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大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究.pdf

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资源描述

1、【目的】为了使水库生态放流对策的制定与河流来水丰枯、水利部生态流量保障目标相适应,有必要对水库生态调度放流对策模型进行研究。【方法】以大凌河上的白石水库为例,选用Ten-nant法、Texas法、水利部生态流量保障目标(定值法)的生态流量计算结果用于生态调度,构建供水、发电、生态协调最优的生态调度模型。【结果】调度期末没有恢复汛限水位的要求,3个方法的年供水缺水量均值比有恢复汛限水位的要求减少了8.2 0%、2 0.2 1%、11.6 2%,生态供水缺水量均值减少了16.39%、14.40%、10.96%,定值法、Texas的发电量均值减少了0.90%、3.46%,Tennant法的发电量均值

2、增加了3.7 3%。调度期末没有恢复汛限水位的要求,Tennant法比定值法、Texas法的水库年供水缺水量均值小19.91%、10.6 9%,非汛期缺水量均值小49.47%、2 1.17%,年发电量均值大4.25%、5.7 7%,汛期发电量均值大6 9.2 2%、9.2 0%。【结论】调度期末水库水位不要求尽量恢复汛限水位,能够提高水库水资源的利用率,以Tennant法计算的生态需水量的调度模式能够有效结合来水丰枯,实现供水、发电、生态的最优。关键词:生态放流;水库生态优化调度;长系列法;对策制定“与作者可动DOI:10.13928/ki.wrahe.2023.08.011开放科学(资源服务

3、)标志码(OSID):中图分类号:TV697.1文献标志码:A文章编号:10 0 0-0 8 6 0(2 0 2 3)0 8-0 12 5-0 9udy on the ecological regulation and release countermeasure model of Baishi Reservoir in Dalinghe RiXU Zhengmin,MO Xiuxu,LEI Guanjun,CAO Zhen(College of Water Resources,North China University of Water Resources and Electric Pow

4、er,Zhengzhou450045,Henan,China)Abstract:ObjectivejIn order to make the formulation of the ecological release countermeasures of the reservoir adapt to theflood and dry water coming from the river and the ecological flow guarantee objective of the Ministry of Water Resources,the eco-logical regulatio

5、n release countermeasures model of the reservoir is studied.Methods J Taking Baishi Reservoir on the DalingRiver as an example,the ecological flow calculation result of Tennant method,Texas method and the ecological flow guaranteetarget(fixed value method)of the Ministry of Water Resources are selec

6、ted for ecological dispatching to build an ecological dis-patching model with optimal water supply,power generation and ecological coordination.Results There is no requirement torestore the flood limit water level at the end of the dispatching period.The average annual water supply shortage of the t

7、hreemethod are 8.20%,20.21%and 11.62%less than the requirement to restore the flood limit water level.The average ecological收稿日期:2 0 2 2-12-2 2;修回日期:2 0 2 3-0 2-0 2;录用日期:2 0 2 3-0 2-0 7;网络出版日期:2 0 2 3-0 6-0 9基金项目:国家重点研发计划(2 0 2 1YFC3200205)作者简介:许拯民(196 4一),男,副教授,博士,主要从事水资源系统分析研究。E-mail:x u z h e n g

8、 mi n n c w u.e d u.c n通信作者:雷冠军(198 8 一),男,讲师,博士,主要从事水文预报、水库调度研究。E-mail:l e i g u a n j u n 52 1 12 6.c o m126许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究water supply shortage are 16.39%,14.40%and 10.96%less than the requirement to restore the flood limit water level.Theaverage power generation of the fixed value meth

9、od and the Texas method are 0.90%and 3.46%less than the requirement torestore the flood limit water level.The average power generation of the Tennant method is 3.73%more than the requirement torestore the flood limit water level.There is no requirement to restore the flood limit water level at the e

10、nd of the dispatching peri-od.The average annual water supply shortage of the reservoir by Tennant method are 19.91%and 10.69%lower than that by theconstant value method and Texas method,the average non-flood season water shortage is 49.47%and 21.17%lower,the averageannual power generation is 4.25%a

