【摘要】為了解決現(xiàn)階段水庫供水調(diào)度的不確定問題，文章以最小缺水率為基本目標(biāo)函數(shù)，建立了水庫群供水調(diào)度模型，并對(duì)模型相應(yīng)的算法進(jìn)行分析，確定具體的供水調(diào)度操作路線，旨在為相關(guān)人員的決策提供重要的支持。

【關(guān)鍵詞】水庫群供水調(diào)度；預(yù)警系統(tǒng)；應(yīng)用

跨流域調(diào)水是解決現(xiàn)階段城市水資源供給矛盾問題的關(guān)鍵?？缌饔蛘{(diào)水工程是一種特殊化的水資源開發(fā)再利用方式，和當(dāng)?shù)厮畮烊喊l(fā)展存在密切的關(guān)聯(lián)，在操作中面臨比較大的麻煩，比如怎樣調(diào)水、對(duì)用戶怎樣供水等問題。為了有效解決水庫供水、調(diào)水發(fā)展存在的問題，需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)其不確定影響因素的預(yù)測(cè)?；诖耍恼聦?duì)水庫群供水調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)展開分析，結(jié)合不同時(shí)間段的入庫徑流量來優(yōu)化水庫供水調(diào)度，繪制適合的水庫供水操作路線，將水庫供水調(diào)度和供水計(jì)劃操作有效結(jié)合，從而結(jié)合實(shí)際發(fā)展情況確定最理想的供水調(diào)度操作策略。

一、水庫群供水調(diào)度基本操作路線

水庫群的入庫徑流和供水用水情況預(yù)警具有很大的隨機(jī)性，為此，基于實(shí)際測(cè)量的徑流數(shù)據(jù)，將某時(shí)段內(nèi)的水庫入流量作為不確定量，在水庫群供水優(yōu)化調(diào)度中來繪制時(shí)段入庫徑流超越機(jī)率。結(jié)合不同時(shí)段的水超越機(jī)率來對(duì)供水調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)。

時(shí)段入庫徑流超越機(jī)率

鑒定某一時(shí)間段內(nèi)的水徑流測(cè)量是這個(gè)水庫所有自來水的信息?；诓煌瑫r(shí)段內(nèi)水資源的不確定性，應(yīng)用韋布爾函數(shù)來對(duì)不同時(shí)段入庫徑流超越機(jī)率進(jìn)行計(jì)算，以缺水率最小為目標(biāo)來對(duì)不同頻率的供水進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算分析。水庫供水的操作路線選擇缺水率最小為水庫供水操作路線的優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)應(yīng)的函數(shù)條件如下所示：目標(biāo)函數(shù)：Minf= （1）

水量平衡余數(shù)條件：Vit=Vi t-1+Iit+qqit-Xit-Sunit（2）

水庫庫容約束條件：Vit-min≤Vit≤Vit-max（3）

可供水量約束條件：Xit-min≤Xit≤Xit-max（4）

需要水量的約束條件：0≤Xit≤Dit（5）

（Dit是i水庫在t時(shí)段所需要的供水量，Xit是i水庫在t時(shí)段所需要的供水量，Vi、Via.....分別是i水庫在t時(shí)段開始和最后階段的庫存容量，qqit是i水庫在t時(shí)段的天然入流量，Iit是i-1水庫在t時(shí)段的調(diào)水量，Sunit是i水庫在t時(shí)段的水量損失，Vit min和Vit max分別是i水庫在t時(shí)段最小、最大庫容。）

水庫供水的基本操作規(guī)則路線

應(yīng)用蟻群算法對(duì)水庫供水優(yōu)化調(diào)度問題進(jìn)行求解操作，并繪制相應(yīng)的不同水超越機(jī)率下的水庫供水操作規(guī)則路線。這種算法在優(yōu)化問題的解決中顯示出良好的性能，具有很好的反饋機(jī)制和計(jì)算機(jī)制，但是具有初期計(jì)算速度慢、計(jì)算功能受規(guī)模嚴(yán)重影響的局限。

