Page 34 - 水文预报与水资源优化管理技术

第一章 概论

原型的物理本质，如汇流，既不把河段搬到实验室，也不仿造一个人工河段进行
实验，而是用一个物理本质与其不同却具有相同数学表达式的方程式表示汇流，

从而描述出实际汇流的物理过程。这两种模型之间存在着密切的联系，因为物理
模型的研究是数学模型的基础，而数学模型则是物理模型的有力表达方式。水文

模型在水文理论研究和实践中具有重要意义

一、模拟模型设计概述

由于水文水资源系统比较复杂，考虑的方面很多，诸如水量和水质；地表水

和地下水的联合调度；地表水库的联合调度；本地区和外区水资源的合理调度；
各个部门的合理配水；污水处理及其再利用等等。因此在这样庞大而又复杂的系

统中有许多非线性关系和约束条件在最优化模型中无法解决，而模拟模型具有很

好的仿真性能，这些问题在模型中就能得到较好的模拟运行，但模拟并不能直接
回答规划中最优解问题，而是给出必要的信息或非劣解集，可能的水供需平衡方
案很多，需要决策者来选定。为了使模拟给出的结果接近最优解，往往在模拟中

规划好运行方案，或整体采用模拟模型，而结局采用优化模型。也常常采用这两

种方法的结合，如区域水资源供需分析中的地面水库调度采用最优化模型，是地
表水得到充分的利用。水文水资源系统的模拟与分析，一般需要经过模型建立，

调参与检验、运行方案的设计等几个步骤。
建立模型是水文水资源系统模拟的前提。建立模型就是要把实际问题概化成

一个物理模型，要按照一定的规则建立数学方程来描述有关变量间的定量关系。
这一步骤包括有关变量的选择，以及确定有关变量间的数学关系。模型只是真实

事件的一个近似表达，并不是完全真实，因此，模型应尽可能简单，所选择的
变量应最能反映其特征。以一个简单的水库调度为例，其有关变量包括水库蓄水

量，工业用水量、农业用水量、水库的损失量（蒸发量和水库渗漏量）以及入库
水量等，用水量平衡原理来建立各变量间的数学关系，并按一定的规则来实现水

库的水调度运行，具体的数学方程如下所示：

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