11、nd 5.77%higher,and the average flood season power generation is 69.22%and 9.20%higher.Conclusion At the end of the operation period,the reservoir water level does not need to restore the flood limit waterlevel as much as possible,which can improve the utilization rate of the reservoir water resource

12、s.The operation mode of ecologi-cal water demand calculated by Tennant method can effectively combine the characteristics of incoming water to achieve theoptimization of water supply,power generation and ecology.Keywords:ecological release;ecological optimal operation of reservoir;long series method

13、;countermeasure formulation0引言河流生态流量的确定与调节是保障河流健康生命的关键。生态流量的确定主要基于水文学方法、水力学方法、整体分析法和栖息地模拟法等。后3种方法需要较多的河流实测资料,而水文学方法基于流量资料的统计,在我国能够得到较好的运用。Tennant法基于统计的方法,以年自然流量的百分比作为生态流量,对于季节性的生态需水需求满足较好,WU等1提出了一种改进的Tennant方法,该方法同时考虑了流域的季节性和输沙特征,能够更好地反映实际的水文状况。Texas法以某一保证率的月均流量的百分比作为生态流量,苏恒等2 选定设计保证率为50%对应的月流量2 0%作

14、为生态流量。NGPRP法取长系列中的平水年组的保证率是90%的流量作为生态流量,童心等3 比较得出该方法在鱼类产卵期的适用性较差,对于雅江中段不适用。Q90法是7 Q10法的改进,选用各年最枯月的平均流量作为样本,确定频率是90%的设计值为生态流量,ZHANG等4 综合生态需水量综合考虑了产卵期河流基流量、生态流量过程和鱼类栖息地生态需水量,采用90%频率法等计算最干旱月流量,李紫妍等5 发现Q90法计算结果相对恒定且较小,不能反映年内径流量的变化。最小月平均流量法以实测系列中的年内最小月的平均值作为生态流量,张小艳等6 指出该方法得到的生态流量在白龙江的满足度较高,且对发电流量的挤占程度较低

15、。基于上述分析可知,水文学方法大都基于径流的实测资料选定一个百分比对生态流量进行计算,方法简单、操作性强。目前已有的生态流量的计算只考虑了河流生态流量的满足度,对于生态流量的确定与实际经济社会效益的协调研究较少。水库在实际调度工作中,除了要保证河流的生态功能外,也要统筹协调水库的发电、供水等效益,研究选择综合效益最佳的生态流量,对于水库综合效益的发挥和水库管理部门的决策具有重要的意义和价值。北方少水地区的枯水期,其河道流量无法维持水生态与水环境系统平衡,呕需水库生态放流,维持下游河流生态功能7 。全面提高水资源利用效率,合理优化生态放流过程,国内外专家对生态调度的方案、目标及生态流量进行了分析

16、。王海涛等8 分析计算了不同保证率下的清水河控制断面的生态水量缺口,制定了调度期内的生态调水方案。游进军等9 在流域层面水量配置的基础上,构建二层结构流域生态调度模型,制定重点水库的生态调度方案。顾国玉等10 在生态流量过程等级的基础上运用改进的NSGA-I算法求解梯级水电站的水库生态调度,协调丰平枯典型年的生态、发电水量需求的矛盾。WANG等 提出了不同尺度的生态流量指标,综合考虑经济效益、年平均供水量、供水可靠性等指标,对水库运行规律曲线进行优化,经济效益比常规操作得以提高。JIANG等12 综合考虑了防洪、发电、生态等指标,构建了水库作业图的多目标优化调度模型,得到不同生态流量满足率下的

17、最优调度方案,生态调度从单目标、单库发展到多目标、全流域、梯级水库的联合调度,对于河流生态调度的实施具有重要的意义。目前已有的研究针对典型年进行分析调度,较少针对长系列的生态调度对水库发电、供水的影响进行论述,且生态调度方案的制定与流域来水量不相适应,同时将水库生态调度与工程实际运行有效结合、为水库生态调度提供可行的调度方案、协水利水电技术(中英文)第54卷2 0 2 3年第8 期水利水电技术(中英文)第54卷2023年第8 期127许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究表1 Tennant 法计算结果Table 1Tennant method calculation result

