的研究动态

1.4.3　WRDSS的研究动态

研究者将DSS引入水资源规划、设计、运行和管理领域，构成水资源决策支持系统(WRDSS)才十几年的历史。20世纪70年代初，决策支持系统诞生之时，并没有得到水资源管理者和决策者的重视，早在1976年，C.M.Holsapple和A.B.Whinston开发的第一个用于流域管理的决策支持系统并没有引起人们的注意。到20世纪80年代中期，由于水资源系统的复杂性，微型计算机的普遍应用，人们对AI技术，如专家系统的态度改变以及DSS和ES中决策者作用的突出，人们对WRDSS的态度才发生了转变。1985年5月，美国土木工程师协会(ASCE)水资源规划与管理专业委员会在科罗拉多州召开WRDSS专门会议，并组织出版了论文集。1989年，G.Guariso和H.Werthner出版了环境决策支持系统专著。一些水资源刊物上经常可以见到WRDSS的实用报道。以下将对国内外WRDSS的文献进行综述。

1.4.3.1　水库调度和水电站水库群调度决策支持系统

意大利学者Guariso等人(1985)开发了应用于科莫湖的水管理决策支持系统。该DSS的主要功能是进行发电、防洪、灌溉多目标分析和科莫湖实时调度。他们在开发DSS时，把管理者以往的经验，综合成一种简单的运行规则，然后通过长时间模拟，求出发电、防洪、灌溉三目标非劣解集。管理者每天需要输入的只是时间、水位和一些水文气象等资料。

美国学者Brown等人(1986)开发了田纳西流域水电站水库群调度DSS，其主要功能是为水库系统日运行提供决策支持，另外还有水质分析、洪水分析等功能。这个DSS除含有大量的水库调度模型、水文模型、水质模型之外，还有自动数据采集系统(ADAS)，ADAS与本流域的132个雨量站和26个径流站相连接。其应用表明，该DSS能够收集和处理大量各种类型的数据，减少了繁琐的手工计算，增强了准确性和利用率，为决策者在成本合理的情况下考察和评价大量的运行方案提供了可能，使决策者能够得到良好的信息支持，系统有较强的应变能力和控制能力。

美国学者Stevens(1986)开发了科罗拉多河下游水库群运行的DSS。该DSS的SCADA-系统监控和数据采集系统，能监控和记录水电站运行、坝前库水位、库尾水位，并能在紧急情况下报警。水位、闸门开度等信息每两秒钟监测一次，通过微波通讯系统传输。

加拿大S.P.Simonovic等人开发的水库分析智能决策支持系统REZES的模型库在原来5个模型的基础上(Simonovic，1989)，增加到后来的10个模型(SavicDA，1991)，主要功能是确定水库规模，进行水库中、长期优化调度和实时优化调度，系统的交互性能好，决策者可以充分利用交互式建模技术构造模型。

天津大学李惕先等人(1990)根据三峡水库调度的需要，建立了水库调度长期和短期决策支持系统。该DSS以模型库和数据库的开发为重点，模型分别为长期优化调度的随机动态规划模型和短期调度模型，数据库能为长期优化调度和短期调度决策提供数据信息。

武汉水利电力大学胡铁松(1993)提出了水库调度智能决策支持系统(ROIDSS)的总体功能设计和结构设计，ROIDSS包括7个功能模块，即信息咨询子系统，水文气象信息的自动测报、接收与显示子系统，综合信息预报预警子系统，中长期控制运用子系统，短期调度决策子系统，实时抗旱调度子系统，实时防洪调度子系统。并开发了中长期控制运用子系统中基于知识和基于神经网络的水库调度模块。

西安理工大学解建仓(1994)提出了水电站水库群调度管理智能决策支持系统的通用模式及总体结构，并初步完成了IDSS软件包的研制，可投入实际运用。

1.4.3.2　水质规划与管理决策支持系统

美国加州大学U.Arnold和G.T.Qrlob(1989)开发了感潮河口水质管理DSS，主要功能是水质模拟和水质规划与管理，它充分利用了地理信息系统(GIS)和交互式计算机图形技术(ICG)支持数据管理、建模等过程。

A.S.Camara等人(1991)开发了港湾水质管理决策支持系统，包括两个数据库和四个模型，即水质数据库，污染源数据库，将海湾划分为若干同类子区域的模型，由已知污染负荷推求水质状况和由水质状况推算污染负荷排放量的模型，计算面源污染的模型，确定污水处理系统规模的模型。他们在开发DSS时采用数据的描述性参数(如方差等)来压缩数据库，利用转移函数代替扩散模型来解决维数高引起的CPU时间长是有特点的。

澳大利亚学者J.R.Davis等人(1991)开发了流域政策影响分析原型决策支持系统，它包括三个功能模块，即形成有关土地利用和土地管理政策的决策模块，利用专家经验推求政策对水质影响的流域模块，增强系统透明度的询问模块。他们在研究政策与水质之间的复杂关系以及在利用专家的知识和经验支持决策上是很有特点的。

1.4.3.3　供水规划与供水调度决策支持系统

美国学者R.S.Gooch等人(1986)开发了应用于亚利桑纳供水工程的监控系统(PMSC)，其主要功能是进行系统监控和供水工程调度。开发的RSM和BASOP两个软件包分别用于对Havasu湖抽水工程周的计划和其余抽水工程等的调度。

美国学者R.N.Palmer等人(1988)提出了一个基于知识的决策支持系统(KB-DSS)，用于供水工程旱期调度辅助决策，它由一个专家系统、一个线性规划模型、数据库管理系统和图形管理软件组成。与其他DSS相比，它注重利用专家经验和主观判断的知识支持决策。

