供水水库多目标生态调度研究

根据我国北方地区径流特征及供水水库调度的实际需求,构建了供水水库多目标生态调度模型。模型将下游生态需水过程分为最小生态需水及适宜生态需水两个等级,要求枯水期水库放水过程能够满足河流最小生态需水要求,确保下游生态不退化;丰水期放水过程贴近适宜生态需水过程,为下游提供良好生境。基于该模型,采用自适应遗传算法,对承德双峰寺水库生态调度问题进行了优化求解,结果表明该模型能够对北方供水水库生态调度决策提供支持。     

水库生态调度模型及其应用研究

水利工程建设在促进社会经济发展的同时也给河流生态系统带来了一些负面影响，为了减轻水利工程对水生态系统造成的不利影响，结合中国的实际情况本文建立了在考虑水库原有功能的基础上，兼顾河流生态需求的水库生态调度模型。计算了河流最小生态流量、适宜生态流量和生态洪水。本文将建立的生态调度模型应用于南水北调中线工程的水源区丹江口水库，采用逐步优化算法求解生态调度模型，分析计算生态目标的加入对水库原有功能的影响。研究通过水库调度满足河流适宜生态流量，尽量不低于最小生态流量的调度方式；探讨通过水库调度模拟“人造洪水”，为鱼类的繁殖和生长创造适宜的水力条件。计算结果表明，丰水年在满足生态流量的情况下，对水库原有功能影响不大，然而平水年和枯水年在考虑生态需求时，对水库原有功能将产生一定程度的影响。因此需要在生态环境和经济效益之间均衡利用水资源，通过水库的生态调度保持河流天然适宜的径流过程，维护河流生态系统健康及水资源的可持续利用。 关键字:水库生态调度;河流生态需水量;生态洪水     

基于河流生态健康的水库调度研究

本文选取基流比例法对河道内生态需水量进行计算,并以水库蓄水量为状态变量,放水量为决策变量,以发电量最大、缺水量最小和满足河道内生态需水为目标,考虑约束条件等建立不同来水情况下水库调度的多目标动态规划模型,并以陕西省石头河水库为例,在满足调度准则的前提下,研究调度模型的求解方法,从而维护河流的生态健康,实现人水和谐的可持续发展。     

江口水库最小生态需水研究

根据水量平衡原理,建立了水库最小生态需水计算模型.以江西省新余市江口水库为例,确定其最小生态需水量及其逐月分配过程.     

黄河下游生态需水与生态调度研究综述

系统梳理了20世纪中期以来国内外河流生态需水与生态调度的概念、方法、应用效果等,并针对黄河下游的现状对这些研究的适用性和应用前景做了述评。通过分析指出,黄河下游的生态需水与生态调度研究已取得了一定进展,既界定了总体量值范围,也考虑了不同水平年对应不同保证率下的流量过程。提出黄河下游生态需水与生态调度仍存在水文过程与生态系统作用关系尚未厘清、生态流量与水库调度尺度存在差异、黄河下游水库综合利用任务较难协调、未来水沙变化等因素具有不确定性等问题。     

水库生态调度模型及其应用

为了减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响,针对汉江中下游的主要生态问题,结合不同时期生态因子和水文观测资料,分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量以及四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲过程。通过建立丹江口水库生态调度模型,选取典型代表年,对丹江口水库进行河流生态需水量和人造洪水调度。计算结果表明,丰水年和平水年能满足最小和适宜生态流量的需求,典型枯水年能满足最小生态流量,特枯年份无法满足适宜生态流量过程。分析了生态调度对水库发电效益产生的影响,丰水年影响甚微,平水年和枯水年的影响逐渐加大。通过水库的人造洪水调度可以满足四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲环境。实施水库的生态调度有益于人水和谐的可持续发展。     

水利工程影响下的河流生态径流及其调度管理研究

河流生态需水是维持河流健康的基本条件,是按生态水文节律形成具有时空和能量特性的径流过程。从研究河流生态系统特性和河流生态水文节律入手,构建河流标准生态径流（最小生态径流、适宜生态径流、最大生态径流、生态洪水脉冲）体系并分析其内涵,组成能反映河流生态系统需水的流量管理系统等级。在此基础上,提出了河流生态用水预警制度和流量危机管理机制,探讨保障生态用水安全的调度和管理模式。以长江流域中下游为例进行了实例研究。     

