水库调度中的风险分析及决策方法研究

吴祥祥

摘要：我国是一个国土面积广阔，人口众多，地大物博的国家，在这片土地上孕育着许许多多的文化，在此基础上我们不断地通过创新为这片土地赋予更多的意义，长久的人类活动形成了多种多样的民族文化，在这些宝贵的文化记忆的基础上不断地产生着新的发明，但同时也意味着需要满足更多的生产需求，这样的情况下以自然资源为基础而进行的人类活动就不得不面对相对的考验，这其中谈论最多的就是水资源以及水的调度问题。

关键词：水库调度;风险分析;决策方法

引言：

最近的山西出现的洪水灾害引起了全国各地人民的关注，长期以来山西都不是洪水的高发地区，然而正是对低发洪水地区的长期不关注导致山西在排水工程上出现了严重问题，这也能够反映到对洪水的治理问题，从供水延伸到它的相关领域，就是人们一直以来用来与对抗洪水的水利工程，这无疑是在人与自然之间建构的一种和谐共生的保护屏障，无论在阻挡自然灾害还是帮助水源调度上都是关键性设施，同时在处理安全问题以及造成资源的浪费上都不能疏忽，在防治灾害以及水资源利用上都需要长期关注并研究。

一、水库群防洪调度的风险分析

（一）分线因素的确定

在说明问题之前先举个例子，如图一是京津冀地区的总用水量，京津冀地区的人口众多，经济消费能力以及竞争力的排名都在全国前位，但是孕育着如此众多人口和经济体的地区仅仅只有少数的土地，人口密集程度也非常高，也就意味着人均能够使用的资源是很少的，本地的资源就显然不够支撑该地区的发展，那么就需要调用别的资源相对多的地区的资源，这就意味着要考虑到调用过程的风险以及技术支撑问题。在进行水库防洪调度风险分析时，首要考虑的问题是主要的风险因素有哪些。

在水库群防洪优化调度中的风险因素，本文考虑的主要有：由于水库设计时依据的是历史洪水资料，因此在水库建成之后，调度过程中面临的洪水径流过程是无法准确预测的，这就导致了在制订调度策略时我们依据的都是水文预报的资料，而不是实际的径流过程。所以，调度策略的整个计算过程都是依据预报的未知洪水的资料，这就导致了防洪调度中会面临洪水的不确定性因素。由于在水库设计阶段，水库泄洪能力的设计值是基于经验估算的系数基础上计算得到的，会对泄洪能力的实际大小造成误差;而且在水库建设过程中施工人员以及设备等存在一定误差，也会导致设计泄洪能力与实际泄洪能力有偏差，因此，泄洪能力的设计值大小是一个非准确值。通常，我们在制订水库防洪调度策略时，只针对水库、径流等自然情况，忽略了实际操作人员的影响。但是在实际调度运行中，搜集水情、制定方案、领导决策、下达命令和执行等一系列内容，都要考虑到调度问题[1]。

（二）水库防洪风险和防洪效益

在水库防洪调度中，我们既要获得最大地防洪效益，也要降低安全的防洪风险，因此，在进行风险分析时，需要兼顾防洪风险概率和防洪效益。一般情况下，在分析计算水库的防洪风险概率时，我们需要考虑漫坝要求、水位库容要求等一系列目标[2]。因此，在确定起调水位时，要同时考虑防洪风险损失和防洪效益，实现防洪与兴利的统一。防洪效益是水库防洪调度的主要目的之一，水库防洪调度的主要任务就是通过有效地拦蓄洪水，使下游的水量变小，保护下游防护区免遭洪水侵袭，保证人民生命财产安全。因此，防洪效益是我们建立水库防洪调度风险分析模型时必须考虑的。

二、水库预报调度的过程化动态决策模式

（一）水库调度现存的主要问题

目前国内过程化动态决策的机制尚未完全形成，在传统调度模式下水库调度系统存在的问题十分明显：水库调度是一个系统问题，涉及到径流预报等诸多环节，调度过程中要兼顾防洪等目标，同时要考虑长期等多种时间尺度之间的约束与衔接。如何应对水库调度中的变化、适应变化是调度工作中迫切解决的问题，所以需要尽快完善适应性调度新模式，以适应各种变化。尽管国内外学者在水库调度方面开展了大量的理论研究。但是，水库调度决策是一个极其复杂的过程。水资源进入水库中需要考虑到随机的可能性，水资源利用的多样性，在决策过程中技术会存在不够用的情况[3]。在这样一个复杂的环境下，理论研究要真正能够指导水库调度，就必须有一个平台，能够统筹考虑这些复杂变化的因素，才能使理论成果真正与实际应用结合。水库预报调度是一个复杂的决策问题，涉及大量的基础数据和信息，同时调度的系统性和复杂性决定了多个领域的信息會参与到调度过程中。

（二）模式实现的理论与技术支撑

由于水库调度工作中存在着大量的不确定性，涉及的因素比较多，一个因素的变化就可能会导致整个水库调度系统的变化，产生连锁效应。同时，采用一种模型或方法来解决不同时段的调度问题显然不适应实际调度需求。根据提出的水库调度适应性调度模式，根据预报结果，基于现有的多种调度模型求解算法等建立模型和方法算法库，封装成组件，为水库调度过程化动态决策模式实现提供基础，以便适应各种水库实际需求。同时引用高效的优化算法用于水库优化调度方面，便于水库在适应多种变化，提高水库的综合效益。如何能够根据预报尺度及河流水文情势变化快速选择相适应的模型进行预报已成为一个迫切需要解决的问题，特别是长期预测的随机性和波动性。因此，要采用多种预报模型对同一断面进行预报，以此在多个预报结果中组合出一个预报区间，基于大概近似理论把预报区间化，在水库预报调度的业务中，一个确定的量化值没有一个区间近似好用，区间化能够提高适应性，把区间化作为预报调度中的规制具有实用意义。

结束语

本文提出的调度模式的实用性和可用性是需要通过大量的实际应用来体现和完善的，由于精力有限，本文仅对典型水库开展实验研究，今后应开展更多水库的实际应用研究，从而真正验证适应性调度的可行性。水库动态调度本身比较复杂，在水库调度工作中存在着大量的不确定性，涉及的因素比较多，实现水库动态调度涉及的理论和技术比较复杂，由于本人时间与技术的限制，研究的还不够全面，后续工作有待进一步解决和完善，今后还需要在此方面进一步开展研究工作。

参考文献：

[1]黄强，苗隆德，王增发.水库调度中的风险分析及决策方法[J].西安理工大学学报，2019（04）：8-12.

[2]张真兵.水库调度中的风险分析及决策方法[J].现代国企研究，2019，152（02）：80.

[3]陈云鹏.水库调度中的风险分析及决策方法[J].科学与财富，2018，000（026）：203-204.