考慮不同生態(tài)流量約束的黔中水庫群優(yōu)化調(diào)度

梅 超，尹明萬，李 蒙

(1.中國水利水電科學(xué)研究院水資源研究所，北京 100038；2.武漢大學(xué)水資源與水電工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430072)

近年來，隨著人們生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，水庫群調(diào)度研究不僅僅關(guān)注傳統(tǒng)的興利調(diào)度和防洪調(diào)度，包含生態(tài)環(huán)境因素的水庫調(diào)度日益受到關(guān)注和重視[1-3]。董哲仁等[4]較早關(guān)注水庫多目標(biāo)生態(tài)調(diào)度問題；駱文廣等[5]對(duì)生態(tài)環(huán)境調(diào)度的科學(xué)內(nèi)涵進(jìn)行了深入的探討。

目前常用的水庫群生態(tài)調(diào)度模型包含兩種類型，一種是將生態(tài)流量或生態(tài)需水量作為模型的約束條件，予以強(qiáng)制滿足[6]；另一種是將生態(tài)需水缺水量最小作為多目標(biāo)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)之一，參與多目標(biāo)優(yōu)化[7]?？盗岬萚8]建立了丹江口水庫生態(tài)調(diào)度模型，分析了進(jìn)行生態(tài)調(diào)度對(duì)發(fā)電的影響；朱金峰等[9]建立了考慮生態(tài)用水的水庫群優(yōu)化調(diào)度模型，研究結(jié)果表明進(jìn)行生態(tài)調(diào)度能有效減少供水期末的生態(tài)破壞及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水影響較??；盧有麟等[10]以發(fā)電量最大和生態(tài)缺水量最小為目標(biāo)建立了三峽梯級(jí)樞紐生態(tài)調(diào)度模型，對(duì)三峽梯級(jí)樞紐多目標(biāo)生態(tài)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究；王學(xué)敏等[11]以發(fā)電效益最優(yōu)、保證出力最大和三峽下游河道生態(tài)溢缺水量最小為目標(biāo)建立了生態(tài)友好型多目標(biāo)發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型。

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，人們?cè)陉P(guān)心生態(tài)調(diào)度是否能夠滿足生態(tài)環(huán)境需要的同時(shí)，也關(guān)心進(jìn)行生態(tài)調(diào)度對(duì)水庫群其他興利調(diào)度目標(biāo)特別是整體經(jīng)濟(jì)效益的影響[12]。本文通過設(shè)置不同基本生態(tài)流量方案的方式，評(píng)估不同生態(tài)調(diào)度方案對(duì)水庫群總體調(diào)度效益等方面的影響，并基于其規(guī)律給出適合黔中水庫群的基本生態(tài)流量方案。

1 黔中水庫群概況

本文的黔中水庫群是指黔中水利樞紐一期工程所涉及的水庫群，共計(jì)13個(gè)水庫，其中大型水庫4個(gè)，分別是平寨、紅楓湖、普定和和引子渡水庫；中型水庫4個(gè)，分別是桂家湖、松柏山、花溪和阿哈水庫；小型水庫5個(gè)，分別是高寨、鵝項(xiàng)、革寨、大洼沖和凱掌水庫；黔中水庫群是典型的長(zhǎng)藤結(jié)瓜型水庫群，各水庫和水電站的基本信息分別見表1。黔中水庫群主要承擔(dān)供水任務(wù)，不承擔(dān)下游防洪任務(wù)；供水調(diào)度原則是，優(yōu)先使用當(dāng)?shù)厮?，其次使用調(diào)水；河道內(nèi)生態(tài)用水優(yōu)先滿足，其次是河道外非農(nóng)業(yè)用水，再其次是農(nóng)業(yè)用水。

表1 黔中水庫群概況Tab.1 General situation of Guizhou reservoir group

黔中水庫群從三岔河上游的平寨水庫引水，沿途經(jīng)過10個(gè)當(dāng)?shù)厮畮煺{(diào)節(jié)，主要受水區(qū)為黔中灌區(qū)和貴陽、安順等地區(qū)，供水對(duì)象主要是貴陽市、安順市和六盤水市等的城市生活生產(chǎn)供水和黔中灌區(qū)灌溉供水；根據(jù)黔中水利樞紐一期工程的灌區(qū)劃分，將研究區(qū)相應(yīng)劃分為8個(gè)灌區(qū)，分別是梭巖龍、化普馬、普馬沙、木丁落、坡頂花、新雙楊、黃高羊、馬廣凱，加上貴陽市，共9個(gè)計(jì)算單元，根據(jù)各水庫空間關(guān)系及庫群與計(jì)算單元間的供用關(guān)系，對(duì)黔中水庫群進(jìn)行概化，系統(tǒng)概化網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。模型計(jì)算時(shí)入庫徑流系列采用1968-2007系列，設(shè)計(jì)水平年為2020年，需水預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)規(guī)劃給出。