18、s月份123456789101112流量/m-000.721.541.491.887.917.091.490.5500同多功能综合效益提高的研究相对较少。本文在对比分析几种不同的生态需水量计算方法的基础上,结合水库的生态、供水、发电等需求,构建水库生态放流模型,在分析长系列调度结果的基础上,基于放流的平均值给出生态放流的可行方案和建议,并对水库水位的控制管理进行了分析论证,对于水库管理部门协调生态调度和水库生产,具有较好的借鉴意义和推广价值。1研究区概况白石水库位于三燕古国腹地,辽西群山之间的大凌河干流,水库所在大凌河北与老哈河、教来河相邻,以努鲁尔虎山为界;南与小凌河、六股河相邻,以松岭为界

19、;东邻绕阳河,以医巫间山为界;西邻滦河支流青龙河。大凌河的支流多集中于左岸,较大支流有老虎山河、?水河子河、忙牛河及西河。水库控制流域面积17 6 49km,占大凌河总流域面积的76%,水库正常蓄水位12 7.0 m,相应库容10 亿m;防洪限制水位12 5.6 m,相应库容8.9亿m;死水位108.0m,相应库容1.3亿m。受库区金岭寺铁路桥移民动迁滞后影响,白石水库低水位运行。现状情况下,汛限水位118.0 m,相应库容4.36 亿m;正常蓄水位12 0.0 m,相应库容5.2 7 亿m。供水、发电为白石水库的主要功能,白石水库低水位运行,加上近年来淤积情况严重,经过调度分析计算,发现若是

20、水位降到死水位10 8.0 m,存在水库难以蓄满和影响北票市城市生活供水的问题2生态流量计算2.1Tennant法Tennant法13-14 将全年分为2 个计算时段,4月一9月为多水期,10 月一次年3月为少水期,其中少水期通常选取多年平均流量的10%2 0%作为河道生态环境需水量,多水期选取多年平均流量的30%40%。根据Tennant法,维持河道一定功能生态基流计算式如下QR=Q;P;(1)式中,QR为多年平均条件下维持河道一定功能的生态基流(m/s);Q.为第i月多年平均流量(m/s);P,为第i月生态环境需水百分比(%)。考虑到东北地区河流多存在超渗产流的少水特点且冬季结冰15】,将

21、白石水库所在大凌河河道实际生态需水情况分为:冰冻期(11月一2 月)和非冰冻期(3月一次年10 月)。在冰冻期间,每年11月一次年2月不考虑生态需水;在非冰冻期间,每年5月一9月的多水期生态环境需水量取多年平均流量的30%,其余非冰冻期的3、4、10 月的少水期生态环境需水量取多年平均流量的10%,计算结果如表1所列,年均流量为1.8 9m/s。2.2Q90法本文采用90%保证率最枯月平均流量作为生态基流计算标准16 ,季节性河流或冰封期河流去除无水月份。首先基于白石水库1956 2 0 10 年径流资料,在各年中找出其月平均流量最小月份的流量值,利用最小月平均流量进行频率计算,其90%保证率

22、的流量作为河道内生态环境需水流量值,由此求得全年的生态环境需水量。得到生态基流为2.08 m/s。2.3NGPRP 法17-18 将年份分为干旱年、湿润年、标准年,取标准年组90%保证率流量作为最小流量。丰、平、枯水年的划分,根据百分率公式计算Q:-QE=100%(2)Q。式中,E为断面的距平百分率(%);Q.为断面第i年平均径流量(m/s);Q。为断面多年平均径流量(m/s)。距平百分率划分结果如表2 所列表2 丰、平、枯年划分标准Table 2Standard for classification of wet,normal and dry years年型丰水年平水年枯水年距平百分率EE2

