11.7.1 界壳的泛系观控模型应用
在黄河流域水资源多维临界调控研究中，通过调控模型计算可获得不同水平年的多个备选方案，本节选择2010水平年的不同方案，如表11-1所示，应用泛系风险观控分析技术进行方案评价，并选出最优方案。
表11-1 2010水平年黄河流域水资源调控方案集
注 “Y”表示方案生成时投入的调控手段，如方案1工程措施有洪水资源化、中东线置换20亿m3、无污水资源化，没有任何节水措施；方案2工程措施与方案1同，但工业采取节水10%措施，农业则没有节水措施；其余类推。
根据界壳理论，黄河流域水资源系统分系统周界和系里两部分，该系统周界分为天然界壳与人为界壳两部分。天然界壳指流域分界线；人为界壳为黄河流域水资源的调度管理规则及各种调控手段等；系里包括黄河流域干流及支流等。按照界壳的泛系观控模型，黄河流域水资源系统的输入集X包括环境输入Xe及调控措施Xc两部分，环境输入主要指流域来水，包括地表水、地下水、降水、南水北调水等，可以用入流量来表示，所以该系统的输入集可以表示为X=（入流量x1，调控措施x2）。输出主要是入海流量，黄河流域外调水量很少暂不考虑，所以输出集可表示为Y=（入海流量y1）。因此，该系统界壳有一个输入界门、一个输出界门。系统状态参量选取黄河流域的供水总量、发电量、兰州防凌断面流量、花园口防凌断面流量、龙羊峡水库年末库容、刘家峡水库年末库容、小浪底水库年末库容以及缺水量，即系统状态集K=（供水总量k1，发电量k2，兰州防凌断面流量k3，花园口防凌断面流量k4，龙羊峡水库年末库容k5，刘家峡水库年末库容k6，小浪底水库年末库容k7，缺水量k8）。这样，该系统的系里B就可以表示为B=（X，K，Y）。系统界壳A能观控系里B，其完全取决于关系f及g的作用，由以上分析可取f为黄河流域水量平衡方程：
比较收益是指基于风险条件下系统总的投资和收益分别趋向100%时子系统的单位投资所获得的相对收益。
为充分考虑到黄河流域水资源系统、社会经济系统与生态环境系统的协调发展，以上步骤（1）中，选取供水总量、发电量、兰州防凌断面流量、花园口防凌断面流量、入海水量、龙羊峡水库年末库容、刘家峡水库年末库容、小浪底水库年末库容和缺水量为观控目标。按式（11-130）进行风险量化处理，式（11-131）把风险及比较收益联系了起来，考虑由编制的黄河流域多维临界调控程序及泛系风险计算程序，得到生态用水、供水量、发电量、缺水量等目标在观控权重依次递减时的约束信息量BI、风险及比较收益值，结果如表11-2、图11-8所示。
表11-2 2010水平年各方案的约束信息量BI、风险及比较收益值
续表
仅从风险的角度讨论观控对象，由表11-2的约束信息量BI可知，基本方案风险最小，这是无调控措施时的本征值，其他方案因为存在着调控措施，都大于本征值，其中方案16的风险最大。结合表11-1可知，当方案的调控措施越多时，风险越大。
从考虑了风险的比较收益的角度讨论观控对象，由表11-2及图11-8的风险及比较收益可看出，当生态用水、供水总量、发电量、缺水量等指标的观控权重依次递减时，方案16在采取工程措施及节水措施的情况下风险最大，但收益亦最大，这在一定程度上说明“风险与收益同在”、“风险在一定条件下可以转化为巨大收益”。基本方案的风险最小，比较收益却较方案1、2、5、6、9、10、13为大，这说明这些方案较不利，故不可取。由表11-1知，这些方案是有一定的工程措施，但基本上是没有节水措施，这说明工程措施与节水措施同时发挥作用时，才能起到较好的收益。当生态用水、供水量、发电量、缺水量等指标的观控权重不同时，会有不同的方案选取，经研究分析得知，方案16是所有情况下风险最大、比较收益最大的方案。因此，如果风险处于次要地位而优先考虑收益的话，那方案16就是最优方案。
图11-8 2010水平年各方案风险及比较收益