林夢然 賈一飛 董增川

摘要：針對水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度中水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護目標(biāo)間矛盾沖突問題，以嘉陵江流域為例，構(gòu)建了以水庫群發(fā)電量最大、武勝斷面適宜生態(tài)溢缺水量最小為目標(biāo)的水庫群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型。采用PA-DDS算法對模型進行求解得到了Pareto最優(yōu)解，引入置換率定量分析了不同來水條件下發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)之間的競爭協(xié)調(diào)關(guān)系，采用模糊優(yōu)選法尋求滿足發(fā)電、生態(tài)需求的最優(yōu)均衡調(diào)度策略。結(jié)果表明：不同來水條件下發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)間均存在競爭關(guān)系，且生態(tài)效益與發(fā)電效益的矛盾主要體現(xiàn)在非汛期。最優(yōu)均衡調(diào)度策略既能保證不損失較大的發(fā)電效益，又能完全滿足最小生態(tài)需水，基本滿足適宜生態(tài)需水。研究成果可為嘉陵江流域生態(tài)友好型水庫群聯(lián)合調(diào)度運行方式提供技術(shù)支撐。

關(guān) 鍵 詞：水庫群優(yōu)化調(diào)度;發(fā)電-生態(tài)效益;生態(tài)需水量;PA-DDS算法;嘉陵江流域

中圖法分類號：TV697

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-4179（2021）09-0223-07

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.09.036

0 引 言

21世紀(jì)以來，隨著大批水庫電站的建成和投入使用，中國大型江河流域逐漸形成水庫群聯(lián)合開發(fā)利用的總體格局[1]?？茖W(xué)合理的水庫群優(yōu)化調(diào)度可以最大程度地提升水資源利用效率與水庫綜合效益。目前，中國水電工程已經(jīng)進入了由建設(shè)到管理運行的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期[2]，水庫調(diào)度任務(wù)已由原來的興利除害目標(biāo)，拓展到促進流域可持續(xù)發(fā)展和維護河流健康生命的層面[3]。然而，水庫興利與河流生態(tài)保護對水庫運行需求各異，不同調(diào)度目標(biāo)間既相互制約又彼此沖突，迫切需要通過優(yōu)化水庫群調(diào)度方式，實現(xiàn)水資源開發(fā)與社會經(jīng)濟發(fā)展、河流生態(tài)環(huán)境保護相協(xié)調(diào)，使得流域水資源綜合效益最佳[4]。

近來年，眾多學(xué)者對生態(tài)調(diào)度有較為深入的研究。目前將河流生態(tài)需水納入現(xiàn)行水庫調(diào)度的主要有3種思路：① 將河流生態(tài)流量需求作為調(diào)度的約束條件，盡可能滿足提出的生態(tài)流量要求。李棟楠[5]等引入“生態(tài)系數(shù)”的概念，建立了考慮發(fā)電目標(biāo)和生態(tài)約束的梯級水庫調(diào)度模型，通過改變“生態(tài)系數(shù)”得到不同的發(fā)電量值，分析了發(fā)電目標(biāo)和生態(tài)流量約束之間的均衡關(guān)系。尹正杰[6]等考慮水庫下泄流量的生態(tài)約束，對比分析了不同生態(tài)流量約束、不同水庫調(diào)度方式的調(diào)度運行結(jié)果。但是這種研究方法一次計算只能求得一個調(diào)度方案，生成非劣調(diào)度方案集需要進行多次循環(huán)計算，求解效率不高，難以實現(xiàn)多個目標(biāo)的并行協(xié)同優(yōu)化。② 將河流生態(tài)需求通過合適的權(quán)重系數(shù)整合到原有的目標(biāo)函數(shù)中。林偉[7]引入徑流生態(tài)離差系數(shù)，建立發(fā)電與生態(tài)均衡優(yōu)化調(diào)度模型，尋求滿足最小、最大生態(tài)流量約束的均衡方案。這種研究方法由于人為設(shè)定的權(quán)重系數(shù)，難以充分反映興利、生態(tài)調(diào)度目標(biāo)間的制約競爭關(guān)系。③ 將河流生態(tài)需求作為一個獨立的調(diào)度目標(biāo)考慮。盧有麟[8]等以發(fā)電量最大和生態(tài)缺水量最小為目標(biāo)建立了梯級電站多目標(biāo)生態(tài)優(yōu)化調(diào)度模型，分析了發(fā)電效益與生態(tài)效益之間的制約競爭關(guān)系。王學(xué)敏[9]等以梯級發(fā)電量最大、保證出力最大和三峽電站下游河道生態(tài)溢缺水量最小3個方面為目標(biāo)，構(gòu)建三峽梯級生態(tài)友好型多目標(biāo)發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型，定性地分析了3個目標(biāo)間的競爭協(xié)調(diào)關(guān)系。這些研究大多是根據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度的非劣解集的分布特征，定性地討論發(fā)電量、最小出力、生態(tài)需水量之間的博弈關(guān)系。面對梯級水庫復(fù)雜的調(diào)度關(guān)系，如何定量地剖析目標(biāo)間的協(xié)調(diào)置換關(guān)系，尋求協(xié)調(diào)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的最優(yōu)調(diào)度方案，是實現(xiàn)生態(tài)友好型水庫調(diào)度的關(guān)鍵問題。