2 模型建立及求解

2.1 優(yōu)化調(diào)度模型

2.1.1 目標(biāo)函數(shù)

(1)供水效益最大函數(shù)：

(1)

式中：j表示計(jì)算單元；ty表示年序號(hào)；OBJ1為年供水效益；asur、adiv分別表示當(dāng)?shù)厮屯庹{(diào)水的供水權(quán)重系數(shù)；PAsur、PCsur、PAdiv、PCdiv分別表示當(dāng)?shù)厮┺r(nóng)業(yè)用水、當(dāng)?shù)厮┓寝r(nóng)業(yè)用水、外調(diào)水供農(nóng)業(yè)用水、外調(diào)水供非農(nóng)業(yè)用水的水價(jià)；XZSA、XZSC、XZDA、XZDC分別對(duì)應(yīng)表示各水源和行業(yè)供水量。

(2)發(fā)電效益最大函數(shù)：

?ty,k

(2)

式中：OBJ2為年發(fā)電效益；ty為年序號(hào)；k為各電站序號(hào)；PEk為各水電站上網(wǎng)電價(jià)；Ekty為年發(fā)電量。

(3)總目標(biāo)函數(shù)：

MaxOBJ=OBJ1+OBJ2

(3)

式中：OBJ為系統(tǒng)供水和發(fā)電總效益，元；總目標(biāo)函數(shù)的意義是系統(tǒng)供水、發(fā)電效益之和最大。

2.1.2 約束條件

(1)水庫水量平衡方程。

Virtm+1=Virtm+(Qirtm-qirtm)Δtm

(4)

式中：ir表示水庫；Virtm、Virtm+1分別為水庫時(shí)段初、末庫容；Qirtm為水庫總?cè)肓髁?；qirtm為水庫總出流量；Δtm為時(shí)段長(zhǎng)。

(2)計(jì)算單元供需平衡方程。

PZWCjtm=XCSCjtm+XCDCjtm+XZMCjm?tm,j

(5)

式中：PZWCjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元的非農(nóng)業(yè)需水量；XCSCjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元由當(dāng)?shù)厮┙o的非農(nóng)業(yè)供水量；XCDCjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元由外調(diào)水供給的非農(nóng)業(yè)供水量；XZMCjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元非農(nóng)業(yè)缺水量。

PZWAjtm=XCSZjtm+XCDAjtm+XZMAjtm?tm,j

(6)

式中：PZWAjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元的農(nóng)業(yè)需水量；XCSAjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元由當(dāng)?shù)厮┙o的非農(nóng)業(yè)供水量；XCDAjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元由外調(diào)水供給的農(nóng)業(yè)供水量；XZMAjtm為tm時(shí)段第j個(gè)計(jì)算單元農(nóng)業(yè)缺水量。

圖1 黔中水庫群系統(tǒng)概化圖Fig.1 A generalized figure of Guizhou reservoir group system

(3)發(fā)電出力與發(fā)電量方程。

Nktm=9.81PPEFIkHktmXPPQktm?tm,k

(7)

Ektm=NktmTktm?tm,k

(8)

式中：Nktm為發(fā)電出力，kW；PPEFIk為水輪機(jī)效率系數(shù)；Hktm為發(fā)電水頭，m；XPPQktm為發(fā)電流量，m3；Ektm為發(fā)電量，kWh；Tktm為利用小時(shí)數(shù)，h。

(4)水庫蓄水量約束。

PRSLirtm≤XRSVirtm≤PRSUirtm?tm,ir

(9)

式中：PRSLirtm為水庫死庫容；XRSVirtm為水庫蓄水量；PRSUirtm為水庫最大庫容。

水庫最大庫容由式(10)進(jìn)行定義。

(10)

