基于汛期人工增雨作业风险的水资源利用研究- - 以义乌市库水调控为例

针对当前区域经济发展与水资源矛盾日益激化的局面，根据水库实时蓄水标准和夏季水资源丰枯变化的最优预测模型，在既保证水库蓄满水量、又不产生洪水灾害的条件下，一旦天气形势有利，果断地实施人工增雨作业，有效地开发利用雨季空中的云水资源。项目创新之处在于：（1）在梅雨地区，把水库实时蓄水标准作为人工增雨作业的控制条件，这是一种新的思路。（2）根据FIOP技术和PPD算法，分析梅汛期不确定条件下人工增雨作业的模糊风险，这是一种新的探索。（3）在既保证水库蓄满水量、又不产生洪水灾害的条件下，实施梅汛期的人工增雨作业，这是一种新的挑战。利用混合门限自回归模型，以义乌市为典型研究区，通过逐段线性化技术，寻求夏季水资源丰枯变化的最优预测模型。首次引入全新的FIOP技术，使计算的人工增雨作业风险更接近于客观真实情况。通过实施雨季的人工增雨作业来降低旱季的水荒风险，为区域的水资源安全保障探索一条新途径。

在当前的经济社会发展过程中水资源不足的矛盾日益突出，根据水库实时蓄水标准和夏季水资源丰枯变化的最优预测模型，在既保证水库蓄满水量、又不产生洪水灾害的条件下，通过人工增雨作业利用梅汛期云水资源补给水库，缓解旱季缺水矛盾，是本项目研究的主要内容，此研究以浙江省义乌市为具体实例。. 研究内容主要包括两个方面：（1）水资源丰枯变化的最优预测模型研究。项目研究了影响义乌市降水的主要大气物理因子，太阳黑子活动、厄尔尼诺事件、青藏高原南部大震是影响义乌市降水大气物理因子中的强信号因子，因子信号强弱与洪水量级有正相关关系。项目提出了水库实时蓄水标准 计算模型，研究制定了义乌市水库实时蓄水标准，作为义乌市梅汛期人工增雨实施条件的判断标准，在降水变化趋势和特征及长期降水预报研究的基础上实施人工增雨作业。义乌市人工增雨作业的因子还从水资源需求方面，研究了义乌市城市水资源承载力、水资源需求和城市适度人口、水资源需求预测模型等内容。（2）梅汛期人工增雨的作业风险研究。梅汛期人工增雨作业的风险主要表现在对梅汛期后台风形成的暴雨洪水的准确预测。影响亚洲季风的夏季暴雨洪水成因因子众多，关系复杂，各因子之间的反馈作用和消长作用是江淮暴雨洪水成因链上各因子关系的基本表现，探索各因子之间的复杂关系，用多参数数学模型定量地拟合江淮暴雨洪水特征是研究的重要方向。项目对灰色相关物元分析、人工神经网络系统分析(ANN)、重标极差分析等方法进行了研究。对于水资源丰枯变化的最优预测模型，FIOP技术是不确定条件基于不完备信息预测复杂事件的理想预测模型，FIOP技术能够处理客观世界中大量存在的模糊不确定性问题，比较好地评价梅汛期人工增雨作业的模糊风险判断。但对模型参数确定、边界条件研究、效果评估、义乌人工增雨检验等方面的研究，由于项目不可预测因素的发生和存在，有待今后进一步研究深化。