針對以上問題，本文以嘉陵江為例，綜合多種生態(tài)流量計算方法確定嘉陵江下游最小生態(tài)流量過程和適宜生態(tài)流量過程，以庫群發(fā)電量最大、適宜生態(tài)溢缺水量最小為目標(biāo)構(gòu)建水庫群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，引入置換率量化目標(biāo)間影響程度，定量地剖析不同來水條件下發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)之間的競爭協(xié)調(diào)關(guān)系，尋求滿足發(fā)電、生態(tài)需求的最優(yōu)均衡策略，協(xié)調(diào)嘉陵江流域梯級水庫群聯(lián)合調(diào)度興利與生態(tài)的關(guān)系，使得總體效益最大。

1 研究區(qū)系統(tǒng)概化

本文的研究范圍為嘉陵江上游白龍江的武都斷面至嘉陵江干流的北碚斷面。將嘉陵江干流劃分成11個河段，共計12個節(jié)點。重要水文站節(jié)點8個，分別為武都、碧口、三磊壩、蒼溪、閬中、金溪、武勝、北碚，其中武勝斷面是生態(tài)控制斷面;水電站水庫節(jié)點4個，分別為碧口、寶珠寺、亭子口、草街。以水文站節(jié)點、水電站水庫節(jié)點、干支流、計算單元為基本要素，按照流域水系和自然地理的拓?fù)潢P(guān)系，把水源與用水戶連接起來[10]，對嘉陵江流域水資源系統(tǒng)進行概化，如圖1所示。

2 生態(tài)流量計算

2.1 生態(tài)流量內(nèi)涵

生態(tài)流量具有閾值性。最小生態(tài)流量要保證水生生物的最低生存條件，因此它的值應(yīng)該是天然狀態(tài)下水生生物所能容忍的干旱的極限。為了保持河流生態(tài)系統(tǒng)的健康及生物物種、種群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，需要塑造更為適宜的徑流環(huán)境，滿足河流生物和棲息地對各種水流條件的需求。適宜生態(tài)流量過程就是對于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定及保持物種多樣性最為適合的徑流過程，也是河流生態(tài)系統(tǒng)需求的最佳水文條件。相對于最小生態(tài)流量過程所產(chǎn)生的只能維持河流極限的、短期的健康狀況而言，適宜生態(tài)流量過程更有利于河流生態(tài)系統(tǒng)的長遠健康[11]。

2.2 生態(tài)流量計算方法及結(jié)果

本文選用1959～1987年武勝水文站逐月徑流數(shù)據(jù)計算武勝斷面的最小生態(tài)流量過程以及適宜生態(tài)流量過程，結(jié)合近年來國內(nèi)外相關(guān)研究成果[11-12]，采用逐月最小徑流法、年內(nèi)展布法、頻率曲線法、Qp法計算最小生態(tài)流量，基于RVA框架估算適宜生態(tài)流量，引入Tennant法對計算結(jié)果進行檢驗，根據(jù)實際情況選擇最合適的結(jié)果作為武勝斷面的適宜生態(tài)流量和最小生態(tài)流量。

圖2為最小生態(tài)流量不同方法計算結(jié)果比較。本文將Qp法的計算結(jié)果作為最小生態(tài)流量的下限控制值，從圖2可以看出逐月最小徑流法和頻率曲線法的計算結(jié)果均大于Qp法的計算結(jié)果，且介于Tennant法的良好與一般等級之間。因此，本文選取逐月最小徑流法的計算結(jié)果作為武勝斷面的最小生態(tài)流量過程。

圖3為利用不同方法計算武勝斷面適宜生態(tài)流量的結(jié)果對比。RVA下限值與Tennant法最佳等級的生境質(zhì)量所要求的流量接近，RVA中值介于Tennant法最佳等級與最佳等級上限之間，RVA上限值大于Tennnat法的最佳等級上限。考慮到適宜生態(tài)流量具有年際變化特征，根據(jù)來水情況不同而確定適宜生態(tài)流量。因此，本文選取RVA下限值作為枯水年適宜生態(tài)流量過程，選取RVA中值作為豐水年適宜生態(tài)流量過程。該方法推求適宜生態(tài)流量過程不僅考慮了河流流量的季節(jié)性變化，還考慮了河流流量的年際豐枯變化，與河流天然狀態(tài)下的水流節(jié)律相適應(yīng)，能夠較好地協(xié)調(diào)河道生態(tài)需水量與經(jīng)濟需水的關(guān)系[13]。武勝斷面生態(tài)流量計算結(jié)果如表1所示。

3 考慮生態(tài)的水庫群聯(lián)合調(diào)度模型

3.1 目標(biāo)函數(shù)