式中：PRSU1irtm為水庫正常蓄水位對(duì)應(yīng)庫容；PRSU2irtm為水庫防洪汛限水位對(duì)應(yīng)庫容。

(5)水庫下泄水量約束。

XCRRLirtm≥PCSLirtm?tm,ir

(11)

式中：XCRRLirtm為tm時(shí)段水庫向下游河道的輸水量，包括發(fā)電下泄量和水庫棄水量；PCSLirtm為河道最小下泄流量。

(6)發(fā)電流量約束。

XPPQktm≤PPQUPktm?tm,ir

(12)

式中：PPQUPktm為水輪機(jī)最大過流能力。

(7)發(fā)電出力約束。

PPCLOk≤Nktm≤PPCAPk?tm,ir

(13)

式中：PPCLOk為水輪機(jī)最小出力；PPCAPk為水輪機(jī)機(jī)組設(shè)計(jì)最大出力。

(8)非負(fù)條件約束。上述所有變量均為非負(fù)變量(≥0)。

2.2 模型求解

2.2.1 模型決策機(jī)制

本文建立的模型采用周期序貫決策機(jī)制，有關(guān)周期序貫決策機(jī)制的內(nèi)容詳見文獻(xiàn)[13]。周期序貫決策過程為：當(dāng)面臨時(shí)段為t月為決策期時(shí)，相應(yīng)的優(yōu)化期由時(shí)段為t～t+11月構(gòu)成，包括決策期(t月)時(shí)段和計(jì)劃期(t+1～t+11月)時(shí)段；在優(yōu)化期對(duì)時(shí)段t～t+11進(jìn)行全系統(tǒng)優(yōu)化，基于優(yōu)化結(jié)果做出當(dāng)前決策期的決策；當(dāng)前決策期的決策做出后，將決策期和計(jì)劃期同時(shí)向前遞推一個(gè)時(shí)段，即t+1時(shí)段構(gòu)成新的決策期，t+2～t+12時(shí)段構(gòu)成新的計(jì)劃期，再一次進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和決策，以此類推，直到完成長(zhǎng)系列最后一個(gè)決策時(shí)段n時(shí)的優(yōu)化計(jì)算和決策，補(bǔ)充定義n+11時(shí)段，做出第n時(shí)段的決策，計(jì)算終止。

2.2.2 模型求解方法

模型進(jìn)行線性簡(jiǎn)化后采用線性規(guī)劃求解，線性簡(jiǎn)化的部分為水力發(fā)電部分，簡(jiǎn)化基本思路為：

(1)決策時(shí)段發(fā)電量根據(jù)發(fā)電水頭和發(fā)電水量由式(14)算出，其中發(fā)電水頭Hktm等于時(shí)段平均水位(RSZktm-1+RSZktm)/2減去下游尾水位PPMTAktm和水頭損失PPHSSk，上游時(shí)段平均水位等于時(shí)段初和時(shí)段末上游水位的平均值，下游尾水位取時(shí)段尾水位的多年平均值，水頭損失由各水電站多年平均值給定。

(14)

式中：tm為時(shí)段標(biāo)記；k為水電站水庫標(biāo)記；Ektmtm時(shí)段k水庫的發(fā)電量；PPEEIk為k水庫水電站水輪機(jī)效率系數(shù)；RSZktm-1為k水庫tm時(shí)段初上游水位；RSZktm為k水庫tm時(shí)段末上游水位；PPMTAktm為tm時(shí)段k水庫下游平均尾水位；PPHSSk為k水庫水頭損失；XPPQktm為tm時(shí)段k水庫的發(fā)電流量；PPGENktm為tm時(shí)段k水庫單位水量所發(fā)電量，kWh/m3。

在式(14)中，線性簡(jiǎn)化的關(guān)鍵在于時(shí)段末水位的確定，由于時(shí)段末水位是出庫流量的函數(shù)，因此發(fā)電出力方程是非線性的，如果時(shí)段末水位可以轉(zhuǎn)化為由其他變量來表征，則可以將該方法轉(zhuǎn)化為線性的。時(shí)段末水位需由出庫流量(包括供水量、發(fā)電流量和棄水量等)結(jié)合時(shí)段初水位共同確定，由水庫水量平衡關(guān)系可知，時(shí)段末水位是時(shí)段初水位和時(shí)段庫容變化量的函數(shù)，即水庫時(shí)段末水位RSZtm由月初庫容Vtm-1和時(shí)段庫容變化量ΔVtm共同確定：

