面向发电、供水、生态要求的赣江流域水资源多目标调配

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随着流域水资源开发利用程度的增大,水库水电站发电用水、河流生态用水和生活、工农业用水的矛盾逐渐突出。传统的水库水资源多目标调配主要以水库为研究对象,迫切需要在以发电效益最大为目标的基础上,加入生态目标,并同时考虑区域用水分配,以均衡流域发电、供水和生态目标,实现综合效益的最大化。本文以水库群和用水区域为研究对象,考虑发电、供水和生态三方面需求,开展赣江流域水资源多目标调配研究。论文主要内容及相关结论如下:(1)根据赣江流域四座大型控制型水库——上犹江、万安、峡江和江口的控制站1952-2011年共60年的月径流资料,采用流量历时曲线法,选取95%累积频率下的流量作为上犹江、万安、峡江和江口水库下游河道的生态流量,得到各水库最小下泄控制流量,以保证下游河道的生态需求。(2)采用Desktop Reserve Model将外洲站的月径流序列进行基流分割,根据不同来水水平年,计算得到各构造块组分的年值,并按照相应的方法进行年内过程分配,得到生态流量过程。然后与Tennant法相结合,考虑来水特征,绘制各月生态流量保证率曲线。并将结果与多种常用方法进行比较,论证其合理性。(3)考虑水库运行和区间用水过程对流域水资源分配的影响,将水库群总发电量最大作为发电目标,用水区域总缺水量最小为供水目标,外洲站生态流量偏差最小为生态目标,建立赣江流域水资源多目标调配模型。通过多目标粒子群算法求解,得到不同频率典型年的调度非劣解集,分析目标间的关系。然后针对典型方案,将不同来水频率下各方案水库调度过程、用水区域的缺水情况以及外洲站调度后流量情况进行对比分析。结果表明:50%、75%、95%来水频率下,发电、供水和生态各目标之间表现出竞争制约的关系,其中,发电目标与生态目标之间的竞争关系最为显著,由于50%频率下缺水率较小,供水与其他目标之间的关系不明显。比较水库水位过程,各水库在枯水期水位有所上升,提高了整体发电效益。除用水区域6缺水较为严重以外,其他各区域均是在7、8、9三个月农业灌溉需水量大,导致缺水率比其他月份大,75%频率的缺水率为10%左右,95%频率则为15%左右。对比外洲站调度后流量与生态流量过程,表明水库在非汛期可以很好地利用其调蓄功能,控制下泄流量,以满足下游生态需求。但是汛期由于库容有限,来流较大时,下泄也随之增大,导致生态流量偏差较大。
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