水资源系统分析学科展望：从静态平衡到动态控制

摘要

传统的水资源规划与分析学科主要依赖于简化的水量平衡方程，这种方法适用于较大计算步长的水资源供需分析。随着水利行业工作重心由供需平衡向精细化运行管理转变，水系统实时调度和控制的需求日益迫切，传统水资源系统分析学科的静态平衡理论方法局限性逐渐显现。为此，本文从水系统控制论的角度出发，分析现有水系统分析方法在模拟和优化方面的不足，把水资源系统的范畴拓展到涵盖流域水系、梯级水电、河渠输水、城市供排水等更广义的水系统范畴，并引入水系统控制论方法，提出“模型降阶-高效模拟-优化求解-预测控制”的水系统分析研究范式，旨在推动水资源系统分析学科体系从静态平衡向动态控制的研究范式拓展，为水利行业的精细化运行管理提供有力理论支撑与方法指导，以更好地应对复杂多变的水系统实际运行需求。

关键词

水资源规划与管理 / 水量平衡 / 动态特性 / 系统控制 / 线性化 / 积分时滞 / LQR / MPC