第1章　绪论

1.1　研究背景及意义

水是生命之源，生产之要，生态之基。我国水资源时空分布不均，与经济社会发展布局不相匹配，一些地区水资源承载能力和调配能力不足。为了解决不同时空格局上的水资源供需矛盾，贯彻落实2011年中央1号文件和中央水利工作会议关于“尽快建设一批河湖水系连通工程，提高水资源调控水平和供水保障能力”的要求，2013年11月水利部印发了《关于加快推进江河湖库水系连通工作的指导意见》，加强对江河湖库水系连通工作的指导，大力推进连通工作。修建跨流域调水工程，将水资源丰富流域的水调到水资源紧缺的流域，实现地区间水量盈亏调剂，是满足缺水地区水资源需求的重要措施之一。

经过长期的治水实践，特别是1949年以来大规模的水利建设，目前部分流域和区域已初步形成了以自然水系为主、人工水系为辅，具有一定调控能力的江河湖库水系，构成了纵横交错的水网格局。其中：国家层面上以重要控制性水库为中枢，依托南水北调等重大跨流域调水工程，逐步形成“四横三纵、南北调配、东西互济”的江河湖库水系连通总体格局；区域层面上以国家骨干连通工程为依托，以区域内水库、湖泊为调蓄中枢，通过建设必要的跨流域调水工程，形成了“互连互通、相互调剂”的区域层面跨流域调、供水网。例如，山东省现代水网、山西省大水网、海南省水网体系以及辽宁省“三横七纵”的跨流域调、供水网工程建设。

其中，辽宁省水资源分布格局与经济发展布局极不匹配，省内水资源东多西少，东部地区人均水资源量是西部地区的7.6倍。辽宁省结合区域内的河流水系分布和已建及规划的水利工程布局，按照三大区域发展战略的总体布局要求，以辽宁省北、中、南三条调水线路为骨干，以天然河道和连通工程、输水工程、配套工程为通道，构建辽宁省“三横七纵”的大水网，形成东水西济的水资源总体配置格局。依托已建和拟建的大型控制性骨干水库14座，总兴利库容达到82.04亿m3，横穿辽宁省内的大中型河流10余条，涉及的城市、农业以及生态供水和补水范围相当大，基本覆盖了辽宁省全境。鉴于辽宁省东水西调工程具有典型性和代表性，本书以此为工程背景开展跨流域水库群联合调度若干问题的相关研究工作。

跨流域调水工程中水库群的联合调度对于水资源时空配置效果和水利工程效益的发挥具有重要作用。需要注意的是，跨流域调水工程中水库群联合调度问题比一般水库群联合调度问题复杂得多。对于一般水库群联合调度问题，常采用动态规划方法确定水库最优调度运行过程，但对于跨流域水库群联合调度问题，不仅水库数目众多带来的“维数灾”给问题求解带来困难，而且跨流域调水问题中水库调水、供水过程相互影响难以统一考虑，使问题更加复杂。跨流域调水水库群最优调水、供水过程的确定，不仅可为水库群调度规则及相应调度过程的评价提供参考，而且可为水库群调度规则的随机优化提取方法提供数据源。受流域水文特性和人类活动影响，跨流域调水工程水源区和受水区常表现出不同的丰枯变化特征。水源区和受水区的丰枯变化与跨流域调水工程的调度运行息息相关，表现为水源区丰枯变化影响工程可调水量，受水区丰枯变化影响需调水量。随着我国江河湖库水系连通工作的推进和水网化程度的提高，跨流域调水工程中水库群联合调度问题变得越来越重要。但目前求解该问题的模型方法和相关理论还不成熟，本书将对跨流域调水水库最优调水、供水过程，规则提取方法，模型构建与求解以及跨流域水库群丰枯遭遇分析及调度运行评价等若干问题开展研究工作，具有重要的理论与实践意义。