考虑河流水文情势的水库多目标多尺度调度模式研究

水利工程运行后改变了河流水文情势，这是引起河流生态问题的因素之一。现行的水库管理和运行调度已逐渐考虑到生态环境的需求，但由于对生态与兴利、防洪目标的协调等问题还没有全面、深入的研究，使得目前水库调度主要还是围绕防洪、发电、供水、航运等社会经济效益进行。本项目结合黄河三门峡、小浪底、西霞院水库，以及干流下游水资源与生态环境问题，识别水库运行前后水文情势改变的主要指标；确定在规划期内计划达到的生态环境目标，寻求河流不同时期控制性生态因子，并耦合各因子生态需水获得河道生态径流过程；通过研究生态、防洪与兴利目标之间的协调机制，建立和求解水库多目标多尺度调度模型，应用变异范围（RVA）等方法综合分析调度方案的合理性并反馈修正，在此基础上，提出考虑生态径流过程的水库调度模式及相应配套技术措施，为建设和管理生态友好型水利工程、协调工程建设运行与生态环境保护之间的矛盾提供科学基础和依据。

项目针对黄河下游生态环境问题，寻求河流不同时期控制性生态因子，并耦合各因子生态需水获得河道生态径流过程。通过研究生态、防洪与兴利目标之间的协调机制，建立黄河下游小浪底、西霞院水库多目标多尺度调度模型，采用传统优化方法和改进多目标进化算法对模型进行求解，获得了多目标调度方案。研究结果表明黄河下游多目标多尺度调度模型可有效协调生态、供水和发电的关系，能够大幅提高下游河段的生态保证程度，有效改善黄河下游生态环境；生态目标、发电目标和供水目标之间的竞争关系呈现出不对等性，生态目标和发电之间竞争关系较弱，和供水目标间竞争关系较强。研究成果为改善下游河段的运行方式提供了科学依据和数据支撑。