7.4 黄河流域水资源多维临界调控研究的目的和内容

7.4 黄河流域水资源多维临界调控研究的目的和内容

黄河流域水资源临界调控是利用现代系统理论、临界调控理论和多目标决策理论,对控制和影响黄河流域水资源演化的因素进行观测和分析。无论是水资源短缺、生态环境恶化,还是洪水灾害的发生,都有一个限度,即通常所说的临界值(或称为阈值),一旦超过这个临界值,将导致系统发生突变,若想将系统恢复到原来状态,将付出几倍甚至是几十倍的代价。因此,黄河流域水资源临界调控就是要找出系统发生突变的临界值,并确定他们之间的内在联系和数量关系,结合流域水资源的供需状况,分析研究水资源的实际调控机制,通过建立由多种工程措施和非工程措施组成的黄河流域水资源多维临界调控模式,将水资源开发利用调控于维持水资源可持续利用允许的限度之内,即研究提出实现水资源可持续利用,并最大限度地满足流域国民经济发展和生态环境系统改善的多维临界调控方案。

黄河流域水资源调控无论从目标还是手段来看,均不是单一的,而是多维的。这就要求应用现代优化调控决策理论,采用工程措施与非工程措施的综合集成措施对流域水资源进行调控,实现黄河流域水资源的可持续利用,以支撑社会经济可持续发展和生态环境的保护与改善。但由于黄河流域水资源的复杂性,在进行多维调控时,具有如下特征。

(1)多目标性。即调控追求社会经济、生态环境和水循环子系统的目标最优化及它们之间的协调发展,同时要保证水资源系统演化过程的有序性。

(2)动态性。调控所采用的措施、所基于的基本资料和演化规律,皆可能随时间变化而变化,体现了调控的动态性。

(3)不确定性。社会经济发展、生态环境演化、调控措施等受多种因素的影响和制约,存在不同程度的不确定性,最终将导致调控方案具有一定的风险性。

(4)群决策性。流域水资源多维临界调控,不仅要协调各子系统之间的利益,还要兼顾各分区系统以及各部门之间的利益,因此要采用群体决策,以实现各分区系统间的协调。

本书中对黄河流域水资源进行多维临界调控,主要内容包括以下方面。

(1)应用水资源多维临界调控理论建立黄河流域水资源多维临界调控模型,即控制者模型与被控制对象模型相结合的模型。

(2)通过分析黄河流域水资源利用的特点,及临界调控的要求,建立调控对象的仿真模型,提出模型的调控目标,并根据这些目标制定模型求解原则。

(3)应用协同学理论,选择黄河流域水资源多维临界调控的序参量,并对其阈值进行合理确定。

(4)应用人工智能的知识表达方法,建立并求解黄河流域水资源多维临界调控的控制者模型。

(5)黄河流域水资源多维调控手段研究及调控方案的生成。按照区域发展、经济、工程建设与调度管理3个层次,分析可能实施的调控手段,研究调控手段投入的合理程度,并进行有效组合生成调控方案。

(6)对各方案进行调控计算,获得水资源开发利用方案集,并推荐合理方案。