水资源优化调度的策略及应用

水资源优化调度，即采用系统分析方法及最优化技术，研究有关水资源配置系统管理运用的各个方面，并选择满足既定目标和约束条件的最佳调度策略。

1.优化调度的内容

水量调节是优化调度问题的核心。水资源优化调度是水资源开发利用过程中的具体实施阶段，将位于某地区、具有某种水质、在一定时刻具有某种概率分布的天然径流，调节成在指定地区、具有规定质量并在一定时刻具有一定保证率和破坏深度的供水量。这种调节通过水资源配置系统来完成。系统中同时具有硬件（水库、大坝、水电站、井群等）和软件（水位、调度策略、水费制度等）两方面的元件。在需水过程和系统硬件已定的情况下，水资源优化调度就是充分利用天然径流的不同步性和各个水库库容特性的差异，最大限度地发挥水资源的综合利用效益。

水资源优化调度一般为多目标决策问题。水资源的多用途性质，导致其调度问题涉及防洪、发电、城市与工业供水、灌溉及防止水库和河道淤积等各个方面。为减少问题的复杂性，可根据实际情况将各目标赋予权重，或将次要目标化为约束条件，从而使问题成为单目标决策问题。水资源优化调度在时序上属于贯序决策问题。调度决策一般分日、旬或月作出。任一时段决策所导致的水资源配置系统状态（水位、库容）成为余留期决策的初始条件。而余留期最佳调度策略的期望效益是初始条件的函数。因此，任一时段的调度策略的作出均应不仅对于当前时段是最优的，而且还应使其所导致的系统时段末状态对于余留期最佳策略而言是最好的初始条件。

2.优化调度的方法(www.xing528.com)

天然径流的随机性使得水资源优化调度十分复杂。根据对天然径流随机性的处理，可分为随机型和确定型两类调度方法。随机型方法是利用已有的观测系列得到每个水库人流在各时段的概率分布，再将其离散化，成为当前时段径流可能出现的一组离散区间量值及各值出现的概率。同时，还要利用长系列观测资料，得到本库上一时段或上几个时段在已出现来水量值条件下的当前时段来水出现某个量值的条件概率（径流在前后时段的自相点），以及本库与其主库在前后时段的条件概率（径流在不同地点间的互相点）。这样就可根据上几个时段本库及其主相点各库的来水（实际发生的）及其与本库可能出现的来水的条件概率（自相点与互相点的），按当前时段与余留期各时段的期望效益之和最大进行优化调度。随机型方法由于离散化处理概率分布而使相应的调度模型规模很大，称之为“系统维数灾”。一般只能求解3～4库组成的水资源配置系统的实际问题。

确定型方法的主要思路如下。

首先将序贯决策过程划分为当前时段、下一时段和余留时段，并可先将不同初始条件下的余留期最佳期望效益计算出来；然后用当前时段的预报值作为当前时段的“确定性”入流，并用下一时段的径流均值作为下一时段入流进行优化调度。显然径流预报的误差分布将影响期望效益。在水资源配置系统调节能力较大的情况下，预报误差对期望效益的影响并不显著。为进一步提高精度，可用条件均值代替无条件均值作为水库下一时段入流，这样做的代价是增大了求解的困难。