长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析_曾德晶.pdf

第 54 卷 第 2 期2 0 2 3 年 2 月人民长江YangtzeiverVol 54，No 2Feb，2023收稿日期:2022 03 22基金项目:中国长江电力股份有限公司科技项目“金沙江下游 三峡梯级电站水资源管理决策支持系统”(1517020002)作者简介:曾德晶，男，助理工程师，硕士，研究方向为水资源优化配置、水利信息化。E mail:zengdejing123 qq com通信作者:戴领，男，工程师，博士，研究方向为水资源优化配置。E mail:dailing2021 qq com文章编号:1001 4179(2023)02 0214 06引用本文:曾德晶，戴领 长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析 J 人民长江，2023，54(2):214 219长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析曾 德 晶1，戴领2(1 湖北长清信息系统集成有限公司，湖北 武汉 430010;2 长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010)摘要:随着长江上游水利工程的陆续兴建投运，干流年来水量和径流年内分配过程发生显著变化，势必对下游水库群调度运行造成较大影响。以长江上游干支流水库群为研究对象，建立上游干支流水库群运行模拟模型以及金沙江下游 三峡梯级水库群联合发电优化调度模型，重点分析中长期尺度上游干支流水库群调蓄对金沙江下游 三峡梯级电站发电能力的影响。研究结果表明:上游干支流水库群调蓄极大地改变了溪洛渡及三峡水库来水年内分配，提高了枯期来水占比，进一步提高了梯级电站发电能力;丰水年条件下，梯级总发电量增加了 1 22%，总弃水量减少了 14 11%;枯水年条件下，梯级总发电量增加了 3 16%，总弃水量减少了1567%。关键词:水库调蓄;发电能力;调度规则;金沙江下游 三峡梯级水库;长江上游水库群中图法分类号:TV697文献标志码:ADOI:10 16232/j cnki 1001 4179 2023 02 0320引 言金沙江下游 三峡梯级水库群是长江流域最大的水库群，包含乌东德至葛洲坝 6 座巨型水电站，总装机容量超过 7 000 万 kW，年均发电量超过 3 000 亿kWh，装机容量和年发电量均居世界水电行业首位 1。目前，乌东德、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站已经全面投入运行，白鹤滩水电站已于 2021 年建成投运。金沙江下游 三峡梯级水库群肩负着繁重的防洪、发电、航运、泥沙、生态保护等综合任务，是开发长江、治理长江的核心工程。然而，随着上游子流域大型调节型水库的不断兴建投产，长江干流的年来水量和径流年内分配过程已经发生很大变化，势必对下游水库群调度运行造成巨大影响。因此，定量解析长江上游水库群调蓄对金沙江下游 三峡梯级的影响机制对于下游梯级调度运行和未来全流域联合调度具有重大意义。目前，相关研究 2 5 大多是基于实测数据进行还原还现，分析现状水平年条件下水库调蓄对下游径流的影响，且在还现方面，水库群调度方式大多采用调度图或人工设定水位或出库等。然而，水库面临不同来水，其调度运行方式不同，通过上述方式简化处理一定程度上忽略了这一点，致使其偏离实际运行情况，无法反映真实过程，实验结果可信度不高。此外，对于金沙江下游三峡梯级而言，其来水组成复杂，分别由金沙江、雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江及区间组成，各子流域已投产运行水库对年内水量的调节能力达宜昌站多年平均来水的1/4 6，且各子流域兴建水库规模不一，传播距离不一，蓄水消落时间不一，致使其对溪洛渡、三峡水库来水发电影响机理愈加复杂，尚需进一步综合考虑流域不同来水情景，深入解析上游水库联合运行对溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝梯级水库的影响。为此，本文以长江上游水库群实时调度运行数据第 2 期曾德晶，等:长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析为基础，采用支持向量机提取各水库调度规则，建立旬尺度上游水库群模拟调度模型，分析上游水库群及各子流域梯级调蓄对溪洛渡及三峡水库入库流量的年内变化情况，进而以上述调蓄后溪洛渡、三峡水库入库为边界入流输入到以发电量最大为目标的金沙江下游 三峡梯级联合优化调度模型中，计算各来水边界下优化调度模型最优目标值，以此作为梯级电站发电能力，从而分析不同时期长江上游水库群或各子流域梯级对金沙江下游 三峡梯级发电能力的影响。