水库多目标生态调度研究进展

水库多目标生态调度研究是当前国内外河流生态恢复研究中的热点问题。综合分析了水库多目标生态调度国内外研究进展,指出了水库多目标生态调度研究存在的问题,提出了水库多目标生态调度研究的发展方向,认为今后水库多目标生态调度研究还需在水库生态调度理论框架体系、水库生态调度目标定量化研究、水库多目标生态调度优化和模拟技术研究、梯级水库多目标生态调度方案效果评价研究以及水库生态调度管理体制等方面进一步加强。     

引水条件下水库生态调度方法研究

针对以生态流量大小为调度目标的生态调度方法与供水目标矛盾突出的问题,提出了包括流量大小、频率、延时等多种属性信息的生态整体目标,并设计了生态流量约束法以及生态供水限制线法两种生态调度方法。结果表明:生态流量约束法主要是对生态流量大小进行调节,无法对水库缺水时期的生态供水进行灵活调整,其与供水目标的竞争关系明显;而生态供水限制线法,能够针对包括流量大小、频率、延时等多种信息的生态目标整体,通过调整流量大小及流量过程等形式,对生态目标进行控制,其调度效果要明显优越于生态流量约束法。因此,碧流河水库实施大伙房输水应入连工程后,应采取生态供水限制线的生态调度方法。     

生态友好型水库调度及其研究进展

讨论水库调度对河流生态系统的影响机制;总结水库调度生态目标的4种设定和量化方法,即流量控制法、水力因子(水质)控制法、生物指标法和综合指标法;对生态友好型水库调度的模拟法和优化方法进行了较全面的评述;讨论了生态友好型水库调度需要进一步研究的问题。     

西江流域混联水库群多目标蓄能调度图研究

针对已有蓄能调度图研究很少关注大型混联水库群,且没有考虑多目标调度与蓄能调度图耦合的问题,通过对原有判别系数公式、水量平衡方程及蓄能计算公式的改进,将传统的纯梯级水库蓄能调度图模型进行拓展,提出了一种大型混联水库群蓄能调度图计算方法,并在综合考虑防洪、发电及生态等调度目标基础上,建立了大型混联水库群多目标蓄能调度图优化模型。以西江流域为例进行实例研究,得到了上游水库不同最小下泄流量情形下的多目标Pareto前沿,并基于此根据实际调度需求与约束提取了不同发电保证率要求及不同生态流量保证率要求下的最佳多目标调度方案。所建模型方法不仅可以很好地处理混联水库群蓄能调度图绘制与模拟中存在的复杂水量、水头联系,还可以有效地将所得多目标蓄能调度图应用到实际调度中。     

长江流域大型水库实施生态调度方法框架研究

为减缓水库运行对河流生态环境的影响,开展生态调度已成为流域管理的一项重要内容。结合长江流域水利工程与生态环境背景,探讨了水库生态调度相关概念和主要调度内容;分析了生态调度与常规兴利调度的关系;从生态影响辨析、生态目标设定、生态流量确定、调度方案设计、经济可行性、生态监测反馈等方面探讨实施生态调度的方法框架;最后探讨长江流域生态调度面临的主要困难。研究结果将为长江流域未来实施生态调度提供一定的参考。     

基于3E决策的崆峒水库优化调度

传统的水库调度以兴利和除害为主要目的,而基于3E决策的水库调度则实现了水库经济、社会和生态的多目标优化调度。首先采用逐月最小和频率计算方法计算最小生态流量和适宜生态流量,选定适宜于崆峒水库的生态流量;然后建立3E模型,采用二元比较模糊决策分析方法确定各个目标的不同权重,将多目标单一化;最后采用粒子群算法对模型进行求解。求解结果表明:使水库供水效益最大的供水量为4 622×10~4m~3,其中农业总供水量3 630×10~4m~3,工业和生活总供水量992×10~4m~3,而维持生态基流的生态用水量为2 311×10~4m~3。这可为水库的后期调度提供决策依据,也为水库的供水矛盾体提出了加强水利改革的建议。     

基于改进遗传算法的生态友好型水库调度

以锦屏梯级水库为案例,从系统工程论的角度出发,将梯级水库作为物理系统,以年发电量为目标函数,建立了梯级水库调度优化模型。为减少水库调度对河道生态系统的影响,在鱼类栖息地模拟的研究基础上,引入目标物种的生态需水过程对调度模型进行动态约束,并采用改进的遗传算法进行求解。研究得到了满足目标鱼类生态需水条件下发电量最大的梯级水库调度策略,并对生态流量满足程度与工程效益损失之间的定量响应关系进行了研究,提出了折中方案选择的基本原则。     

基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型及应用

传统的水库调度以兴利调度和防洪调度为主,常忽视生态环境问题,导致河流生态水文系统的健康状况不断恶化。相对传统的以水电站年发电量最大,发电保证率最高为目标函数,本研究还引入了生态保证率最高的目标函数,构建基于生态流量区间的多目标水库生态调度模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行优化求解。利用该模型对天生桥一级水库1956年-2008年的来水过程进行优化调度,结果表明:经济效益最大的调度方案会对天然径流过程产生显著的改变,而兼顾经济效益和生态目标的建议调度方案对水库的经济效益产生影响较少的同时能保证生态系统的稳定性。     