RSZtm=f(Vtm-1,ΔVtm)

(15)

其中，時(shí)段初庫容Vtm-1已知，要推求時(shí)段末水位RSZtm，關(guān)鍵在于獲得時(shí)段庫容變化量ΔVtm。通過該轉(zhuǎn)換，月末水位由月初水位和時(shí)段庫容變化量給出，而時(shí)段庫容變化量ΔVtm則可由率定得到，因此發(fā)電量?jī)H為發(fā)電用水量的線性函數(shù)。

ΔVtm可通過率定得到：通過假設(shè)一組ΔVtm可以獲得預(yù)估的月末水位Ztm，這時(shí)決策時(shí)段發(fā)電量可以由式(14)計(jì)算，通過改變假設(shè)的ΔVtm值反復(fù)運(yùn)行模型進(jìn)行迭代計(jì)算，直至預(yù)估月發(fā)電水頭與決策月發(fā)電水頭之差達(dá)到一定的收斂條件，即可認(rèn)為求解完畢。

(2)計(jì)劃期各時(shí)段各水庫發(fā)電量簡(jiǎn)化為單方水所發(fā)電量與相應(yīng)水庫發(fā)電用水量的乘積。

當(dāng)前和未來時(shí)段發(fā)電量計(jì)算公式見式(14)。

2.3 河道內(nèi)基本生態(tài)需水量方案

分別設(shè)置三套河道內(nèi)基本生態(tài)需水量方案(以下簡(jiǎn)稱方案1、方案2、方案3)：

方案1：按照控制斷面多年平均年徑流量的10%計(jì)算年河道內(nèi)基本生態(tài)需水量，將該水量平均分配到12個(gè)月。

方案2：按照控制斷面多年平均年徑流量的15%計(jì)算年河道內(nèi)基本生態(tài)需水量，將該水量平均分配到12個(gè)月。

方案3：汛期(6、7、8月)河道內(nèi)基本生態(tài)需水量按控制斷面多年平均年徑流量的30%除以12計(jì)算，非汛期生態(tài)需水量與方案1相同。

三套河道內(nèi)基本生態(tài)需水量方案的生態(tài)流量及生態(tài)需水量如表2示，該生態(tài)流量及相應(yīng)水量是供給河道內(nèi)生態(tài)需水的最低約束值，實(shí)際供給的生態(tài)需水量包含了發(fā)電下泄水量、供水下泄量和棄水量。

表2 河道內(nèi)控制斷面基本生態(tài)需水量方案Tab.2 Basic ecological water demand plan of inner channel control sections

3 不同方案調(diào)度結(jié)果分析

3.1 多年平均調(diào)度結(jié)果分析

根據(jù)2.3中設(shè)置的三套基本河道內(nèi)生態(tài)需水量方案，運(yùn)行水庫群優(yōu)化調(diào)度模型，分別獲得三套調(diào)度結(jié)果，多年平均的調(diào)度結(jié)果如表3所示，不同調(diào)度方案結(jié)果缺水情況如表4所示。

從實(shí)際生態(tài)供水方面分析，三套基本生態(tài)需水方案下的實(shí)際河道內(nèi)生態(tài)供水量相差較少，方案2較方案1多85 萬m3，方案3較方案1多421 萬m3。

從發(fā)電量方面分析，方案1發(fā)電量為87 835 萬kWh，方案2發(fā)電量為88 069 萬kWh，較方案1多0.27%，方案3發(fā)電量為87 677 萬kWh，較方案1少0.18%，三者相比方案2發(fā)電量最多。

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面分析，三種基本生態(tài)流量方案下，供水效益基本沒有差別，差別主要體現(xiàn)在發(fā)電效益上；總體上，方案2社會(huì)經(jīng)濟(jì)總效益最高，方案2較方案1社會(huì)經(jīng)濟(jì)總效益高0.08%，方案3較方案1社會(huì)經(jīng)濟(jì)總效益低0.08%。

表3 不同方案多年平均調(diào)度結(jié)果Tab.3 Scheduling results of different plans

表4 不同方案調(diào)度結(jié)果缺水情況Tab.4 Water shortage situation of different scheduling results