1长江上游水库群调度规则提取与运行模拟金沙江下游 三峡梯级来水受金沙江中上游干支流、雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江控制性水库群调蓄的影响。结合目前流域水库群建设情况，研究主要考虑上游具有较强调蓄能力的控制性水库及流域出口控制水库共计 23 座，包括:金沙江中游(梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、观音岩)、雅砻江(锦屏一级、锦屏二级、二滩、桐子林)、岷江嘉陵江(紫坪铺、瀑布沟、碧口、宝珠寺、亭子口)、乌江(洪家渡、乌江渡、构皮滩、思林、沙沱、彭水、银盘、江口)等7 8 长江上游已投运的大部分水库承担防洪、发电、灌溉、生态等多重任务，运行约束繁杂，调度难度大。在实际调度过程中，调度人员会根据当前水位、来水等信息修正决策，真实调度过程往往与调度图相差甚远，因此使用传统的调度图模拟水库调度运行过程往往精度不高。目前，越来越多的学者采用机器学习算法从水库实时运行数据挖掘调度运行规律，提取水库调度规则，从 而 实 现 大 规 模 水 库 群 调 度 运 行 的 精 确 模拟9 11。例如畅建霞等12 采用改进的 BP 神经网络寻求西安市城市水源的 3 个水库的联合优化调度函数。纪昌明等13 采用粗糙集理论去除调度影响因子属性集冗余属性，降低模型复杂度，进而采用支持向量机回归模型拟合水库时段决策变量之间的非线性关系得到水电站发电调度函数。考虑到长江上游部分水库运行年限较短，可获得样本数较小，而支持向量机在解决小样本、非线性及高维模式识别中较其他机器学习方法表现出许多特有的优势，其泛化能力要明显优于神经网络等传统学习方法，且该方法求解最后转化成二次规划问题的求解，因而解是唯一的，也是全局最优解14 15。此外，支持向量机方法已在水利领域应用广泛，在水文预报、调度规则提取等方面均有应用且效果较好13，16，同时该方法实现简单，操作方便，故本文采用支持向量机方法提取水库调度规则。支持向量机借助 不敏感损失函数来实现回归16 17，首先考虑用线性回归函数 f(x)=wx+b 估计训练样本集 D=(xi，yi)，其中 w 为权重，b 为偏置项，i=1，2，n，xid，yi。假设所有训练数据在精度 下无误差地用线性函数拟合，即:yi wxi b wxi+b yi(1)根据结构风险最小原则15，上述回归问题可转化为求解:min12w2。考虑到允许拟合误差情况，引入松弛变量 i 0和*i 0，则式(1)变为yi wxi b +iwxi+b yi +*i(2)式(2)的优化目标变为min12w2+Cni=1(i+*i)(3)式中:C 为惩罚因子，C 越大表示训练误差大于 的样本惩罚越大。为求解上述问题，引入 Lagrange 乘子*i，i，*i，i构造 Lagrange 函数:L(w，i，*i)=12w2+Cni=1(i+*i)ni=1*i(*i+yi wxi b)ni=1i(i+yi+wxi+b)ni=1(ii+*i*i)(4)求解得时段决策变量之间的回归函数为式(5)，对于非线性问题，可通过非线性变换转化为某个高维空间中的线性问题，即用核函数 K(xi，xj)替代原来的内积运算(xi，xj)，就可以实现非线性函数拟合，如式(6)所示。f(x)=x+b=ni=1(i*i)(xix)+b(5)f(x)=(x)+b=ni=1(i*i)K(xix)+b(6)选择 2014 2016 年长江上游各水库历史运行数据作为模型训练样本，2017 年数据用于检验。以当前旬数、当前旬水库水位、入库流量、出库流量以及下一旬预报入库流量(以下一旬实际流量为预报流量值，本文暂不考虑预报流量误差)为模型输入，以下一旬出库流量为输出，构建模型样本对，核函数采用 BF型核函数，并通过交叉验证及网格搜索确定合适的惩罚因子及核函数参数，采用 Java 中 libSVM 包进行模512人民长江2023 年型构建和求解，获得式(6)中各项 Lagrange 乘子*i，i，以及上游干支流各水库的运行调度规则。采用平均相对误差、合格率、确定性系数、均方根误差得到的精度评定指标如表 1 所列。由表 1 可知，除去嘉陵江宝珠寺、亭子口以及乌江洪家渡、乌江渡、构皮滩水库外，各水库模型精度较高，平均相对误差在 0 10 左右，确定性系数较高。其主要原因在于:宝珠寺等水库数据缺失严重，数据量较少，模型训练效果较差。进一步，基于各水库调度规则，建立上游水库群调度运行模拟模型，对上游各水库进行逐级模拟，即将最上游水库当前旬水库水位、入库流量、出库流量、下一旬预报入库流量和当前旬数输入至 SVM 模型中从而获得下一旬平均出库流量，通过水量平衡方程获得下一旬水位，以此类推，获得整个调度期水库调度过程，进一步结合区间获得下一级水库入库过程，重复上一水库模拟过程，从而获取金沙江下游 三峡梯级电站来水输入。