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摘要：水库调度决策是水资源系统优化配置的重要手段，常规调度决策方法虽然简明直观，但在新技术应用客观条件变化对调度决策结果的影响分析等诸方面存在明显不足随着新理论新学科新技术的不断涌现，水库优化调度决策研究也逐渐由传统方法转向新技术利用，由单一方法转向多技术综合，文中总结了当前水库优化调度决策的新趋势，供相关人员参考
关键词：水库；优化调度决策；动态规划模型；新方法
在我国，水库优化调度决策研究相对起步较晚，大多都是通过建立优化模型来求解其优化的目标函数也主要有两类：一是以库群多年电能或供水量最大为目标，二是以系统年费用最小为目标，模型既有确定性的，也有随机型的随着研究的不断深入，研究的目标逐渐由单目标扩展到了多目标，研究对象由单库扩大到了多库乃至整个流域或系统的库群，其模型也由单一模型发展到了组合模型近年来，又把系统辩识思想运用到了水库调度决策研究中，将随机动态规划与常规调度决策方法有机结合，为水库调度决策研究提供了一个新的理论框架。随着社会经济的快速发展，社会用水量也急剧增加，水资源供需矛盾日趋尖锐如何合理调配有限的水资源已成为水资源管理中现实而紧迫的任务水库优化调度决策是水资源系统优化配置的重要手段，因此做好水库优化调度决策方案及管理对解决这一严重的问题无疑具有非常重要的意义。
一、当前水库调度决策存在的问题
目前，国内外水水库优化调度决策研究成果较多，常规调度决策方法以水位或入库流量确定水库的操作方法，虽然简明直观，但在对新技术的应用客观条件变化对调度决策结果的影响分析等诸方面存在明显不足优化调度决策决策方法方案存在的主要问题有：
（1）调度决策方案只是一个合理的方案，而不是最优的方案；
（2）无论哪种模型，应用哪种数学方法，仍不能回避未来入库径流无法确知的问题，从而大大降低实际应用效果；
（3）应用比较多的动态规划模型受到数学维数的限制，即维数灾问题需借助其它方法，如逐步优化法对模型进行降维处理；
（4）在建立模型求解的过程中计算量大如各项指标的分析优选校核
（5）所建立的模型难以反映复杂系统的真实情况；
（6）模型可操作性较低由于优化调度决策所用的方法和理论比较复杂，使用者因缺少相应的知识，实际操作比较困难，从而影响了模型的应用和推广。
二、水库调度决策的优化应用分析
我国对水库优化调度决策优化研究和应用相对起步较晚，基本上都是通过建立有效的优化模型来进行解答，其优化的目标函数也主要分为两个方面，一种目标是在库群用水量最大或发电量最大时，另一种目标是消耗费用最少时。随着对水库优化调度决策研究的不断深入，研究目标变得多元，研究对象也在向多元化发展，研究模型变得更加复杂多变。近些年，系统辩识思想也运用到了水库调度决策研究中，随机态规划与常规调度决策方法互相有机结合，为水库调度决策研究提供了一个新的理论框架。为了发挥水库的最大经济效益，包括防洪、发电、灌溉、供水及航运等效益最佳，我国进行了大量的研究与实践。
1、水库调度决策的优化应用实例
我国大约从20 世纪60 年代开始水库优化调度决策的研究。1960 年吴沧浦最先提出了每年调节水库的最优动用动态规划模型。1963 年谭维信、黄守信等通过学习了解动态规划与Markov 过程理论，顺利完成了一个长期调节水电站水库的优化马尔柯夫过程理论模型，并在狮子滩水电站的优化调度决策中得到成功尝试。1979 年张勇传、熊斯毅等在研究拓溪水电站水库优化调度决策模型时，采用可变方向探索法，虽然优化调度决策图依然用Bellman 最优化原理， 由于引进了惩罚项从而使调度决策图的可靠性提高。同样是在1979 年，在刘家峡水电站水库优化调度决策研究时， 董子敖等人提出了对国民经济有最大效益的目标函数。张玉新、冯尚友在八十年代末研究了多目标动态规划的迭代法求解方法，建立了一个多维决策的多目标动态规划模型。由于模糊里路的不断发展，吴倍益提出应用模糊数学进行水库群优化调度决策；张勇传、邴凤山等把相关的模糊理论引入水库优化调度决策的研究中。