清华大学翁文斌等人(1992)开发了京津唐水资源决策支持系统，该DSS是以京津唐地区为背景，为决策者在解决京津唐地区水资源供水规划战略决策时提供辅助支持。DSS中包括一个庞大的模型库，如水库优化调度模型、多站径流生成模型、多目标决策和系统动力学模型，等等。DSS中还装入了事务处理专家系统(Guru)，利用专家知识对备选方案进行评价，还装入汉字库并开发了微机图像处理软件包。

1.4.3.4　灌溉系统管理决策支持系统

G.W.Buchleiter等人(1986)发表了《利用计算机管理灌溉系统》一文，介绍了一个应用于灌溉管理的计算机控制系统。其主要功能为：监视喷头工作状况;控制给喷头的供水量;制定灌溉计划;调整电力消耗;数据获取与采集。该系统中应用在线的修正Penman模型来预测土壤湿度，还有一个自动气象站提供温度、相对湿度、太阳辐射、风速等资料。

西北农业大学康绍忠(1993)介绍了国外C.Ye和W.Schuurmans等人开发的两个灌溉方面的决策支持系统实例。C.Ye等人(1992)开发了一个适用于大中型灌区农田灌溉计划管理的专家决策系统。该系统由一个主控程序和三个软件模块构成，这三个软件模块是数据库管理模块(DBM)、地理关系信息贮存与处理模块(GDM)、灌溉用水动态模拟模块(MIS)。荷兰Delft水力学研究所W.Schuurmans等人(1992)开发了一个灌区渠系用水管理的决策支持系统。其主要功能是制定灌区用水计划、灌溉系统运行控制和灌溉系统功能评价。即在灌溉季节开始前制定作物栽培计划，包括作物种类、播种日期和种植面积以及计划的灌溉水有效利用系数;根据农户的爱好与土地的适应性给出不同作物和不同区域的灌溉习惯等。在运行控制方面，每两周准备一次新的运行计划。在每一间隔结束时，采用实际的监视数据、栽培计划以及下阶段所希望的灌溉水有效利用系数为下一阶段制定一个新的水量分配计划。在水量分配计划中给出各级渠道分配的流量，但实际运行中面临着把闸门放置在一个合适的位置的难题，因此还包括一个计算闸门开度的水力学模型。该水力学模型的核心是一个稳态的非均匀流模型。在系统功能评价方面，主要是根据实际监测结果评价干旱胁迫、实际流量与计划流量的比率等指标。DMIS的特点是把注意力放在用户界面的发展上，允许具有很少计算机和模拟技术的灌溉用水管理人员使用。因此，采用地理信息系统(GIS)能很容易的输入和提取数据，各种因素的空间变异能很容易的在彩色图上更新。目前，灌溉动态用水管理决策支持系统的研究重点应放在用户界面和内部的模拟模型上。

1.4.3.5　水资源环境管理决策系统(WEDSS)

水资源环境决策支持系统主要是在地理信息系统和水资源模拟技术的基础上发展起来的。M.K.Strzepek(1990)提出了水资源和环境保护决策支持系统。J.Fust等人分别用ARC/INFO和GRASS两种地理信息系统建立了地下水管理的DSS。针对在GIS基础上发展的DSS接口为松散连接的缺点，R.Michael等人(1993)开发了一种紧密连接的完全耦合GIS和水资源模拟技术的DSS，各个模块可以直接通讯，模型库可以调用数据库资料，而不需要通过“接口”转换，这势必使运行效率大大提高。靳孟贵等人(1995)把汉字界面的微机地理信息系统SPACEMAN与水资源模拟软件耦合起来开发了“农业─水资源─环境决策支持系统”。

1.4.3.6　跨流域调水决策支持系统

J.Stansbury等人(1991)开发了调水评估决策支持系统(WTEDSS)，主要功能是分析调水工程的经济、社会和生态环境等方面的影响，它由三个模型组成：①地表水和地下水联合利用模型;②经济、社会和生态环境影响评估模型，主要是采用地理信息系统(GIS)把模型输入与领域知识相结合而组成环境影响评估模型系统;③交互式多目标决策规划的权衡分析模型。

南京水文水资源所于1992年针对南水北调东线工程，采用人工神经网络模型，初步研制了南水北调东线工程基于知识的调度DSS。

武汉水利电力大学邵东国、郭元裕(1994)提出了跨流域调水工程规划调度决策支持系统(Planning Regulation Decision Support Systems of Interbasin Water Transfers-IWTPRDSS)总体设计，包括模型单元、知识单元、方法单元、数据单元和人机接口。

1.4.3.7　节水农业决策支持系统

A.J.Harrly(1991)开发了需水量预测综合系统。H.Raman(1992)开发了干旱期作物规划决策支持系统。吴扬俊等(1996)提出了农业节水决策支持系统的总体设计，包括四个子系统：水资源分析计算、农业灌溉水优化利用、节水灌溉工程的选择与评价和农业节水信息咨询系统。

1.4.3.8　防洪决策支持系统

近年来，开发了一些防洪DSS，以实现防汛工作的正规化、规范化、现代化，提高洪水预报的时效和精度，科学地进行防洪工程调度。黄河管理委员会崔家骏等(1992)设计了防洪决策支持系统总体结构，主要功能有信息查询、暴雨洪水预报、防洪调度、防洪组织管理等，并组织力量开发软件。水利部南京水文水资源所胡四一等(1996)提出了长江防洪决策支持系统总体设计，并分别从防洪决策风险分析、总控管理与人机界面、决策方案管理系统、数据库及其信息查询系统、防洪知识库系统几个方面进行了研究与软件开发。