表 1SVM 模型检验结果指标统计Tab 1Statistics of SVM model test results水系水库平均相对误差合格率/%确定性系数均方根误差/(m3s1)金沙江梨园009940998802阿海007971007131金安桥013880998582龙开口005940996663鲁地拉009941008445观音岩0147509720720雅砻江锦屏一级0178308619565锦屏二级003970993058二滩0098208921749桐子林0021001002740岷江瀑布沟0225007833252紫坪铺012780896886嘉陵江碧口008910962139宝珠寺040370767384亭子口0464202831317乌江洪家渡032390476534乌江渡0255108110623构皮滩0234407719075思林0167809711449沙沱012920987538彭水0147509711173银盘0069409886092金沙江下游 三峡梯级电站联合优化调度模型本文以梯级电站联合调度最大发电量作为梯级电站发电能力，建立以发电量最大为调度目标的金沙江下游 三峡梯级电站联合优化调度模型，即:maxE=Tt=1Mi=1Ni，tTt=Tt=1Mi=1Ki，tQi，tHi，tTt(7)式中:E 为调度期内梯级电站总发电量，T 为调度期内时段数，M 为梯级电站数量，Ni，t为第 i 个电站在时段 t的出力，Ki，t为对应的出力系数，Qi，t为对应的发电引用流量，Hi，t为第 i 个电站在时段 t 的水头，Tt为 t 时段的时段长度。约束条件如下:(1)水量平衡公式。Vi，t+1=Vi，t+(Ii，t Qi，t Si，t)Tt(8)式中:Vi，t为第 i 个电站在 t 时段初的库容，Ii，t为入库流量，Qi，t为发电流量，Si，t为弃水流量，Tt为 t 时段的时段长度。(2)水力约束。Zdowni，t=Zdown1(Qi，t+Si，t)，无顶托Zdown2(Qi，t+Si，t，Zi+1，t)，有顶托(9)式中:Zi，t为电站坝前水位，Zdowni，t为电站尾水位。一般情况下，电站尾水位是其下泄流量的凹函数，但当上游电站坝址位于下游电站回水区，梯级水电站出现水头重叠情况(即“顶托”)时，电站尾水位还与其下游电站的坝前水位有关。(3)蓄水位约束。Zmini，t Zi，t Zmaxi，t(10)|Zi，t Zi，t+1|Zi(11)式中:Zmini，t和 Zmaxi，t分别为电站 i 在时段 t 的最小和最大水位限制;Zi为时段内的最大允许水位变幅。(4)出力约束。NGi，t Ni，t Nmaxi，t(Hi，t)(12)式中:Nmaxi，t和 NGi，t分别为电站 i 在时段 t 的最大出力和保证出力。(5)流量约束。Qmini，t Qi，t+Si，t Qmaxi，t(13)式中:Qmaxi，t和 Qmini，t分别为电站 i 在时段 t 的最大下泄流量和最小下泄流量。(6)边界约束。Zi，1=Zbegini，Zi，T=Zendi(14)式中:Zbegini为电站起调水位，Zendi为调度期末控制水位。以上游水库群模拟获得的来水为模型输入，构建上述联合优化调度模型，运用遗传算法求解模型，获取给定约束下的梯级最优发电量，即为不同来水条件下的梯级电站发电能力。3上游水库群调蓄影响分析3 12018 年上游水库群调蓄影响分析将 2018 年实测来水分旬尺度进行还原计算，得到溪洛渡和三峡水库还原后入库流量(见图 1 2)及来612第 2 期曾德晶，等:长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析水和调蓄量的年内分布(见表 2 3)。由表 2 3 可知，2018 年上游水库群调蓄后，溪洛渡水库在消落期及蓄水期来水分别增加了 31 90 亿，4 10 亿 m3，汛期降低了 59 71 亿 m3，消落期及蓄水期来水比例分别上升了 2 4%，0 8%;三峡水库在消落期来水增加了151 13 亿 m3，蓄水期及汛期分别降低了 128 31 亿，171 49 亿 m3，消落期来水比例上升了 4 1%。图 12018 年来水还原前后溪洛渡水库入库流量对比Fig 1Comparison of inflow of Xiluodu eservoirbefore and after water reduction in 2018图 22018 年来水还原前后三峡水库入库流量对比Fig 2Comparison of inflow of Three Gorges eservoirbefore and after water reduction in 2018表 22018 年溪洛渡、三峡以上水库群总调蓄量Tab 2Total regulation and storage of reservoirs aboveXiluodu and Three Gorges eservoirs in 2018亿 m3时期溪洛渡水库以上总调蓄量三峡水库以上总调蓄量消落期319015113汛期597117149蓄水期41012831合计237214867表 32018 年溪洛渡、三峡水库来水比例分布Tab 3Annual distribution of inflow proportion of Xiluoduand Three Gorges esevoirs in 2018%时期溪洛渡水库来水比例三峡水库来水比例还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值消落期2392632422226341汛期4123803244642323蓄水期3493570833131417进一步以还原前后溪洛渡和三峡水库的入库流量作为联合发电优化调度模型输入，得到优化后金沙江下游 三峡梯级电站各时期发电量和弃水量(见表 45)。