23、0%20%E-20%E-20%根据以上方法,得到生态基流为53.5m/s。2.4Texas 法Texas法19 将50%保证率下月流量乘以特定百分率作为生态基流,50%保证率下月流量根据各月的流量频率曲线进行计算,特定百分率基于Tennant法13-14 根据流量状态描述选取,结果如表3所列。年均生态流量为1.37 m/s。128水利水电技术(中英文)第54卷2023年第8 期许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究2.5最小月平均实测径流法最小月平均实测径流法2 0 是筛选径流资料中每年月平均流量的最小值,而后计算最小月平均流量的期望值,计算结果作为河流生态基流。计算公式如下1QR

24、=六(3)ni=1式中,QR为河流生态流量(m/s);Q.为第i年最小月平均流量(m/s);n 为水文资料数据的统计年数,根据收集的白石水库水文资料,n=55。考虑到当地河流冬季结冰的特点【15】,将白石水库下游河道实际生态需水情况分为:冰冻期(11月一2月)和非冰冻期(3月一次年10 月)。在冰冻期间,每年11月一次年2 月不考虑生态放流;只考虑在非冰冻期间的每年5月一9月预留生态流量。得到生态流量为3.36 m/s。2.6生态流量比较分析2022年,水利部印发水利部关于印发第二批重点河湖生态流量保障目标的函,明确白石水库坝下需要年平均流量3.97 m/s的生态放流。基于上述计算可知,Ten

25、nant法、Q90法、NGPRP法、Texas法、最小月平均实测径流法计算结果分别为1.8 9,2.0 8,53.5,1.37,3.36 m/s,分析可知NGPRP法偏大较多,其余4种方法偏小,最小月平均实测径流法与水利部规定的3.97 m/s较接近。在实际调度过程中,水库管理部门要满足国家要求的3.97 m/s(为叙述方便,称为定值法),因而可将Tennamt法、Texas法进行放大,得到生态需水的放流过程,与国家要求的生态放流过程,如表4所列。3生态优化调度模型3.1优化算法截至目前,计算生态放流的方法超过2 0 0种2 1-2 3,传统的计算方法有粒子群优化(PSO)方法2 4】、人工蜂

26、群(ABC)算法2 5】、动态规划(DP)和遗传算法(GA)等,上述方法可以为水库优化调度提供可行性方案,但是存在早熟收敛于局部最优解的不足,随着粒子数目的增多,计算机运行内存增大,运行速度会明显下降,出现所谓维数灾的情况,因而选择有效的全局优化方法,是解决生态放流的关键。群居蜘蛛优化算法(SSO)是由CUEVAS等2 6 】构建的一种新型群体智能优化算法,该算法以19个基准函数进行验证,基于对群居蜘蛛协作行为的模拟,将蜘蛛个体分为两类:雄性和雌性。根据性别的不同,每个个体都由一组不同的进化算子进行操作,这些算子模仿群体内不同的合作行为。该算法能够更好地避免个体在优势群体周围的聚集,同时能够促

27、进个体在全局进行搜索,很好地避免了早熟收敛和搜索结果的不稳定性。与群体算法粒子群优化(PSO)方法和人工蜂群(ABC)算法相比,群居蜘蛛优化算法(SSO)函数优化的结果表明,该方法对初值和参数选择不敏感、稳健性强、收敛速度快。3.2调度模型河流的生态放流有广义2 7 和狭义2 8 之分,为了确定如何维持河流生态功能,本文以狭义的生态放流作为研究目标,建立水库调度模型。满足城市、农村、灌溉、生态等综合用水需求,建立以水库供水缺水量最小、发电量最大为目标的优化调度模型。3.2.1目标函数(1)缺水量最小Tnminf=(4)=1i=1式中,T为调度期时段数;n为供水类别;Q供为供水量(万t);Q 谨

28、为需水量(万t)。(2)电站发电量最大表3Texas法计算结果Table3Calculation results of Texas method月份123456789101112流量000.551.401.411.415.494.920.840.4500表4生态放流过程Table 4Ecological release process月份方法123456789101112定值法3.973.973.973.973.973.973.973.973.973.973.973.97流量Tennant 法0.000.001.513.233.133.9516.6214.893.131.160.000.00T

