灌区水资源管理调度规划的分层多级模型优化

都江堰灌区配水管理调度与规划的主要目的是要妥善解决本地区工农业供水和城市供水问题，一方面要对供水工程及其配水系统进行管理调度优化，以便最大限度地发挥已建工程的潜力，提高供水效益；另一方面又要对灌区的发展及供水系统供水能力的扩充进行合理规划，选择最佳的扩充方案，以满足灌区日益发展的国民经济对水资源的需求，因此这是一个时空跨度大，蓄配水系统极其复杂、多用户、多目标的大系统决策问题，需要拟采用大系统分解协调的思路，建立分层多级模型，用递阶分析的方法求解，这一模型可概化如图8-5 所示。

图8-5 中第一级的需水模型主要是数值模拟模型。首先将整个灌区按地表水系及引配水系统分布状况、行政区划等因素划分为若干分灌区，即子系统，如图8-6所示。根据上一级给定的不同水平年的全系统需水过程，按大系统关联预估法原理，初步预估灌区水资源系统的实际配水过程Q（t），然后按各子系统需水情况，在各子系统内部进行水资源供需平衡，得到各子系统的水资源供需平衡D（n，t），并反馈到上一级平衡协调。供水模型则包括地表水库群调度模型、地下水管理模型及引配水系统等。供水模型的计算结果包括各子系统的地下水位过程、库群及引配水系统的运行指标亦反馈给上一级。

图8-5　灌区配水管理调度与规划的分层多级模型示意图

图8-6　都江堰灌区各分灌区配水关系图(www.xing528.com)

第二级平衡协调级得到供需水模型反馈的信息后，按照全系统管理运行或规划的目标进行平衡协调，通过新的关联变量Q（t）对供需水模型提出要求，然后再运行第一级供需水模型，反复迭代计算，以寻求满足全系统配水目标的管理调度策略。

第三级配水（规划）决策级的功能是从决策者的高度对第一、二级提供的整个灌区（含分灌区）的配水管理调度或规划决策信息的各项指标作出综合评价，提出宏观决策，再由第一、二级按要求重新运行模型进行计算，最后作出配水或规划决断。

图8-7　都江堰灌区配水决策支持系统SDSS示意框图

至于求解方法，可采用模拟模型和数学模型相结合的途径，即对不同的子系统分别采用数学规划模型或模拟模型予以求解，而对于整个灌区系统，利用整体模拟模型求解。