桂林市防洪及漓江补水工程水库群生态设计概述

介绍了桂林市防洪及漓江补水工程设计中的生态设计理念,包括——生态规划——建立水库群联合水资源的多目标体系、生态设计、生态调度——降低低温水影响/优化初期蓄水调度方式。论述了设计中各个层面上如何运用生态措施,实现水资源的合理配置和保护漓江生态环境的目标。     

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。     

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。     

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。     

漓江实时补水优化调度研究

以漓江三期补水工程体系为研究对象,对漓江实时补水优化调度进行研究。首先基于马斯京根流量演算法建立了供水水库群放水和控制断面需水的定量响应关系,在此基础上提出考虑河道水流演进滞时和生态需水要求的漓江水库群联合补水实时优化调度模型及相应的调度规则,并通过约束处理技术使模型转化为能通过线性规划求解的问题。实时优化调度模型在漓江流域的应用结果表明:斧子口、川江、小溶江、青狮潭、五里峡、思安江六库联合调度,可以使特枯年份的供水日保证率达到94%以上。研究对维持漓江河道健康、提高通航保证率以及旅游经济效益具有重要的意义。     

水库生态调度的内涵与决策目标研究

针对传统水库调度存在的过分重视经济与社会效益、忽视流域生态环境保护的问题,提出水库生态调度应遵循保障基本生活与生态需水量、平衡防洪与生态保护的关系等原则,以及水库多目标生态调度的核心目标。在此基础上,在综合考虑库区以及下游防洪安全与生态环境目标的前提下,提出充分发挥水库水资源的经济、社会与生态效益的生态调度综合效益以及特征流态决策目标模型,并构建了基于指标体系法的黄河银川段实施水库生态调度的价值决策目标评估模型,同时探析了该区域实施分时段多目标协同调度模式的特征。针对水库生态调度中存在的问题,提出了实施分时段的多目标协同调度模式、完善生态需水量与生态适应性管理等对策。     

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。     

径流生态调度研究进展与评述

随着国家与地方大规模的水利投入,一批具有综合利用功能水库的建成带来了巨大的综合利用效益,与此同时,也对库区环境造成了一定的影响。本文通过对生态径流调度内涵的阐述,生态径流计算方法的归纳总结,围绕径流量生态调度和洪水生态调度分析了生态保护取向的生态径流调度措施,在对兴利目标‘和生态保护目标作出不同界定的基础上,探讨了兴利生态一体化的调度措施。     

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。     

水利工程生态与环境调度初步研究

水利工程生态与环境调度主要是着眼于解决我国当前突出存在的水生态环境问题,通过水利工程调度方式的调整和优化,改善流域水环境,促进河流生态系统的健康发展.水利工程生态与环境调度的有效实施需要技术和管理两方面的支持,文中主要结合水库、湖泊的生态与环境调度,从实施调度的必要性、国内外发展研究状况、关键技术和研究技术路线等方面进行了分析,提出了水利工程生态与环境调度研究的总体技术框架.     

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...     

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。     

基于供水统一核算的水利工程生态调度补偿方法及应用

水利工程生态调度是生态文明建设的重要内容,生态补偿是协调利益关系、落实生态调度的保障。针对生态补偿实施难度大的实际问题,本文在总结归纳现有水生态补偿理念与方法的基础上,以丰水区域供水系统为对象,提出一种基于效益统一核算的区域供水系统生态调度补偿机制,在系统整体具备供水潜力的前提下,生态调度后收益增加的工程向效益受损的工程实施补偿,基于水价统一、收益共享、效果核算、政府调节等原则,构建了基于供水收益变化的生态补偿计算方法。通过实际案例对计算方法进行了验证,分析了供水成本、补偿费用、政府补贴之间的动态关系,证明该方法的可行性。     

水库多目标生态调度

分析了现行水库调度方法的不足,指出应在实现社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求,实行水库的多目标生态调度。文中讨论了水库多目标生态调度的方法,包括建立相应法规体系;保证维持下游河道基本生态功能的需水量;模拟自然水文情势的水库泄流方式;进行水库泥沙调控及水库富营养化控制;减轻水体温度分层影响;进行防污调度以及增强水系连通性等方面的调度技术。     

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。     

从长江向南四湖应急生态补水运行分析

介绍了利用江苏江水北调工程向南四湖应急生态补水运行过程，分析了水情调度、工程运行、水量平衡和损失、水质等情况，指出了存在的问题，供南水北调东线工程规划和运行参考。