免疫進(jìn)化算法借鑒了免疫概念和理論，在保留原算法優(yōu)良特性的前提下，有選擇、有目的地利用待求問題中的一些特征或知識(shí)來抑制其優(yōu)化過程中出現(xiàn)的退化現(xiàn)象，免疫進(jìn)化算法核心是免疫算子的構(gòu)造，具體是通過接種疫苗和免疫選擇兩個(gè)步驟來完成的。

結(jié)合水庫供水調(diào)度基本操作要求選擇了免疫進(jìn)化算法中的蟻群算法初始解進(jìn)行操作。第一，確定水庫供水優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合（1）的要求確定水庫供水優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)，具體約束條件如公式（2）-（5）所示。第二，在初始化免疫進(jìn)化算法中的蟻群算法中設(shè)定算法參數(shù)信息，包括調(diào)整系數(shù)A、收斂系數(shù) 。將梯級(jí)水庫庫容作為決策的變量數(shù)據(jù)，之后形成初始化的水庫庫容種群V（0）。第四，進(jìn)行進(jìn)化操作，對(duì)調(diào)度軌跡進(jìn)行細(xì)化操作，形成子代群體。第五，選擇水庫調(diào)度軌跡的最優(yōu)解，對(duì)各個(gè)代函數(shù)的評(píng)定值進(jìn)行計(jì)算。 第六，假設(shè)達(dá)到預(yù)期的進(jìn)化代數(shù)值，對(duì)原有生成的水庫調(diào)度軌跡停止計(jì)算。第七，對(duì)蟻群進(jìn)行初始化操作，將免疫進(jìn)化算法中形成的調(diào)度軌跡作為蟻群的最開始路徑。

二、供水預(yù)警指標(biāo)及預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建

供水預(yù)警指標(biāo)是完成對(duì)水庫供水調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其中供水預(yù)警指標(biāo)主要由現(xiàn)階段供水指標(biāo)、未來水情指標(biāo)和水庫供水預(yù)警指標(biāo)組成。將這些指標(biāo)作為預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，借助信息采集系統(tǒng)，完成對(duì)各個(gè)指標(biāo)的各類信息進(jìn)行采集，進(jìn)而完成對(duì)水庫群供水調(diào)度展開預(yù)警，確保供水調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)的功能。

（1）水庫現(xiàn)狀供水評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定。水庫現(xiàn)狀供水評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定，主要將水庫的供水因子作為指標(biāo)集。由各類傳感器設(shè)備作為信息的采集器，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水量、流量、水庫蓄水量、入庫流量、地下水位、供水量等信息的采集，并生成記錄報(bào)表，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。

（2）水庫的未來水情指標(biāo)的確定。水庫未來供水能力和水庫現(xiàn)階段的蓄水量、入庫信息等呈現(xiàn)出密切的關(guān)聯(lián)?；谌霂鞆搅魇懿淮_定因素的影響很大，甚至還會(huì)影響供水調(diào)度決策者對(duì)供水能力的未來評(píng)估。故此，對(duì)于未來水情指標(biāo)的確定，是在信息采集器采集到一段時(shí)間內(nèi)的入庫流量和入庫徑流等，實(shí)現(xiàn)對(duì)指標(biāo)的估算。

（3）供水預(yù)警指標(biāo)的確定。這一指標(biāo)與水庫現(xiàn)狀供水評(píng)價(jià)指標(biāo)和未來水情進(jìn)行確定，在綜合分析的基礎(chǔ)上，可以完成對(duì)供水預(yù)警指標(biāo)的確定。

水庫群供水調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)，主要是將上述三個(gè)指標(biāo)作為系統(tǒng)的構(gòu)建基礎(chǔ)，在實(shí)際預(yù)警階段，借助如上三個(gè)指標(biāo)，對(duì)改善水庫供水調(diào)度質(zhì)量和效率具有顯著影響。

結(jié)束語

綜上所述，為了能夠更好地發(fā)揮出水庫供水調(diào)度工作效果，文章提出了水庫供水調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)。在考慮供水調(diào)度實(shí)時(shí)性和不確定的同時(shí)有效避免了因?yàn)樗畮烊霂旌凸┧畢^(qū)用水預(yù)報(bào)誤差對(duì)供水調(diào)度效果的影響，能夠結(jié)合不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)供水調(diào)度問題。

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