從缺水方面分析，從方案1到方案3，缺水量不斷增加，方案2比方案1缺水量多34 萬m3，方案3比方案1缺水量多99 萬m3；從方案1到方案3，農(nóng)業(yè)供水保證率有所下降，非農(nóng)業(yè)供水保證率是不斷下降的，但下降的幅度較小。進(jìn)一步分析農(nóng)業(yè)用水保證率較低原因，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水由黔中水庫群調(diào)度補(bǔ)給，但由于渠道過流能力的限制，導(dǎo)致部分計(jì)算單元接受調(diào)水的容量有限，因此在較枯年份始終存在農(nóng)業(yè)缺水，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水保證率較低，但整體上缺水率很低。

3.2 典型年調(diào)度效益分析

進(jìn)一步比較3種河道內(nèi)生態(tài)需水方案下不同典型年的調(diào)度結(jié)果的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，各種方案下的典型年調(diào)度效益如表5所示。

表5 不同方案典型年調(diào)度效益 萬元

供水效益方面，越是來水偏枯的年份，黔中水庫群供水量越多，供水效益越高，符合黔中水庫群的調(diào)度原則；并且，由于一般情況下調(diào)水量與受水區(qū)需水量能夠達(dá)到供需平衡，在選取的豐、平、枯典型年下均不缺水，因此同一典型年下3種方案下的供水效益是相同的，一定程度的河道內(nèi)基本生態(tài)需水的變化對(duì)供水效益沒有影響。

發(fā)電效益方面，3種方案調(diào)度效益的差別主要體現(xiàn)在發(fā)電上，豐水年方案2發(fā)電效益最高；平水年方案1發(fā)電效益最高；枯水年方案3發(fā)電效益最高。

從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面衡量，同一典型年下，3種方案的效益差別是相當(dāng)小的，三者社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的差別主要體現(xiàn)在發(fā)電方面，但相對(duì)于黔中水庫群總效益而言可以忽略不計(jì)。

3.3 生態(tài)供水過程分析

圖2給出了各控制斷面三套方案基本生態(tài)需水量與實(shí)際生態(tài)供水量的年內(nèi)過程，在本文中，控制斷面實(shí)際生態(tài)供水量是指通過該斷面向下游河道下泄的全部水量，通常包括基本生態(tài)需水量、發(fā)電水量、通過河道流向下游的供水量及河道內(nèi)棄水量這幾部分組成。

從圖2中可以看出，同一方案下，各水庫斷面的實(shí)際生態(tài)供水量一般要比基本生態(tài)需水量大，只有桂家湖控制斷面3個(gè)方案下的實(shí)際生態(tài)供水量與基本生態(tài)需水量是完全相同的。

除桂家湖、革寨和大洼沖3個(gè)控制斷面外，3種方案下的其他斷面實(shí)際年內(nèi)生態(tài)供水過程均表現(xiàn)為先上升后下降的過程，在汛期(6、7、8月)的實(shí)際生態(tài)供水量明顯要高于其他月份，且均大于方案3設(shè)置的汛期基本生態(tài)需水，造成這種現(xiàn)象的原因有：①各水庫在汛期一般水量充足，除大量水量通過發(fā)電向河道內(nèi)下泄以外，還有一部分棄水量也下泄到下游河道；②黔中水庫群供水對(duì)象包括農(nóng)業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水一般在6、7、8月需求較大，且在年內(nèi)也基本呈現(xiàn)出先上升后下降，這與河道內(nèi)在汛期需要一定程度加大生態(tài)下泄量的要求是要吻合的，某些農(nóng)業(yè)供水的調(diào)度一定程度上滿足了河道內(nèi)生態(tài)需水的需求。

3.4 方案比較討論與適宜方案制定

從上述分析來看，3套方案在多年平均調(diào)度結(jié)果、典型年調(diào)度效益和生態(tài)供水過程方面的差別均不大。三者之所以差異不大，是因?yàn)楹拥纼?nèi)生態(tài)用水與供水、發(fā)電用水存在不完全競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，存在一定的一水多用現(xiàn)象，歸納起來有：①生態(tài)流量通過水輪機(jī)發(fā)電后下泄；②供水量通過水輪機(jī)發(fā)電后下泄；③上游生態(tài)和發(fā)電已經(jīng)利用過的水量為下游提供生態(tài)、發(fā)電和供水量；④棄水量供給河道內(nèi)生態(tài)需水。這種水庫群中的一水多用現(xiàn)象，不僅僅在黔中水庫群中存在，在其他水庫群中同樣存在。一般而言，只有在庫區(qū)取水供給河道外用水時(shí)該部分用水才與發(fā)電和河道內(nèi)生態(tài)用水存在嚴(yán)格的用水競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