由表 4 5 可知，2018 年上游水库群调蓄后，梯级水库在蓄水期发电量有所降低，但消落期发电量均大幅增加，梯级总发电量在消落期增加了 83 84 亿kWh，汛期和蓄水期降低了428 亿，4219 亿 kWh，合计增加37 37 亿 kWh。梯级水库蓄水期弃水量增加了 6 31 亿 m3，汛期和消落期弃水量均大幅降低，梯级总弃水量由 1 662 48 亿 m3降低至 1 352 95 亿 m3，降低了 18 6%。总体来说，2018 年经上游水库群调蓄后，溪洛渡水库蓄水期来水增加不多，增发电量较低，三峡水库蓄水期来水降低，三峡、葛洲坝电站发电量降低，导致梯级整体在蓄水期发电量降低，但梯级水库消落期来水增大，消落期梯级水库消落期发电量大幅增加，年发电量增加;梯级各库弃水量均大幅减少;汛期由于梯级水库基本满发，发电量变化不明显，但由于上游水库群拦蓄洪水，梯级水库弃水量大幅减少。3 2不同典型年上游水库群调蓄影响分析分别选取丰水年(1983 年)、平水年(1961 年)和枯水年(1996 年)来水作为输入，上游各水库均以正常蓄水位起调，采用第 1 节建立的模拟调度运行模型进行模拟调度，获得溪洛渡和三峡水库入库流量并统计相关指标见表 6 7;以调蓄前后溪洛渡和三峡水库入库作为输入，计算梯级电站发电能力及弃水量(见表8)。由表 6 7 可知，丰平枯典型年条件下消落期来水表 42018 年梯级电站发电量对比Tab 4Comparison of power generation of cascade hydropower stations in 2018亿 kWh时期溪洛渡发电量向家坝发电量三峡发电量葛洲坝发电量梯级总发电量还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值消落期2079324230343710762123781616314563436429085779620242368790771748384汛期214702138608410190103041143747236900572403941531147317172743428蓄水期23750237280221182011812008357213198137405948549944977239730204219合计6601369344333132772344941722104649103245140415766158540882192002229373737表 52018 年梯级电站弃水量对比Tab 5Comparison of abandoned water volume of cascade hydropower stations in 2018亿 m3时期溪洛渡弃水量向家坝弃水量三峡弃水量葛洲坝弃水量梯级总弃水量还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值还原径流实测径流差值消落期3203110097345621730001711095161627659681797汛期19039128516188 2453817839669920563148615702761446494711197 14028511049829787蓄水期1031610584268 12882132453630000002319823829631合计29675237465929 3815431646650920563148615702778556504212813 16624813529530953712人民长江2023 年经上游调蓄后，来水均有所增加，主要原因是上游水库群在消落期腾空库容，导致下游水库来水增多;而由于部分调蓄能力强的水库模拟调度运行后在汛末水位较高，导致蓄水期结束时部分水库水位下降，从而导致溪洛渡和三峡水库入库流量增大。此外，由表 8 可知，上游水库群调蓄后，金沙江下游 三峡梯级电站发电能力均有所增加，弃水量均有下降，特别是在枯水年份，弃水量减少比例远远大于发电量增加比例，上游调蓄作用较其他典型年份大，进一步验证了梯级水电开发对于提高水资源利用率具有重要意义。