31、淮河中游蓄洪区运行策略研究：应对洪水不确定性

淮河中游蓄洪区运行策略研究：应对洪水不确定性

1. 引言

洪水问题在全球范围内日益受到关注，因其对生命和社会造成巨大影响。在过去几十年里，许多地区的洪水事件愈发频繁，造成的损失也愈发严重。传统上，为降低下游重要地区（如城市）的洪水风险，常采用在上游设置蓄洪区等结构性措施。然而，这种策略往往忽视了蓄洪区可能遭受的损失，因为洪水是罕见事件，且在两次洪水之间，这些地区会进行社会经济发展。

本研究聚焦于中国淮河中游，即蚌埠市上游约110公里的河段。该区域因空间分布不均的降水，频繁遭受洪水淹没，造成巨大损失。沿淮河从鲁台子站到蚌埠市建有四个蓄洪区（寿西湖、董峰湖、汤渔湖和荆山湖）。当检测到蚌埠市有洪水危险时，这些蓄洪区将被启用，以分流洪水，降低蚌埠的洪峰。但这些蓄洪区同时也是当地居民的住房和农业活动区域，启用蓄洪区不可避免地会造成损失。因此，在降低蚌埠市洪水风险的同时，也需尽量减少蓄洪区的损失。

以往的研究主要基于2007年6月24日至9月7日的特定洪水事件，确定了蓄洪区闸门的最优运行策略。本研究在此基础上，进一步考虑了入流的不确定性，提出了鲁棒优化策略和近实时运行方法。

2. 应对洪水不确定性的方法

在处理洪水不确定性时，通常有两种方法：
- 鲁棒优化 ：旨在开发能够应对各种不确定条件的解决方案，使系统在不确定情况下仍能保持相对较小或可管理的影响。例如，Taguchi通过最小化给定设计目标的均方偏差来优化鲁棒性。此外，还有通过优化两个不同的目标函数来解决多目标问题的方法，常引入帕累托最优方法。Solomatine提出的鲁棒优化和鲁棒性概率分析（ROPAR）方法，通过生成多个帕累托前沿，明确展示了多