3.1 水资源系统的不确定性

水资源系统不确定性是指某些要素随着时间的变化而变化，人们对这些要素未来发生的变化不能预知或者部分不能预知。水资源系统存在许多不确定性，例如：

（1）水资源水量及其运动的不确定性，例如，降水、产流、汇流、径流、蒸发、渗漏、潜流等方面的不确定性。

（2）水资源需求的不确定性，例如，国民经济各行业的需水量（尤其是农业需水量）、生态环境需水量等方面的不确定性。

（3）水量运移通道的不确定性，例如，天然河流、地下水通道、人工渠道等方面的不确定性。

（4）水量停留空间的不确定性，例如，湖泊数量和大小、水库数量和大小、地下水孔隙率等方面的不确定性。

（5）水质的不确定性，等等。

（1）和（2）的变化较快，不确定性更突出。从水资源配置的角度，最关心其中的来水量和需水量的不确定性；（3）和（4）中的要素变化较慢，在某些时间尺度下，可以视为不变的或者是可知的。例如，从某一水平年水资源配置的角度看，对于河流水系可看作是固定不变的；在规划水平年某规划方案中，水利工程也可看作是可知的。（5）中影响水质的要素变化快慢都有、自然和人为的原因都有，在不同的情况下关注的重点不同。

在水资源配置中，尤其是水库调度中，来水量的不确定性通常会对配置结果和调度结果的正确性或准确性有至关重要的影响。因此，长期以来人们投入了大量精力和财力，采取了很多方法进行探索和预报。例如，水情预报、气象预报、经济预测、需水预测等。有些短期水情预报的准确性较高；目前中长期（旬、月、年）水情预报的准确性低，尤其在汛期，中长期预报的准确性很低，根本不能满足实际应用的需要。现实中，人们不得不接受中长期预报不准的客观事实，便试图用一些数学方法去描述来水的不确定性规律，例如概率论、随机过程方法，经数代人的努力后依然发现，面对稍微复杂一点的系统例如4座水库以上、多个时段以上，基本上不能正确描述，相应的随机调度方法也无法应用。因此，目前确定型水资源配置方法和水库调度方法在实际中应用仍然十分广泛。确定型方法假定来水和需水等信息完全已知，操作较简单易行，优化结果理想化，能够把可以利用的各种关系和潜力全部都挖掘出来，最大限度地减少配置措施及其成本，显示出最好的效益。然而实际上做不到。实际来水和需水往往都偏离中长期预测值，确定型方法得出的优化配置和调度方案就偏离了实际。当实际比预期的不利时，就存在决策风险。为了减小其配置结果与调度结果的误差以及决策风险，在有些情况下人们采用了来水长系列方法进行配置和调度，有效减少了风险，但仍然存在偏理想的成分。

在水资源配置中，对于需水通常采用完全已知的确定型方法。