結(jié)合上述3套生態(tài)環(huán)境需水量方案調(diào)度結(jié)果的分析，統(tǒng)籌考慮供水、發(fā)電和生態(tài)環(huán)境等效益，基于“既適當(dāng)提高非汛期的生態(tài)基流，又保留汛期(6、7、8月)生態(tài)流量脈沖特性”的思想，綜合設(shè)定生態(tài)環(huán)境需水量方案4。方案4中，汛期基本生態(tài)流量為控制斷面多年平均天然徑流量的20%，非汛期為12%，各控制斷面基本生態(tài)流量及生態(tài)需水量如表6所示。

圖2 控制斷面年內(nèi)生態(tài)供水過程Fig.2 The inner year process of ecological water supply for different control sections

水庫河系河流名稱月生態(tài)流量/(m3·s-1)汛期非汛期月生態(tài)需水量/萬m3汛期非汛期年生態(tài)需水量/萬m3平寨鵝項(xiàng)大洼沖凱掌松柏山花溪阿哈紅楓湖烏江三岔河11．787．073096．001857．6026006．40邢江河0．120．0731．4018．80263．80羊昌河0．010．012．401．4020．20南明河0．030．028．405．0070．60南明河0．470．28123．8074．301039．90南明河1．070．64280．60168．402357．00南明河0．640．39169．20101．501421．30貓?zhí)?．513．311448．20868．9012164．90桂家湖高寨北盤江桂家河0．290．1877．0046．20646．80郎岱河0．530．32138．2082．901160．90革寨紅水河格凸河0．270．1671．6043．00601．40

基于生態(tài)需水量方案4的調(diào)度結(jié)果如表7和表8所示。方案4的調(diào)度結(jié)果多年平均總效益與方案1基本持平，較方案2略低，略高于方案3；在缺水方面，方案4的農(nóng)業(yè)缺水率為1.7%，非農(nóng)業(yè)缺水率為0，與方案2基本相同，高于方案1低于方案3；供水保證率方面，方案4供水保證率與方案2及方案3相同，略低于方案1?？傮w而言，方案4是綜合前3套方案的優(yōu)勢(shì)制定的較為適宜的方案，在保證經(jīng)濟(jì)效益及供水保證率的前提下，較好地適應(yīng)了河流不同時(shí)段對(duì)生態(tài)流量的特定需求。綜上所述，推薦方案4作為黔中水庫群優(yōu)化調(diào)度時(shí)的基本生態(tài)需水量方案。

表7 方案4多年平均調(diào)度結(jié)果Tab.7 Scheduling results of plan 4

表8 方案4調(diào)度結(jié)果缺水情況Tab.8 Water shortage situation of plan 4

4 結(jié) 語

通過設(shè)置多套河道內(nèi)基本生態(tài)需水量方案的方法分析了河道內(nèi)基本生態(tài)需水量變化對(duì)黔中水庫群總體調(diào)度結(jié)果的影響，結(jié)果表明，一定程度上增加基本生態(tài)需水對(duì)黔中水庫群調(diào)度社會(huì)經(jīng)濟(jì)總效益并無過大影響，并且可能在一定情況下提高水庫群系統(tǒng)調(diào)度的總體效益。對(duì)于多數(shù)綜合利用水庫群而言，供水、發(fā)電和生態(tài)三者均并不是完全的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，盡管存在一定的競(jìng)爭(zhēng)，但由于存在同一水庫群系統(tǒng)內(nèi)的一水多用現(xiàn)象及上下游的互補(bǔ)關(guān)系，通過水庫群整體上合理的優(yōu)化調(diào)度，可以在兼顧河道內(nèi)生態(tài)需水的條件下，達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，或者僅損失較小的經(jīng)濟(jì)效益使得調(diào)度總效益更大。因此，在水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度實(shí)際操作中，出于維護(hù)河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展的需要，在考慮一定的河道內(nèi)生態(tài)流量條件下進(jìn)行調(diào)度，是必要的，而且一定程度在經(jīng)濟(jì)條件上是可行的。

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