表 6典型年溪洛渡、三峡以上水库群总调蓄量Tab 6Total regulation and storage of reservoirs aboveXiluodu and Three Gorges eservoirs in tgpical years亿 m3时期溪洛渡以上总调蓄量三峡以上总调蓄量消落期汛期蓄水期合计消落期汛期蓄水期合计丰水年236830674262738278119630523737平水年248535137642647544126966604492枯水年2781376534663883761267315502747表 7典型年溪洛渡、三峡水库来水比例分布Tab 7Annual distribution of inflow proportion of Xiluodu andThree Gorges eservoirs in tgpical years%典型年时期溪洛渡水库来水比例三峡水库来水比例调蓄前调蓄后差值调蓄前调蓄后差值丰水年消落期2712922121923920汛期3973722543441123蓄水期3323360434735003平水年消落期2592792020822820汛期4444172744742126蓄水期2973040734535106枯水年消落期2422652324426622汛期4614342745542728蓄水期2973010430130706表 8典型年梯级电站发电量及弃水量对比Tab 8Comparison of power generation and abandoned watervolume of cascade hydropower stations in typical years典型年梯级总发电量/亿 kWh梯级总弃水量/亿 m3调蓄前调蓄后差值调蓄前调蓄后差值丰水年20694820947125231162998164平水年200741204038329711731025148枯水年191232197276604411689851834结论与展望本文根据长江上游水库群历史运行数据，建立了基于支持向量机的上游干支流水库群模拟调度模型，以模拟模型获得的溪洛渡水库入流与向家坝 三峡区间流量为来水输入条件构建金沙江下游 三峡梯级联合优化调度模型，并计算了金沙江下游 三峡梯级电站的发电能力，在此基础上，分析了长江上游水库群调蓄对金沙江下游 三峡梯级电站来水、发电能力和弃水量的影响。结果表明:经长江上游水库群调蓄后，溪洛渡和三峡水库来水分配发生较大变化，具体表现为枯水期来水增多，从而导致下游电站枯水期发电量大幅增多，年发电能力增大。不同典型年条件下，上游水库群调蓄规律相同，枯期来水增大，年发电能力增大，其中，丰水年条件下，梯级总发电量增加了1 22%，总弃水量减少了 14 11%;平水年条件下，梯级总发电量增加了 1 64%，总弃水量减少了 12 62%;枯水年条件下，梯级总发电量增加了 3 16%，总弃水量减少了 15 67%。相对于以往研究，本文采用支持向量机模型从水库历史调度数据中提取反映真实调度规律的调度规则，更能反映调度人员的人工经验与智慧，以此为基础构建的水库模拟调度模型精度更高，根据模拟模型所获得的水库调度过程比调度图更加准确，以此为基础延伸获得调蓄影响分析结论更加可靠。本研究限于资料条件，仅在中长期尺度上分析了长江上游水库群调蓄对金沙江下游 三峡梯级电站来水、发电能力和弃水量的影响，未在短期尺度上研究上游电站拦蓄对下游梯级水库汛期防洪调度和汛末蓄水的影响。此外，在上游水库群调度运行模拟时，只考虑了部分水库调度运行的基本约束，未对模型误差累积进行处理，一定程度上影响了结果的精度。后续研究主要可以从两方面开展:研究精度更高的水库调度模拟模型，即提高对水库实际调度规律的反映程度，获得与实际更加贴近的水库模拟调度过程;提高联合优化调度模型精度，使求解模型得到的最优发电量更加贴近实际发电量。参考文献:1王超，周建中，王浩，等 金沙江下游梯级电站中长期调度精细化出力计算方法J 水电能源科学，2016，34(5):55 59 2梁志明，戴凌全，侯雨坤，等 长江上游流域水库群调蓄对三峡 葛洲坝梯级电站运行影响分析J 三峡生态环境监测，2020，5(1):68 77 3丁胜祥，王俊，沈燕舟，等 长江上游大型水库运用对三峡水库汛末蓄水影响的初步分析J 水文，2012，32(1):32 38 4杨芳，梁志明，段尧彬，等 长江上游水库群调蓄对溪洛渡水库入库流量影响分析J 三峡生态环境监测，2020，5(1):78 84 5舒卫民，李秋平，鲍正风，等 长江上游水库群调蓄对三峡水库流量预报的影响分析J 水电与新能源，2016(5):1 5 6赵文焕，冯宝飞，陈瑜彬 上游水库群蓄水对三峡水库 8 10 月来水影响J 人民长江，2013，44(13):1 4 7李安强，张建云，仲志余，等 长江流域上游控制性水库群联合防洪调度研究J 水利学报，2013，44(1):59 66 8李纯龙 长江上游大规模水库群综合运用联合优化调度研究D 武汉:华中科技大学，2016 9王金龙，马光文，黄炜斌，等 BP 人工神经网络模型在溪洛渡、向家坝两库联合优化调度规则中的应用J 水电能源科学，2012，30(12):48 51 10SHEN Z，LIU P，MING B，et al Deriving optimal operating rules of a812第 2 