额尔齐斯河水库群多尺度耦合的生态调度研究

针对我国额尔齐斯河流域生态问题,给出了水库群生态调度的定义。以保障河流健康、河谷生态系统安全为目标,构建了宏观、中观、微观相互嵌套多尺度耦合的水库群生态调度体系;结合生态调度的原则和依据,建立了水库群多尺度耦合的生态调度多目标模型,以及水库群中长期、短期和实时生态调度模型;提出了多时间尺度耦合的水库生态调度技术、多目标非线性水库调度模型求解技术和生态系统漓漫灌溉技术;定义了漓漫灌溉,构建了生态漓漫灌溉系统。应用上述体系、模型和方法,计算结果表明,中长期调度方案能满足额尔齐斯河流域水资源综合利用各部门的供水量及保证率要求,尤其是满足河谷林草生态供水的破坏深度要求和最大连续缺水年数的限制;水库群实时生态调度模型的计算结果表明:模型计算的河谷林草、湿地的水库人工生态洪水过程与实测值比较接近,相对误差为0.04%,说明模型结果合理。实时监测了河谷林草的漓漫灌溉效果,包括范围、面积、水深等,监测结果表明:水库人工生态洪水过程基本满足河谷林草漓漫灌溉面积、水深等生态需水要求。研究成果对额尔齐斯河维持河流健康、保障生态安全、解决国际河流的水资源综合利用问题、发展水库群生态调度的理论和方法,具有重要的理论意义与应用价值,可供我国北方河流生态调度借鉴。     

北江中下游河道生态需水分析

以横石水文站为控制站点,结合其47a的天然月平均径流资料和飞来峡水库建库后的月平均出库流量资料,分别采用逐月最小生态径流法计算得到建库前后北江中下游的最小生态需水过程,以及用月保证率法计算得到的适宜生态需水过程。运用蒙大拿法对计算结果进行分析,指出飞来峡水利枢纽的调度对下游河道生态系统稳定的重要性。     

对水库生态调度问题的研究

从水库现行运行方式对下游河道生态和环境的负面影响出发,分析了水库生态调度的理论基础,提出了水库生态调度应遵循的基本原则:以满足人类基本需求为前提,以河流的生态需水为基础,生活、生态和生产用水共享,以实现河流健康为最终目标.综合考虑社会、经济和生态要求,构建了考虑下游生态和环境要求的水库下泄流量生态调度体系框架,以及考虑下游生活、生态和生产条件的水库生态调度准则.     

引水式电站减水河段最小生态需水量研究

河道具有栖息地、输送、源汇、水分涵养、水体净化、生物多样性保护、景观等多种生态环境服务功能。引水式电站的开发与建设,在促进当地经济社会发展的同时,也对减水河段生态系统的动态平衡产生一定的影响。确保减水河段最小生态需水量是维持河道生态系统不受破坏的关键。在综述国内外研究进展的基础上,从生态水文学原理出发,对引水式电站减水河段最小生态需水量的内涵进行了探讨,介绍了相应的计算方法。并对此类电站减水河段环境影响评价提出了建议。     

基于改进FDC法的小水电生态流量计算与生态调度研究

中小河流上的小水电在蓄水发电发挥经济效益的同时也会对环境产生一定的影响。为避免下游出现减脱水情况,小水电的生态流量计算和生态调度研究显得尤为重要。选取杨溪河上的横溪引水式水电站为例,运用降雨-径流深关系计算径流量,同时应用改进的流量-历时曲线(FDC)法计算丰、平、枯水年的生态流量,并进行生态调度研究。结果表明:依据韶关站的降雨-径流深关系,能够较为准确地求得横溪水电站的径流量;无调度情况下,横溪水电站的来水量在不同来水年均不能完全满足根据改进FDC法计算得到的生态流量要求;改进FDC法具有一定的推广适用性和合理性;通过生态调度后,横溪水电站不同来水年的过坝流量均能满足水生生态需求,而且能够使发电效益最大。研究可为促进水能的可持续开发、高效平衡发电效益与生态效益以及中小河流的健康管理提供参考。     

