(lái)水期集中在夏秋時(shí)期，春季時(shí)，供水量相對(duì)較少，為了保障系統(tǒng)的最大收益，在春季應(yīng)優(yōu)先灌溉紅棗和石榴，對(duì)核桃的灌溉面積進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

策勒河洪水集中于夏季，而石榴等經(jīng)濟(jì)林種也是在此時(shí)需水量最大，但相比于核桃和紅棗，未能得到更大產(chǎn)值，使得綠洲管理者在決策時(shí)，主要調(diào)整石榴的灌溉面積。

通過(guò)優(yōu)化結(jié)果可以看出，秋季時(shí)，核桃和紅棗的產(chǎn)值較高，雖然石榴的懲罰系數(shù)高于兩者，但由于兩者在此期間的需水量少于石榴，故管理者在決策時(shí)仍要優(yōu)先灌溉核桃和紅棗。由于灌溉水源來(lái)自于策勒河，蓄水工程很難有儲(chǔ)存水量，因此導(dǎo)致在流量水平較低時(shí)，無(wú)法進(jìn)行人為調(diào)控，使得石榴在此期間未能得到足夠的灌溉。

圖1和圖2分別表示各林種在各灌季灌溉面積的上限和下限?？梢钥闯觯捎诩t棗的產(chǎn)值比較高，建議優(yōu)先灌溉紅棗；而石榴由于需水量更大，但產(chǎn)值并未有較大提高，因此當(dāng)流量不確定時(shí)應(yīng)主要對(duì)其灌溉面積進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，由此獲得較大的收益。該結(jié)果提示我們，即干旱年份應(yīng)在調(diào)整種植結(jié)構(gòu)以減少水資源的消耗量和保證種植物產(chǎn)量之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，提高經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)保證資源的可持續(xù)利用，實(shí)現(xiàn)綠洲水資源可持續(xù)發(fā)展。

值得提出的是，考慮到策勒綠洲比較適合種植石榴，相比于全疆其它地區(qū)，策勒綠洲的單位面積產(chǎn)值較高，應(yīng)適當(dāng)提高石榴的灌溉面積。近年來(lái)，核桃的市場(chǎng)價(jià)格不斷上漲，建議適當(dāng)提高核桃的灌溉面積，這樣才會(huì)更加符合生產(chǎn)實(shí)際，使得整個(gè)綠洲獲得更大經(jīng)濟(jì)收益。

圖1 各經(jīng)濟(jì)林種不同灌季灌溉面積上限Fig.1 The upper limitation of irrigated areas for each economic forest in different irrigation seasons

圖2 各經(jīng)濟(jì)林種不同灌季灌溉面積下限Fig.2 The lower limitation of irrigated areas for each economic forest in different irrigation seasons

3 結(jié)論與討論

本研究在已有工作的基礎(chǔ)上，建立區(qū)間不確定性數(shù)值模型，對(duì)策勒綠洲農(nóng)業(yè)水資源配置進(jìn)行了研究，所有結(jié)果均以區(qū)間數(shù)的形式給出，這表明模型對(duì)區(qū)間參數(shù)的輸入比較敏感，可以較好地表達(dá)不確定信息，而區(qū)間兩階段隨機(jī)規(guī)劃方法將概率密度函數(shù)和區(qū)間規(guī)劃結(jié)合起來(lái)表示系統(tǒng)的不確定性，擴(kuò)展了現(xiàn)有的兩階段隨機(jī)規(guī)劃和區(qū)間規(guī)劃，更精確地解決了綠洲水資源系統(tǒng)的不確定性問(wèn)題。而將研究期分為春、夏、秋、冬4個(gè)灌季，計(jì)算了預(yù)測(cè)年綠洲在各灌季的可分配水量，并以此為輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)建立區(qū)間兩階段隨機(jī)規(guī)劃模型將水資源分配到不同的農(nóng)業(yè)種植物，確保了系統(tǒng)的收益最大，為策勒綠洲的水資源規(guī)劃與管理提供精準(zhǔn)的決策依據(jù)。

順利開(kāi)展綠洲水資源優(yōu)化配置方面的研究工作，需要考慮綠洲的實(shí)際情況，全面的、長(zhǎng)期的、高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，是準(zhǔn)確了解綠洲實(shí)際情況的保障[33]。不能局限于現(xiàn)有的方法，需要結(jié)合其它學(xué)科的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行發(fā)展，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的交叉與配合[34]。在今后的研究中，需要結(jié)合具體地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植，對(duì)種植物的重要性進(jìn)行綜合考慮，賦予相應(yīng)的權(quán)重，同時(shí)加入生態(tài)效益，構(gòu)建多目標(biāo)模型并將其與兩階段隨機(jī)規(guī)劃模型與多目標(biāo)模型結(jié)合起來(lái)，建立更為科學(xué)的數(shù)值模型。在保證地下水安全的條件下，實(shí)現(xiàn)地表水與地下水的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度配置；同時(shí)全方位的(如施肥、耕作、灌溉方式等)、多層面的(如不同種植物間的套種及種植時(shí)間上的銜接等)對(duì)綠洲中不同種植物的水資源優(yōu)化配置進(jìn)行研究，以期得到更為細(xì)致的、更具有代表性的模型，這也是綠洲水資源管理下一步的方向和重點(diǎn)。