29、exas 法0.000.001.594.064.094.0915.9114.262.431.300.000.00129第54卷2023年第8 期水利水电技术(中英文)许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究TTmax.fi=Z KKH,Q,At=maxN,At(5)t=1t=1N,=KQ,H,(6)式中,N,为时段t的出力(kW);K 为水电站的综合出力系数;Q,为t时段发电引用流量(m/s);H,为t时段发电引用流量和水头(m);t 为时段长度(h)。(3)综合目标最大0.5ff0.5/FIT=max(7)(max(f.)max(f)式中,FIT为综合目标最大,由于本文研究的是生态

30、流量对供水和发电的影响,因而将供水与发电的权重赋予相等。3.2.2约束条件基于水库调度的分析可知,水库生态调度需要满足水量平衡约束、水位约束、水位变幅约束、流量约束、调度期末水位约束以及生态需水约束。3.3水库运行需求白石水库以供水为主,多余的水量可用于发电。供水需求主要包括:(1)引白济阜(阜新市),设计年取水量6 0 2 3万t(16.5万d);(2)引白入北(北票市),设计年取水量197 1万t;(3)引白人园(北票工业园区),设计年取水量146 0 万t(4.0 万td);(4)义县水源,设计年取水量913万t(2.5万d);(5)凌河水源,设计年取水量18 2 5万t(5.0万/d)

31、;(6)凌海灌区,许可年取水量30 0 0 万t;(7)东郭苇场,许可年取水量40 0 0 万t。其中(1)一(3)为通过管道从白石水库取水,(4)一(7)位于白石水库下游,通过河道取水的方式取水3.4水库供水调度方案水库的生态放流以本文的3种方案进行控制,水库以生态放水量和对下游的供水量进行发电,以缺水量最小和发电量最大为目标函数。水库供水的优先级为:第一优先级,生态放流与用水需求(1)一(5);第二优先级:用水需求(6)一(7)。若是供水量大于需水量,则按照需求进行供水;若是供水量小于需水量,则优先满足第一优先级,供水方式按照需水量同比例分配。水库的正常蓄水位12 0 m,死水位10 8

32、m,6 月一9月为汛期,水库汛限水位118 m,水库最高水位为汛限水位,非汛期最高水位为12 0 m。白石水库存在蓄不满情况,为了避免该情况出现,选用水位较低的汛限水位为供水的起始时刻。在5月底水库水位降至汛限水位,若是由于供水需求水库水位不高于汛限水位,则以该水位为水库下一个水利年度的起始水位。4乡结果分析4.1调度结果基于1956 一2 0 10 年白石水库的人库月径流资料,结合水库的供水需求、生态放流需求,构建水库生态调度模型,对水库的生态放流和供水、发电结果进行统计分析。对调度期末水库是否尽量恢复到汛限水位,分为两种情况分别进行计算。共计算出1956 一2010年55a间的放流过程,分

33、别计算6 月一次年5月的水库供水保证率和缺水量均值、生态供水的保证率和缺水量均值以及发电量均值,进而计算多年平均、汛期、非汛期的均值和均方差,统计结果如表5、图1一图3所示4.2结果讨论(1)若是调度期末有恢复汛限水位的要求,年供水量和非汛期供水量缺水最小、波动最优的是Ten-nant法,汛期供水量缺水最小、波动最优的是定值法;年、汛期、非汛期的供水保证率最优的是Texas法,年波动最小的是Tennant法,汛期、非汛期波动最小的是定值法;年、汛期生态缺水量最小、波动最小的是定值法,非汛期最优、波动最小的是Tennant法;年、非汛期的生态供水保证率最优、波动最小的是Tennant法,汛期最优

