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水库生态调度模型及其应用

水利学报 2010年第2期40卷 134-141页

作者：康玲黄云燕杨正祥张晓敏华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074 中国科学院水工程生态研究所湖北武汉430079

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... 详细信息

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。

关键词：水库生态调度河流生态需水量生态洪水

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水库生态调度模型及算法研究

长江流域资源与环境 2008年第3期17卷 451-455页

作者：艾学山范文涛武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院武汉物理与数学研究所湖北武汉430071

随着我国大规模流域开发,大量水库建设对河流生态系统造成了较大影响,如何通过水库合理调度来减轻水库对河流生态环境的负面影响,是当前水库运行调度研究中的一个热点问题。针对现行水库调度过分强调经济利益而忽视生态环境需水状况,致... 详细信息

随着我国大规模流域开发,大量水库建设对河流生态系统造成了较大影响,如何通过水库合理调度来减轻水库对河流生态环境的负面影响,是当前水库运行调度研究中的一个热点问题。针对现行水库调度过分强调经济利益而忽视生态环境需水状况,致使部分大坝下游和库区发生生态环境退化的现象,从自然资源可持续发展的角度,探讨了水库生态调度的概念和任务,建立了水库生态调度多目标数学模型。该模型以经济效益、社会效益和生态环境效益组成的综合利用效益最大为目标函数,以综合利用要求为约束条件,包括灌溉、发电、航运、旅游、河口压咸和应急用水等。该模型为具有复杂约束条件的多目标规划模型。创建了可行搜索离散微分动态规划算法(FS-DDDP算法)对该模型进行了求解。

关键词：水库生态调度可持续发展可行搜索离散微分动态规划算法(FS-DDDP算法)

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非充分生态约束条件下水库生态调度模型研究

农业机械学报 2017年第4期48卷 190-197页

作者：徐淑琴苏鑫邢贞相王莉莉路豪杰东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 黑龙江省松花江工程建设管理处哈尔滨150030

在不影响水库原有防洪及供水目标前提下,为了降低水库对河流生态系统的影响,针对部分调度模型存在调度结果满足最小生态流量约束而不满足适宜生态流量约束的情况,提出了以最小生态流量约束调度结果为基础,逐步向适宜生态流量约束靠近的... 详细信息

在不影响水库原有防洪及供水目标前提下,为了降低水库对河流生态系统的影响,针对部分调度模型存在调度结果满足最小生态流量约束而不满足适宜生态流量约束的情况,提出了以最小生态流量约束调度结果为基础,逐步向适宜生态流量约束靠近的非充分生态约束流量求解方法,并引入松弛变量,建立了生态保证程度与发电量的关系,通过对比Kmin法和Kmax-1法的Tennant评价结果确定水库生态调度的最佳平衡点,以此作为非充分生态约束条件下的尼尔基水库生态调度模型。结果表明,生态流量约束值还有很大的提升空间,不宜直接选取最小生态流量约束的调度结果作为调度方案;新的调度模型可以有效解决此类生态调度问题,给决策者提供更合理的调度方式,6种生态约束条件下的生态保证程度分别可提高60%、80%、40%、60%、70%、70%,电量损失率仅为2.01%、1.13%、1.28%、1.47%、2.16%、2.08%。

关键词：环境水利水库生态调度生态流量生态保证程度电量损失率

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基于生态流量过程线的水库生态调度方法研究

水科学进展 2008年第3期19卷 325-332页

作者：胡和平刘登峰田富强倪广恒清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

传统的水库调度以兴利调度和除害调度为主,而水库生态调度则是为了实现人类需要的生态环境目标而进行的水库调度,相关的生态目标涉及水质、泥沙、生态系统和防治血吸虫病等。以水电站年发电量最大为优化目标,以生态方案为约束,提出了基... 详细信息

传统的水库调度以兴利调度和除害调度为主,而水库生态调度则是为了实现人类需要的生态环境目标而进行的水库调度,相关的生态目标涉及水质、泥沙、生态系统和防治血吸虫病等。以水电站年发电量最大为优化目标,以生态方案为约束,提出了基于生态流量过程线的水库优化调度模型。利用该模型对黄河流域某子流域进行了水库生态调度计算,提出了4项生态环境目标,组合出5个生态方案。优化计算结果表明,与不考虑生态目标的方案相比,满足4项生态目标的水库调度方案的年发电量仅减少7.6%,可以看出如果采取合理的调度方案实现生态环境目标不会对水库的经济效益产生大的影响。

关键词：水库生态调度生态流量过程生态环境优化调度

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水库生态调度现状与展望

人民长江 2020年第1期51卷 94-103,123页

作者：陈志刚程琳陈宇顺中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院大学北京100049 世界自然基金会WWF中国淡水项目北京100037

生态调度是在兼顾水库调度的社会、经济效益的基础上重点考虑生态因素的水库调度新模式。简要介绍了生态流量、生态调度等概念,同时对世界各地生态调度实践的过去(2000年以前)和现在(2000~2019年)的研究情况进行了综述,并对未来的研究... 详细信息

