水資源優化調度

將位於某地區、具有某種水質、在一定時刻具有某種概率分佈的天然徑流，通過水工程調節成在指定地區、具有規定質量並在一定時刻具有一定保證率和破壞深度的供水量。這種調節通過水資源配置系統來完成。系統中同時具有硬體（水庫、大壩、水電站、井群等）和軟體（水位、調度策略、水費制度等）兩方面的元件。在需水過程和系統硬體已定的情況下，水資源優化調度就是充分利用天然徑流的不同步性和各個水庫庫容特性的差異，最大限度地發揮水資源的綜合利用效益。

水資源優化調度在理論上屬於多目標的隨機序貫決策問題。其調度目標通常涉及到防洪、發電、城市與工業供水、灌溉及防止水庫淤積和生態環境保護等。為減少問題的複雜性，可根據實際情況將各目標賦予權重，或將次要目標化為約束條件，從而使問題成為單目標隨機序貫決策問題。

調度決策一般由日、旬或月作出。任一時段決策所導致的水資源配置系統狀態（水位、庫容）則成為余留期決策的初始條件。而余留期最佳調度策略的期望效益是初始條件的函數。因此任一時段的調度策略的作出均應不僅對於當前時段是最優的，而且還應使其所導致的時段末系統狀態對於余留期最佳策略而言是最好的初始條件、天然徑流的隨機性使得水資源優化調度十分複雜。根據對天然徑流隨機性的處理，可分為隨機型和確定型兩類調度方法。

水資源優化調度的工作步驟一般為：①明確調度目標及各類約束條件；②建立適當模型並選擇優化方法；③分析結果並形成調度方案；④利用行政及經濟手段促進調度方案的執行；⑤利用實際調查或其他調度方案的模擬，確定是否有必要改進目標、模型、求解方法、調度規則及水費體系等。

進行水資源優化調度求解演演算法有數學規劃方法、網路流方法、大系統分解協調方法和模擬技術。在數學規劃中，用得較多的是線性規劃和動態規劃。在有水力發電目標時，通常用非線性模型求解以避免線性化帶來的精度損失。當問題規模較大時，可採用大系統分解協調技術處理。模擬技術是評價系統運行方式能否產生預期效益的一個有力工具。因為模擬模型能詳細地描述水資源配置系統在各種來水條件、需水過程和運行方式的運行恃性和預期效益，同時便於求解。因此，近年來在國內外有廣泛的應用。

在實際問題中，仔細研究水資源優化調度的目標並確定優先順序，構造基本反映客觀實際的數學模型並選擇有效的求解方法，全面地分析優化結果並制定優化調度策略，輔之以水費槓桿並強化有關取用水法規，規範用戶行為，從而使已建的水資源配置系統的運行方式最大限度地滿足一系列既定目標。這些內容就構成了水資源優化調度的基本範疇。