期曾德晶，等:长江上游水库群调蓄对下游电站发电能力影响分析multi reservoir system considering incremental multi agent benefitallocationJ Water esources Management，2018，32(11):3629 3645 11LIU P，LI L，CHEN G，et al Parameter uncertainty analysis of reser-voir operating rules based on implicit stochastic optimizationJJournal of Hydrology，2014，514:102 113 12畅建霞，黄强，王义民 西安市供水水库群优化调度函数的神经网络求解方法J 水电能源科学，2000，18(4):9 11 13纪昌明，李继伟，张新明，等 基于粗糙集和支持向量机的水电站发电调度规则研究 J 水力发电学报，2014，33(1):43 49 14熊建秋，李祚泳 基于支持向量机的水流挟沙力预测研究J 水利学报，2005，36(10):1171 1175 15李庆国，陈守煜 基于模糊模式识别的支持向量机的回归预测方法J 水科学进展，2005，16(5):741 746 16郭俊，周建中，张勇传，等 基于改进支持向量机回归的日径流预测模型J 水力发电，2010，36(3)，12 15 17朱双，周建中，孟长青，等 基于灰色关联分析的模糊支持向量机方法在径流预报中的应用研究J 水力发电学报，2015，34(6):1 6(编辑:谢玲娴)Analysis on impact of reservoir group regulation in upper reaches of Changjiang iveron power generation capacity of downstream power stationsZENG Dejing1，DAI Ling2(1 Hubei Changqing Information System Integration Co，Ltd，Wuhan 430010，China;2 Changjiang Survey，Planning，Designand esearch Co，Ltd，Wuhan 430010，China)Abstract:With the successive construction and operation of water conservancy projects in the upper reaches of Changjiang iv-er，significant changes have taken place in the distribution of annual water inflow and runoff in the main stream，which will inevita-bly have a huge impact on the operation of downstream reservoirs Taking the reservoir groupin the upper reaches of Changjiangiver as the research object，an operation simulation model for the upstream main and branch reservoirs and an optimal dispatchmodel for the joint power generation of cascade reservoirs from lower reaches of Jinsha iver to Three Gorges eservoir were es-tablished，and the impact of reservoir group regulation in the upper reaches on the power generation capacity of cascade reservoirsin lower reaches，from lower Jinsha iver to Three Gorges eservoir，in the medium and long term scale were analyzed in detailThe research show that the regulation of upstream main and branch reservoirs would greatly change the distribution of annual waterinflowof Xiluodu eservoir and Three Gorges eservoir，increase the proportion of inflow in dry season，and further improve thepower