用生态足迹法分析水电站对河流生态系统功能的影响

位于澜沧江中游河段的漫湾水电站是云南省至今投资最大的国家重点建设项目,电站建设和运行以来出现了一些社会、经济和生态环境问题。为此,将河流生态系统功能与水电站对河流生态系统的影响相结合,研究电站对河流生态系统服务功能的影响,并应用生态足迹法,从区域尺度计算漫湾水电站生态供给足迹和生态需求足迹,以为漫湾水电站库区生态环境保护和后续干流水电梯级电站建设提供参考。     

考虑鱼类生态需水过程的漓江并联水库群生态调度

水库群联合运行带来巨大的经济和社会效益,同时也对河流生态造成诸多影响。为提升漓江流域水库群联合运行的发电、通航、生态保护和青狮潭水库蓄水综合效益,构建了考虑鱼类生态需水过程的并联水库群多目标调度模型,采用第三代非支配遗传算法（NSGA-Ⅲ）对模型优化求解。结果表明:（1）与常规调度相比,优化调度在保障发电工程效益的同时,实现了通航与生态效益的提升;（2）构建的并联水库群多目标生态调度模型,在枯、平、丰水年的生态流量满足率都维持在47%之上,尤其保障了鱼类越冬、产卵和繁殖期的生态需求;（3）实施漓江并联水库群联合生态调度,青狮潭水库在枯水年和丰水年蓄水量分别增加22.26×106 m3和 24.55×106 m3,缓解了青狮潭水库供水压力。研究可为并联水库群多目标生态调度提供相关参考。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

浅谈桂林防洪及漓江补水工程的生态调度

漓江补水工程中的生态调度包括如下4个方面：①建立水库群联合多目标生态调度模型;②确保卜放河道内最小生态需水量;③建设分层取水设施,降低低温水影响;④优化初期蓄水调度方式,确保不断流。通过在设计过程各个层面上的生态调度运用,实现了合理配置水资源、保护漓江生态环境的目标。     

水电站最小下泄流量分析计算——以赣州市留金坝水电站为例

以江西省赣州市留金坝电站为例,选取4种基于水文学的标准流量法分析了水电站影响下的减(脱)水河段最小生态流量。并根据减(脱)水河段生态水文特性,水功能区纳污能力及水质目标要求,基本生产、生活用水需求,河道天然来水量状况和水利工程经济效益等6个方面,比选确定赣州市留金坝水电站减(脱)水河段现状年和规划年的最小下泄流量参考值分别为15.81、16.01 m3/s,为其他类似水电站研究确定最小下泄流量提供参考。     

考虑生态流量分级约束的跨流域引水与供水优化调度研究

针对大型引水工程由于改变了河流自然流态,受水城区生产生活用水与生态环境用水矛盾突出的问题,将大伙房输水工程与大伙房水库供水联合优化调度作为典型案例,以浑江下游与大伙房水库地区用水需求、环境流态因子为优化子目标,引入3个引水比例与36个旬水库蓄水量共39个决策变量,采用遗传算法搜寻引水比例与水库蓄水量最佳解。结果表明:优化方案平均年引水量为17 242万 m³,比原计划引水量少638万 m³,对浑江流域生产生活用水、生态环境用水与大伙房水库生态环境用水之间的矛盾有显著改善;依据整体生产生活缺水与整体环境流态因子的权重,设定了多种模型子目标的权重分配组合,能够恰当地反映缺水量与环境流态因子两者间的相关性,水库调度运行管理者可以根据需要调整权重,获得满足需水条件的引水比例与水库蓄水规线。研究成果可以为大型水利工程运行管理决策提供参考。     

梯级水电开发中生态保护分析与生态水头理念及确定原则

在分析水电开发对生态环境影响及原因的基础上,归纳了近年来水电站建设运行中生态保护措施的研究进展,包括过鱼设施的建设、鱼类增殖放流站的构建、大坝下游河道断面生态流量的确定和梯级水电站水库生态调度,并阐释了这些措施在河流梯级水电开发生态保护中的不足,提出了河流梯级水电开发水头与生态水头协同确定的理念,界定了基于河流自然生境和原生生态及物种保护的生态水头的概念、内涵与确定原则,给出了生态水头规划的综合优化方法。