34、、波动最小的是定值法;年、汛期发电量最大的是Texas法,非汛期发电量最大的是定值法,年、汛期发电量波动最小的是定值法,非汛期波动最小的是Tennant法。(2)若是调度期末没有恢复汛限水位的要求,年供水量和非汛期供水量缺水最小的是Tennant法、波动最优的是Texas法,汛期供水量缺水最小、波动最优的是定值法;年、非汛期供水保证率最优、波动最小的是Tennant法,汛期最优的是定值法、波动最小的是Texas法;年、汛期生态缺水量最小、波动最小的是定值法,非汛期最优、波动最小的是Tennant法;年、非汛期的生态供水保证率最优、波动最小的是Tennant法,汛期最优、波动最小的是定值法;年、

35、汛期发电量最大的是Tennant法,非汛期发电量最大的是定值法,年、汛期、非汛期发电量波动最小的是定值法。(3)T e n n a n t 法和Texas法在非汛期有4个月不用于生态供水,因而其能够将更多的水资源用于供水和发电,定值法的生态流量全年为定值,不基于来水的变化而相应地调整,使得发电、供水较稳定,但是会造成水资源的浪费。Tennant法计算的生态流量的值130水利水电技术(中英文)第54卷2023年第8 期许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究表5水库生态供水调度结果Table 5Reservoir ecological water supply dispatching

36、results方案特征值方法年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差定值法309.09355.46152.7583.99387.26417.83供水缺水量均值/万mTennant 法284.84305.30293.13167.59280.69366.57Texas 法287.90337.32257.27184.66303.22404.21定值法62.8818.3274.553.9357.0520.10供水保证率均值/%Tennant 法64.7017.4071.365.4361.3620.61Texas法67.8819.8576.827.4863.4122.95调度期末定值法14

37、4.18239.7447.4452.30192.54284.83水位有恢生态缺水量均值/万mTennant 法233.54430.27556.10626.3272.27183.37复汛限水位要求Texas 法225.45433.05461.42626.99107.46280.15定值法79.2422.8387.276.8175.2327.28生态供水保证率均值/%Tennant 法85.6122.2981.8210.1887.5026.90Texas 法84.7023.9882.2710.1185.9129.23定值法32.298.2835.722.5930.579.73发电量均值/万kWhT

38、ennant 法32.1624.5657.8427.7419.327.26Texas 法32.6725.4158.1329.9119.938.70定值法283.75152.97218.90154.99316.18151.23供水缺水量均值/万m3Tennant 法227.27147.45362.24195.96159.7845.77Texas法254.46130.57358.03190.42202.6845.33定值法62.8811.1967.7311.7260.4510.85供水保证率均值/%Tennant 法67.886.8663.6410.3970.003.50调度期末Texas 法67

39、.887.2464.559.6869.555.73水位没有恢复汛限定值法120.5590.5384.1495.30138.7588.61水位要求生态缺水量均值/万m3Tennant 法199.91445.63576.76666.1211.4913.14Texas 法200.72416.67555.19618.5823.4933.59定值法80.9110.4285.4611.2178.649.95生态供水保证率均值/%Tennant法89.5511.9476.8212.1895.914.64Texas 法87.4212.5175.4512.4793.417.52定值法32.003.6433.40

40、4.0431.313.49发电量均值/万kWhTennant法33.3624.0556.5229.9721.787.98Texas 法31.5421.9851.7627.5421.439.14小于Texas法,能够使得更多的水资源在汛期用于生态供水,从而有效提高供水、发电的效益。结果表明,Tennant法的计算结果更能反映水库来水量的分布特征和规律。(4)水库调度期末尽量抬高水位能够使得汛期的供水量、生态供水量以及保证率、发电量较优;调度期末不抬高水位能够使得全年、非汛期的供水量、生态供水量以及保证率较优,Tennant法的全年发电量、定值法的非汛期发电量最大。说明调度期末不将水库水位蓄高至汛

