8.1.1　流域概化及节点描述

黄河流域水资源多维临界调控的调控对象是流域全部的水资源，调控对象模型要求能够反映水资源的开发利用情况。由于黄河流域水资源的复杂性，水资源利用具有以下特点。

（1）黄河水资源调配不仅要考虑发电和供水，而且要考虑防洪、防淤，在非汛期还要考虑防凌，是一个典型的多目标问题，而且各目标间相互竞争、相互矛盾。不仅供需之间矛盾突出，而且防凌与发电之间存在矛盾，综合利用与泥沙淤积和防洪之间也存在矛盾。

（2）黄河干流主要水利工程包含4个调节水库电站、6个径流式电站，这些水库库容大小不一，调节性能各异，主要功能和承担的任务也不相同，水资源开发利用时必须考虑各个水库的性能和任务。

（3）黄河水量利用还有一个特殊的限制因素，就是必须考虑泥沙问题，考虑河道的防淤。尤其是汛期，不仅要留有一定的冲沙水量，而且有一定的流量要求，避免出现“小水带大沙”的局面。

（4）黄河流域水资源用水部门众多，由于各部门的责、权、利不同，导致其用水时间、用水特点也不同。在考虑水资源利用特点的基础上，兼顾各部门利益，而有限的水资源在不同用水部门之间的分配方式有多种，调控对象模型的建立就是为了获得这些不同的水资源利用方式。同时，解决黄河水问题的关键也就是寻求水资源的合理分配，为了达到这一目的，本次调控研究中，把由调控对象模型求出的每一种水资源利用方案作为一个临界调控的备选方案，然后通过运行控制者模型对求出的备选方案实施调控。

鉴于黄河流域水资源利用的复杂性，考虑到以下两个原因：①能最大程度地反映系统真实的运行情况，增强模型的实用性；②实现对水资源利用合理调控的前提是调控方案必须是可行的，否则调控将没有意义，调控结果也不可实施。因此，本研究建立仿真模型，研究在不同系统输入情况下的系统响应，以更有效地进行临界调控；同时，用户也可以参照调控结果或根据需要，很容易地改变模型参数和约束条件，形成多个调控方案，作为备选方案集，为决策者提供决策参考。

黄河流域水资源系统在物理上是由各种元素，如供水水源、用水户、水库工程及它们之间的输水连线等组成，建立仿真模型的目的就是要用计算机算法来表示原型系统的物理功能和它的经济效果，因此模型建立的第一步需要把实际的流域系统概化为由节点和连线组成的网络系统，该系统应该能够反映实际系统的主要特征及各组成部分之间的相互联系，又便于使用数学语言对系统中各种变量、参数之间的关系进行表述。

黄河流域各地区经济发展水平、生产结构和水资源开发利用目标不同，研究中依据自然地理情况，结合河段开发条件和行政区划，将全流域划分为若干个子区。将所有子区用沿河布置的节点表示，并用标号标注，如1，2，…，n-1，n。这样，节点就成为模型中反映物理现象和人为活动的基本单位，每个节点在某时段的水量包括4部分：节点自然入流、区间径流、节点用水以及节点出流。如图8-1所示。