基于生态流量保障的水库综合调度方案编制及应用

广东省水库工程尤其是小型水库数量众多,水库在发挥防洪、灌溉等社会效益的同时,不可避免地会对河流的生态环境产生影响。为充分保障下游河道的生态流量,选取北江流域内的茂墩水库为例,采用Tennant法计算生态流量,并依据《中华人民共和国水法》(2016年)等法律明确了茂墩水库各功能之间的优先保障次序,采用改进的水库综合调度方案编制了茂墩水库的调度图。结果表明:改进的方法可以在保障生态流量的基础上,准确地完成供水与灌溉综合调度图的编制,同时改进的方法避免了采用相对较丰来水条件库水位的下包线来调度枯水时段的不足;在计算中剔除了加大供水时段,确定的需水量更加合理;此外,还可防止限制供水线与防破坏线交叉,避免了由此造成调度图不准确的问题。研究结果提高了时历法编制综合调度方案的实用价值。     

水库生态调度研究现状与发展趋势

水库生态调度的核心是将生态因子纳入到现行的水库调度中来,以缓解流域生态环境日益恶化的局面.在综述了国内外水库生态调度研究和实践的基础上,分析了水库生态调度目前迫切需要解决的技术问题:水库生态调度保护目标的识别与量化、水库生态调度参数的定量描述、生态调水价值定量评价方法、流域级水库湖泊群的联合调度等.认为水库生态调度正处于起步阶段,还没有形成完整的理论体系,需要继续深入探索.     

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。     

考虑水文改变生态指标的丹江口水库多目标优化调度

对水文改变指标进行分类、筛选并赋权,构建流量等级和流量波动 2 个生态指标;使用高斯径向基函数拟合 水库调度规则,以供水量、发电量和水文改变生态指标为目标函数,在丹江口水库开展多目标优化调度研究;分析 供水、发电与生态效益各指标间的竞争关系,寻求社会经济和生态效益均较佳的调度方案,论证生态流量的合理 性。结果表明：丹江口水库调度的供水、发电和生态效益之间存在目标冲突;同时考虑供水、发电、流量等级、流 量波动 4 个目标的推荐方案,可在确保防洪安全并维持供水和发电量不变的前提下,保证流量等级和流量波动水 文改变生态指标与天然状态相近;推荐方案尽可能达到适宜生态流量,满足了汉江中下游水生物自然繁衍需求。 研究成果可为丹江口水库优化调度以及汉江中下游水生态环境保护提供参考。     

二层结构的流域生态调度研究Ⅱ：松花江流域生态调度实践与应用

随着生态文明建设、人水和谐理念的深入,生态调度也从理论方法研究进入实践应用阶段,但从工程生态调度到流域生态调度仍有诸多技术问题。本文以流域生态调度需求迫切的松花江流域为例,在梳理流域经济发展与生态保护需求的基础上,构建松花江流域二层结构流域生态调度模型,在流域层面水量总体配置的基础上针对重点生态断面、水库进行生态优化调度。通过从流域水量调控到断面生态流量调度的耦合分析,给出不同方案流域水量供需平衡和水源配置基础上的重点断面生态调度结果,提出重点水库的调度规则优化方案,验证了二层结构流域生态调度模型的实际应用效果,可为流域生态调度实践和相关研究提供依据和参考。     

考虑生态流量的小流域水库群联合调度研究

在小流域开展考虑生态流量需求的水库群联合调度,成为改善小流域河道生态环境的重要途径。采用水库群模拟优化方法建立了考虑下游河道生态需水的水库群多目标联合调度模型。模型依据流域内水库群的调节能力和调度目标,将水库群划分为3类;以供水目标为优先原则,确立水库群的调度方式和调度图。在此基础上,采用多目标遗传算法（NSGA-II）求解水库群联合调度的调度图。最后以重庆市龙溪河流域为研究实例,对不同生态需水流量下的水库群多目标调度效益进行对比分析。结果表明,生态流量的增加对流域内的农业用水影响最为明显,水库群多目标调度成为平衡各目标之间竞争性的重要方式。     

安徽省某大型综合利用水库生态基流研究

大中型综合利用水库调度运行将使下游河道水文情势发生较大改变,为避免河流水生态系统功能遭受无法恢复的破坏,需要合理确定工程下游河段的生态基流。在综合分析某水库坝下河段的生态保护需求和服务功能的基础上,通过对常用的生态基流计算方法进行整理与比选,采用Tennant法、湿周法、R2-Cross法、7Q10法和90%保证率最枯月平均流量法等计算了水库下游河段的生态基流。在此基础上,综合考虑下游湿地的生态需水要求、水厂取水、工农业用水等因素,确定了工程下游河段的生态基流量。研究结果可为工程规划设计提供技术支持。      

考虑不同生态需求层次的水电站水库生态调度研究

随着水生态地位的日益突出,当前水库调度应当统筹考虑社会经济与生态效益,在保证水量高效利用的前提下,满足河流生态要求,其核心是量化河流生态需求,并将其作为生态要素目标纳入水库调度模型中.为此,研究采用ME-Tennant法的生态需水过程评价模型,确定电站下游河流的最小和适宜生态需水过程;在此基础上以生态缺水量最小为生态目...     

长江三峡水库消落期供水需求调度分析及对策

在长江三峡水库的供水及消落期,出现了发电、供水、航运、两湖地区防洪和地质灾害治理诸多问题,为此,提出了补水调度、生态调度、电网应急保电及库尾减淤调度等措施,以满足三峡水库消落期的供水需求。     

随机性存储模型在水量调度中的应用研究

为了节约用水,减少费用,提高经济效益,本文以运筹学理论为基础,将连续型的随机性存储模型应用到水量调度中,对水库水量的存储进行优化,使水资源得到充分的利用。结果表明：此模型在水量调度中的应用是适合的,通过计算得到调水量Q值并加以限定,使水量损失的期望值最小。该研究可为水库的水量调度、生产性企业存储水量、各用水户用水分配上提供参考。