陈守煜于1988 年把动态规划和模糊优选有机结合起来提出了优选模糊原理模型，此后又提出了系统层次模糊优选模型，这些理论不断完善了模糊理论。20 世纪末以来，人们开始不断寻求水库优化功能来进行模拟。2000 年李会安建立了可以水量随时自己优化的模型。2000年暢建霞等人为西安市水库群建立了神经网络优化调度决策模型，并在2001年改进遗传算法的水电站基础上再次进行水库优化调度决策。2005年邱林等人把混沌优化理论应用到水库优化调度决策中，徐刚、马光文等人也在同一年研究了蚁群优化在水库优化中的作用，并在在单库、多库优化调度决策中的成功试用。
2、水库调度决策的优化应用方案
比如水库的调度决策来说，将以天堂山水利枢纽工程为例子，全面的分析水库调度决策的优化应用方案。天堂山水利枢纽工程位于龙门县城西北约14 km的增江上游天堂山峡谷处，集雨面积461 km2（占增江全流域面积15%，总库容2.43亿m3，是一宗以防洪为主，兼顾灌溉、发电、养殖、旅游等综合效益的大型水利枢纽工程。
天堂山水利枢纽工程以防洪为主，兼有灌溉、发电、旅游、养殖等综合利用的大（2）型水利工程，电站安装有3台单机容量6500kW的混流立式水轮发电机组。根据原设计标准划分，本工程为Ⅱ等大（2）型工程，大坝与隧洞进水口工程等别为Ⅱ等，建筑物级别为2级，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；引水隧洞（不包括进水口）、高压管道、调压井和电站工程等别为Ⅲ等，建筑物级别为3级，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。同时将从水文、气象、径流、设计洪水标准、生态环境等等因素考虑，本文将从径流的调度优化与应用来进行分析。 由于广东省暂未颁布最新的降雨径流等值线图，本阶段按《广东省水文图集》（1991年版）资料进行初步分析。从图集中查得天堂山水电站多年平均降雨量为2200mm（查Cv=0.25），多年平均径流深为1300mm（查算Cv=0.35），计算天堂山水电站降雨径流系数为0.59。与天堂山还原后多年平均径流深1216mm相比，两者误差6%。可以认为设计年径流深符合地区规律，径流设计成果基本合理。
降雨、径流各参数见表3.4-3。
表3.4-3 天堂山水电站多年平均年降雨量、径流深比较表
三、水库调度决策发展优化应用分析的展望
为了解决理论研究方面存在的问题， 应采用系统的调度决策理论， 从全局出发， 不断完善调度决策理论， 注重理论与生产实际相结合， 注重研究成果向生产的转化， 把理论研究与实际应用的差距较好的缩短； 必须结合生产需要和具体问题， 研究探讨适合某一具体河流或区域、简便实用并为生产管理者所接受的水库调度决策模型及应用方法。随着计算机及人工智能技术的发展， 与计算机及人工智能技术相结合， 并引入新的理论， 成为水库优化调度决策研究的一个热点和发展趋势：
1） 充分应用计算机的快速运算及大容量存储能力， 研究快速、准确求解水库优化调度决策模型的方法及算法， 以提高水库优化调度决策模型效率。
2） 充分利用计算机技术， 结合人工智能开发出人机界面友好的具有智能化、敏捷化的决策支持系统是水库调度决策决策技术今后的发展趋势。此外， 全球定位系统、地理信息系统、遥感技术以及虚拟现实技术等高新技术， 在水利行业也具有广阔的应用前景。
四、结束语
总之， 在水库调度决策方面更广泛的、高质量的应用高新技术， 可以使得调度决策决策变得更科学化、更智能化、更敏捷化， 进一步提升调度决策决策的技术水平， 使水庫调度决策向着可视化、交互化、智能化、集成化的方向前进。
参考文献：
[1]梅亚东. 水库调度决策研究的若干进展[J]. 湖北水力发电. 2008（01）
[2]罗强，宋朝红，雷声隆. 水库调度决策自优化模拟技术的最优域[J]. 水电能源科学. 2002（03）
[3]王 利. 三门峡水库多目标优化调度决策研究[ D] . 南京： 河海大学， 2010.