生态调度是在兼顾水库调度的社会、经济效益的基础上重点考虑生态因素的水库调度新模式。简要介绍了生态流量、生态调度等概念,同时对世界各地生态调度实践的过去(2000年以前)和现在(2000~2019年)的研究情况进行了综述,并对未来的研究进行了展望。生态调度研究最早于20世纪40年代从研究河流最小生态流量开始,期间提出水文学方法、水力学方法、生境模拟法等200多种生态流量计算方法。现阶段有关生态调度的探索强调将生态因子纳入传统的水库调度过程,由早期的单目标生态调度发展成多目标生态调度,包括生态水量调度、水质调度、泥沙调度和水生生物资源调度。联合调度、梯级调度、分层取水调度等方式被应用于水库调度实践中并取得了显著的成效。此外,大量研究显示,通过工程措施、生物措施和管理措施可以很好地解决生态调度过程中的一些难题。然而,对生态调度机制的研究仍旧匮乏,大量基于经验统计的生态调度工作难以从本质上解决经济发展与生态效益之间的矛盾。因此,从机理层面构建生态调度模型是目前亟待解决的问题,也将成为生态调度领域的新热点。此外,如何对生态调度的效果特别是其对水生态系统健康的效果进行量化,也是当今亟待解决的现实问题。

关键词：水库生态调度水量水质生境水生生物综述

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水库生态调度的内涵与模型构建

武汉大学学报（工学版） 2011年第4期44卷 427-433页

作者：张洪波黄强钱会长安大学环境科学与工程学院陕西西安710054 西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710048

从当前阶段河流生态环境治理与修复过程中重要性的角度,总结已有研究成果,归纳了水库生态调度的基本概念和内涵,分析了生态调度研究领域的研究现状和存在的问题,提出了基于多尺度耦合机制、目标协调机制、特征水流生成机制与调度方案滚... 详细信息

从当前阶段河流生态环境治理与修复过程中重要性的角度,总结已有研究成果,归纳了水库生态调度的基本概念和内涵,分析了生态调度研究领域的研究现状和存在的问题,提出了基于多尺度耦合机制、目标协调机制、特征水流生成机制与调度方案滚动修正机制的生态调度模型基本框架,并结合模型结构和研究方向,认为生态监测网点建设、生态安全评估体系、生态目标识别、目标的协调机制、生态调度图、生态水工建筑物设计以及考虑生态需求的水库调度决策支持系统将是未来该领域优先发展的子领域与主题.

关键词：水库生态调度内涵模型框架优先领域

考虑不同生态需求层次的水电站水库生态调度研究

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水力发电 2022年第2期48卷 1-7,87页

作者：刘彦哲方国华黄显峰颜敏丁紫玉河海大学水利水电学院江苏南京210098

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... 详细信息

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标,以水电站水库发电量最大为经济目标,建立考虑最小和适宜两种生态需求层次的水电站水库生态调度模型,采用NSGA-II算法求解。以刘家坪—鱼米滩梯级水电站水库为实例进行研究,分析发电—生态关系,结果显示所提模型在保障经济效益的同时能有效缓解生态缺水问题。

关键词：水库生态调度多目标优化生态需水评价 ME-Tennant

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水库生态调度的内涵与决策目标研究

人民黄河 2016年第8期38卷 69-72页

作者：刘志立乌鲁木齐市石仁子沟水库管理站新疆乌鲁木齐830063

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... 详细信息

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。

关键词：水库生态调度生态效益防洪生态蓄水量

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基于随机径流历时曲线的水库生态调度研究

水力发电学报 2017年第11期36卷 32-41页

作者：任康刘登峰黄强孟宪萌西安理工大学水利水电学院西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048 中国地质大学(武汉)环境学院武汉430074

生态流量过程线使得水库生态调度考虑了径流的年内变化,然而径流的年际变化也是天然径流的重要特征。本文以引汉济渭工程的水库调度为例,利用标准化降水指数将长系列径流数据划分为典型年系列,应用随机径流历时曲线计算了相应典型年系... 详细信息

生态流量过程线使得水库生态调度考虑了径流的年内变化,然而径流的年际变化也是天然径流的重要特征。本文以引汉济渭工程的水库调度为例,利用标准化降水指数将长系列径流数据划分为典型年系列,应用随机径流历时曲线计算了相应典型年系列的生态流量,建立了包含生态流量约束的发电量最大优化调度模型。调度后的多年平均发电量在最小生态流量下为5.14亿k W·h,在适宜生态流量下为5.05亿k W·h,和工程规划的多年平均发电量5.03亿k W·h基本一致。划分典型年径流系列实施水库调度可以反映径流的年际变化。结果显示,在不同典型年基本可满足生态流量的需求,在特定年份来水特枯的情况下不满足生态需求,需要重点关注。

关键词：水库生态调度生态流量引汉济渭工程标准化降水指数随机流量历时曲线