41、限水位,能够充分利用水资源,用于供水、发电等。Tennant法对全年、非汛期的供水、生态供水是较优的计算生态流量的方法,定值法对于汛期的供水、生态供水较优4.3放流对策对Tennant法的优化结果取多年平均值,确定水库的放流对策,6 月一次年5月的放流值分别为6.4,14.2,14.7,5.6,4.0,2.7,,2.6,2.8,2.3,4.2,5.9,1.7 m/s,年平均流量值为5.6 2 m/s,大于水利部文件要求的3.97 m/s的生态流量要求。5结论水库生态放流对于生态环境的改善意义重大,水库管理部门需要协调生产和生态的关系,从而制定水库生态放流的对策。本文在研究河流的生态流量计算的基

42、础上,基于国家规定缩放Tennant法、Texas法的生态放流过程,运用优化调度的方法计算3种不同生态放流过程的水库放流,运用长系列法的调度结果131许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究80500一一一定值法一定值法400Tennant法60Tennant法Texas法Texas法30040200201000年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差特征值特征值(a)供水缺水量均值(b)供水保证率均值100600一一定值法一定值法500Tennant法80Tennant法Texas法Texas法4006030040

43、200201000年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差特征值特征值(c)生态缺水量均值(d)生态保证率均值图1调度期末水位有恢复汛限水位要求水量统计结果Fig.1 The water level at the end of the dispatching period has the statistical results of the water quantity required to restorethe flood limit water level对白石水库的供水量、生态供水量的缺水量及保证率、发电量进行统计分析

44、。(1)水库生态流量的确定要与河流来水多少相协调,结果表明不要求水库调度期末升高至汛限水位,年供水量均值能提高约13.34%,生态供水量均值提高约13.92%。(2)生态需水量的计算采用Tennant法能够体现流域的生态、经济方面的综合需求,调度期末没有恢复汛限水位的要求,Tennant法比定值法和Texas法的年供水量均值提高约15.3%,年发电量均值提高约5.0 1%。(3)该研究将生态放流基于东北的气象特征、水库调度的经济、生态效益最优制定方案,对于水库管理部门协调生产、生态,实现效益的最大化,具有较好的指导意义和价值。为了进一步挖掘生态水量的确定对水库发电、供水的影响,需要分析发电、供

45、水权重的协调,以及为了实现经济、社会、生态调度效益协调最优如何确定水库的放流对策。水利水电技术(中英文)第54卷2 0 2 3年第8 期参考文献(References):1 WU H,SHI P,QU S,et al.Establishment of watershed ecologicalwater requirements framework:A case study of the Lower Yellow Riv-er,China J.Science of the Total Environment,2022,820:153205.2苏恒,徐宗学,李鹏,等基于多种水文学法的生态基流计算-

46、以西江大湟江口河段为例【J北京师范大学学报(自然科学版),2 0 2 2,58(2):2 6 9-2 7 6.SU Heng,XU Zongxue,LI Peng,et al.Estimation of ecologicalbaseflow with several hydrological methods at the Dahuangjiangkoureach of the Xijiang River J.Journal of Beijing Normal University(Natural Science),2022,58(2):269-276.3童心,刘冀,彭涛,等基于水文学法的雅江中

47、游河段生态流量研究J人民长江,2 0 2 2,53(8):58-6 4.TONG Xin,LIU Ji,PENG Tao,et al.Research on ecological flow ofmiddle Yalong River based on hydrological methods J.YangtzeRiver,2022,53(8):58-64.4ZHANG H,CHANG J,GAO C,et al.Cascade hydropower plantsoperation considering comprehensive ecological water demands J.Ener

48、gy Conversion and Management,2019,180:119-133.5李紫妍,刘登峰,黄强,等。基于多种水文学方法的汉江子午132水利水电技术(中英文)第54卷许拯民,等/大凌河白石水库生态调度放流对策模型研究40080一-定值法-定值法Tennant法Tennant法300Texas法60Texas法200401002000年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差特征值特征值(a)供水缺水量均值(b)供水保证率均值800100一一定值法-定值法Tennant法Tennant法80600Texas法Texas法60400402002000年均值年均方差汛期均值汛期均方差非汛期均值非汛期均方差年均值

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