[4]王美良. 东深供水工程经济调度决策研究[ D] . 南京： 河海大学，
关键词：水库；优化调度决策；动态规划模型；新方法
在我国，水库优化调度决策研究相对起步较晚，大多都是通过建立优化模型来求解其优化的目标函数也主要有两类：一是以库群多年电能或供水量最大为目标，二是以系统年费用最小为目标，模型既有确定性的，也有随机型的随着研究的不断深入，研究的目标逐渐由单目标扩展到了多目标，研究对象由单库扩大到了多库乃至整个流域或系统的库群，其模型也由单一模型发展到了组合模型近年来，又把系统辩识思想运用到了水库调度决策研究中，将随机动态规划与常规调度决策方法有机结合，为水库调度决策研究提供了一个新的理论框架。随着社会经济的快速发展，社会用水量也急剧增加，水资源供需矛盾日趋尖锐如何合理调配有限的水资源已成为水资源管理中现实而紧迫的任务水库优化调度决策是水资源系统优化配置的重要手段，因此做好水库优化调度决策方案及管理对解决这一严重的问题无疑具有非常重要的意义。
一、当前水库调度决策存在的问题
目前，国内外水水库优化调度决策研究成果较多，常规调度决策方法以水位或入库流量确定水库的操作方法，虽然简明直观，但在对新技术的应用客观条件变化对调度决策结果的影响分析等诸方面存在明显不足优化调度决策决策方法方案存在的主要问题有：
（1）调度决策方案只是一个合理的方案，而不是最优的方案；
（2）无论哪种模型，应用哪种数学方法，仍不能回避未来入库径流无法确知的问题，从而大大降低实际应用效果；
（3）应用比较多的动态规划模型受到数学维数的限制，即维数灾问题需借助其它方法，如逐步优化法对模型进行降维处理；
（4）在建立模型求解的过程中计算量大如各项指标的分析优选校核
（5）所建立的模型难以反映复杂系统的真实情况；
（6）模型可操作性较低由于优化调度决策所用的方法和理论比较复杂，使用者因缺少相应的知识，实际操作比较困难，从而影响了模型的应用和推广。
二、水库调度决策的优化应用分析
我国对水库优化调度决策优化研究和应用相对起步较晚，基本上都是通过建立有效的优化模型来进行解答，其优化的目标函数也主要分为两个方面，一种目标是在库群用水量最大或发电量最大时，另一种目标是消耗费用最少时。随着对水库优化调度决策研究的不断深入，研究目标变得多元，研究对象也在向多元化发展，研究模型变得更加复杂多变。近些年，系统辩识思想也运用到了水库调度决策研究中，随机态规划与常规调度决策方法互相有机结合，为水库调度决策研究提供了一个新的理论框架。为了发挥水库的最大经济效益，包括防洪、发电、灌溉、供水及航运等效益最佳，我国进行了大量的研究与实践。
1、水库调度决策的优化应用实例
我国大约从20 世纪60 年代开始水库优化调度决策的研究。1960 年吴沧浦最先提出了每年调节水库的最优动用动态规划模型。1963 年谭维信、黄守信等通过学习了解动态规划与Markov 过程理论，顺利完成了一个长期调节水电站水库的优化马尔柯夫过程理论模型，并在狮子滩水电站的优化调度决策中得到成功尝试。1979 年张勇传、熊斯毅等在研究拓溪水电站水库优化调度决策模型时，采用可变方向探索法，虽然优化调度决策图依然用Bellman 最优化原理， 由于引进了惩罚项从而使调度决策图的可靠性提高。同样是在1979 年，在刘家峡水电站水库优化调度决策研究时， 董子敖等人提出了对国民经济有最大效益的目标函数。张玉新、冯尚友在八十年代末研究了多目标动态规划的迭代法求解方法，建立了一个多维决策的多目标动态规划模型。由于模糊里路的不断发展，吴倍益提出应用模糊数学进行水库群优化调度决策；张勇传、邴凤山等把相关的模糊理论引入水库优化调度决策的研究中。陈守煜于1988 年把动态规划和模糊优选有机结合起来提出了优选模糊原理模型，此后又提出了系统层次模糊优选模型，这些理论不断完善了模糊理论。20 世纪末以来，人们开始不断寻求水库优化功能来进行模拟。2000 年李会安建立了可以水量随时自己优化的模型。2000年暢建霞等人为西安市水库群建立了神经网络优化调度决策模型，并在2001年改进遗传算法的水电站基础上再次进行水库优化调度决策。2005年邱林等人把混沌优化理论应用到水库优化调度决策中，徐刚、马光文等人也在同一年研究了蚁群优化在水库优化中的作用，并在在单库、多库优化调度决策中的成功试用。
