近日，环境学院张晓东教授团队在Journal of Hydrology上发表了以“Regional-Scale Water-Energy Nexus Management by a Mixed Possibilistic-Flexible Robust Nonlinear Programming Model”为题的研究论文。环境学院2018级硕士生陈琛为第一作者，张晓东教授为通讯作者。山东大学是论文的第一作者单位和唯一通讯单位。

该文聚焦于耦合作用下区域水、能资源的统筹规划与可持续发展问题。能源在生产、运输、消费过程中消耗大量水资源，取水、供水、输水、水消费及处理过程也大量消耗能源。水与能源之间的密切关联与相互作用关系被称作水能耦合关系（WEN）。通过构建模糊非线性可能-柔性-鲁棒不确定性区域水-能耦合管理模型（即PFRWE模型），团队剖析了区域尺度电厂、水厂和社会用户之间的复杂水-能源交互作用关系。模型以最大化系统经济总收益为目标，将模糊规划、鲁棒规划、混合整数和非线性规划等方法集于一体，优化出最佳的区域水（电）厂的总水（电）生产量、水厂向电厂的供水量、电厂向水厂的供电量、供应社会需求（非水厂）电量、供应社会需求（非电厂）水量、输入电量及新建水厂和电厂规划等决策方案。模型有效量化了成本、津贴、资源可利用量、水电需求、水-能生产能力等参数的模糊不确定性，增加了水能管理策略的有效性和准确性。通过动态调节目标偏差和约束的满意度，对模型和最优方案的最优鲁棒性和可行鲁棒性进行了权衡分析。最优鲁棒性越高，模型获得其最优值的能力越强；可行鲁棒性越高，模型在各种不确定性信息下能获得最优解的可行性越强。引入鲁棒性控制子，为不同偏好决策者提供区域最优水、能资源开发利用和管理策略。团队将模型应用于辽宁省水能耦合管理实践中，并与确定性模型最优解进行了对比。结果表明，随着鲁棒性提高，PFRWE模型提供的解方案在最优、最差和最可能发生的情景中保持可行的能力强于确定性模型，且三种情景下对应收益值接近，即系统保持最优解稳定性的能力也优于确定性模型。当决策者对鲁棒性要求较低，PFRWE模型提供的解方案带来的系统收益将高于同情境下确定性模型提供的解方案。PFRWE模型可为区域水-能系统的的高效开发利用和综合管理提供科学的决策依据。