generation capacity of cascade hydropower stations Under the condition of wet year，the total power generations of cascadehydropower stations would increase by 122%，and the total abandoned water would decrease by 14 11%;in dry years，the totalpower generation would increase by 3 16%，and the total abandoned water would decrease by 15 67%Key words:reservoir regulation and storage;power generation capacity;dispatch rule;cascade reservoirs from lower Jinsha iv-er to Three Gorges eservoir;reservoir group in upper reaches of Changjiang iver(上接第 205 页)Optimization research on spillway structure for high risk barrier lakesZHOU Zhao1，CAI Yaojun1，PEN Wenxiang2，3，LI Jianqing2，3(1 Changjiang Design Group Co，Ltd，Wuhan 430072，China;2 Changjiang Survey，Planning and Design Co，Ltd，Wuhan430072，China;3 National Dam Safety Engineering Technology esearch Center，Wuhan 430010，China)Abstract:Aiming at the common engineering problems of low discharge efficiency in the initial stage and large outburst floodpeak of high risk barrier lakes，we respectively adjust the lateral and longitudinal spillway structure through an indoor physicalmodel and then comparatively investigate the outburst flood differences between the conventional trapezoidal，compound and thevertical scarp spillways The results show that the outburst flood process can be successively divided into four feature stages，name-ly the initial stage，backward source stage，swift development stage and the recovery stage Compared to the conventional spill-way，the compound spillway can effectively reduce the overflowing elevation of barrier body，accelerate the development of initialstage，and shorten water storage time of the barrier lake，thus lowering the water level of the lake and shaving the outburst floodpeak by 17%The vertical scarp spillway would significantly increase the local velocity to accelerate backward source scouring，accelerate the development of initial stage，and shorten water storage time of the barrier lake，thus lowering the water level of thelake and shaving the outburst flood peak still by 11 4%Key words:barrier lake;spillway;compound section;outburst flood peak912