2、水库调度决策的优化应用方案
比如水库的调度决策来说，将以天堂山水利枢纽工程为例子，全面的分析水库调度决策的优化应用方案。天堂山水利枢纽工程位于龙门县城西北约14 km的增江上游天堂山峡谷处，集雨面积461 km2（占增江全流域面积15%，总库容2.43亿m3，是一宗以防洪为主，兼顾灌溉、发电、养殖、旅游等综合效益的大型水利枢纽工程。
天堂山水利枢纽工程以防洪为主，兼有灌溉、发电、旅游、养殖等综合利用的大（2）型水利工程，电站安装有3台单机容量6500kW的混流立式水轮发电机组。根据原设计标准划分，本工程为Ⅱ等大（2）型工程，大坝与隧洞进水口工程等别为Ⅱ等，建筑物级别为2级，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；引水隧洞（不包括进水口）、高压管道、调压井和电站工程等别为Ⅲ等，建筑物级别为3级，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。同时将从水文、气象、径流、设计洪水标准、生态环境等等因素考虑，本文将从径流的调度优化与应用来进行分析。 由于广东省暂未颁布最新的降雨径流等值线图，本阶段按《广东省水文图集》（1991年版）资料进行初步分析。从图集中查得天堂山水电站多年平均降雨量为2200mm（查Cv=0.25），多年平均径流深为1300mm（查算Cv=0.35），计算天堂山水电站降雨径流系数为0.59。与天堂山还原后多年平均径流深1216mm相比，两者误差6%。可以认为设计年径流深符合地区规律，径流设计成果基本合理。
降雨、径流各参数见表3.4-3。
表3.4-3 天堂山水电站多年平均年降雨量、径流深比较表
三、水库调度决策发展优化应用分析的展望
为了解决理论研究方面存在的问题， 应采用系统的调度决策理论， 从全局出发， 不断完善调度决策理论， 注重理论与生产实际相结合， 注重研究成果向生产的转化， 把理论研究与实际应用的差距较好的缩短； 必须结合生产需要和具体问题， 研究探讨适合某一具体河流或区域、简便实用并为生产管理者所接受的水库调度决策模型及应用方法。随着计算机及人工智能技术的发展， 与计算机及人工智能技术相结合， 并引入新的理论， 成为水库优化调度决策研究的一个热点和发展趋势：
1） 充分应用计算机的快速运算及大容量存储能力， 研究快速、准确求解水库优化调度决策模型的方法及算法， 以提高水库优化调度决策模型效率。
2） 充分利用计算机技术， 结合人工智能开发出人机界面友好的具有智能化、敏捷化的决策支持系统是水库调度决策决策技术今后的发展趋势。此外， 全球定位系统、地理信息系统、遥感技术以及虚拟现实技术等高新技术， 在水利行业也具有广阔的应用前景。
四、结束语
总之， 在水库调度决策方面更广泛的、高质量的应用高新技术， 可以使得调度决策决策变得更科学化、更智能化、更敏捷化， 进一步提升调度决策决策的技术水平， 使水庫调度决策向着可视化、交互化、智能化、集成化的方向前进。
参考文献：
[1]梅亚东. 水库调度决策研究的若干进展[J]. 湖北水力发电. 2008（01）
[2]罗强，宋朝红，雷声隆. 水库调度决策自优化模拟技术的最优域[J]. 水电能源科学. 2002（03）
[3]王 利. 三门峡水库多目标优化调度决策研究[ D] . 南京： 河海大学， 2010.
[4]王美良. 东深供水工程经济调度决策研究[ D] . 南京： 河海大学，