由于白龍江支流水量占嘉陵江上游干流來水量的50%～60%，本文模型中將碧口、寶珠寺、亭子口以及草街4個控制性水庫視為庫群系統(tǒng)，將上游干流來水作為寶珠寺水庫與亭子口水庫的區(qū)間入流考慮。以武勝斷面所需的最小生態(tài)流量過程作為生態(tài)約束限制，以庫群發(fā)電量最大、武勝斷面適宜生態(tài)溢缺水量最小為目標(biāo)，建立嘉陵江流域水庫群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，其目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達式如下。

3.1.1 發(fā)電目標(biāo)

梯級總發(fā)電量是水利樞紐聯(lián)合運行經(jīng)濟效益的直接體現(xiàn)[9]，因此建立4庫總發(fā)電量最大的發(fā)電目標(biāo)函數(shù)，即：

式中：E為梯級總發(fā)電量;Nti為第i個水電站在第t時段的出力;M表示梯級電站個數(shù);T表示總時段長度;ΔT表示某一時段長度。

3.1.2 生態(tài)目標(biāo)

以往只考慮發(fā)電、供水等目標(biāo)的調(diào)度方案往往會對下游水生生物的生存環(huán)境帶來極大的破壞，還可能造成生物多樣性的減少，因此在考慮興利任務(wù)的同時注重生態(tài)保護顯得尤為重要。本文認(rèn)為河流的徑流過程越接近適宜生態(tài)流量過程，河流的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)完整性越好，因此本文以武勝斷面適宜生態(tài)溢缺水量最小為生態(tài)目標(biāo)，即：

3.2 約束條件

水庫水量平衡約束：

3.3 模型求解

Pareto存檔動態(tài)維度搜索（PA-DDS）算法是由Tolson和Asadzadeh[14]提出的多目標(biāo)問題求解算法，該算法是動態(tài)維度搜索算法（DDS算法）在多目標(biāo)優(yōu)化問題上的延伸，引入Pareto存檔進化策略作為多目標(biāo)尋優(yōu)機制，通過在求解過程中動態(tài)存儲 Pareto前沿以防止最優(yōu)解的丟失，在尋優(yōu)速度以及解的穩(wěn)定性方面比較有優(yōu)勢[15]。PA-DDS算法的具體步驟為：首先利用簡單隨機方法產(chǎn)生一個初始解，計算初始解的目標(biāo)函數(shù)值并將該初始解放入外部檔案集中。通過DDS算法生成一個新的候選解，并計算其目標(biāo)函數(shù)值。若通過DDS算法生成的新的候選解被父解支配，則繼續(xù)通過DDS算法生成新解;若不被父解支配，則將新解加入檔案集，并刪除檔案集中被新解支配的解。若解的個數(shù)達到外部檔案集檔案規(guī)模，計算擁擠距離，刪除檔案集中擁擠距離最小的解。在檔案集中根據(jù)擁擠距離選擇一個非劣解作為新的父解，直到滿足迭代次數(shù)，算法結(jié)束。

多目標(biāo)調(diào)度模型設(shè)置：① 以旬為調(diào)度時段，調(diào)度周期為1月初至12月末;② 期初水位與期末水位均設(shè)置為正常高水位;③ 發(fā)電函數(shù)中出力系數(shù)設(shè)定為常數(shù)8.5;④ 不考慮防洪調(diào)度，水庫汛期上限水位設(shè)置為汛限水位;⑤ 考慮到河道水流演進時間遠小于調(diào)度時段，故忽略河道水流演進時間影響;⑥ 由于草街航電樞紐的調(diào)節(jié)性能有限，故僅考慮其參與聯(lián)合調(diào)度的發(fā)電效益;⑦ 迭代次數(shù)設(shè)定為1 000，擾動系數(shù)r設(shè)定為0.2，外部檔案集大小設(shè)定為30。

4 結(jié)果分析

對1956～2013年的碧口水庫入庫徑流序列以及上游來水序列進行P-Ⅲ適線排頻，選取豐（1962年）、枯（1971年）兩個典型年。

運用PA-DDS對模型進行求解，得到豐水年、枯水年兩種不同典型年情況下的非支配解集，分析發(fā)電與生態(tài)兩目標(biāo)間的競爭關(guān)系，并從非支配解集中優(yōu)選均衡解。

4.1 發(fā)電與生態(tài)競爭關(guān)系分析

本文選取置換率作為量化目標(biāo)間競爭協(xié)同關(guān)系的指標(biāo)。置換率表示在非劣前沿上某點，在其他目標(biāo)函數(shù)的值均固定不變的情況下，當(dāng)?shù)趈個目標(biāo)函數(shù)的值被提高（或降低）一個單位，必須由第i個目標(biāo)函數(shù)的值降低（或提高）Tij個單位補償。當(dāng)擬合出目標(biāo)Gi與其他目標(biāo)的關(guān)系函數(shù)fi后，目標(biāo)Gi對目標(biāo)Gj的置換關(guān)系可以用fi對Gj偏導(dǎo)數(shù)fiGj表示[16]。通過這種方法可以定量分析目標(biāo)間影響程度，為從非劣解集中選出最佳協(xié)調(diào)解提供一定的依據(jù)。

根據(jù)對碧口水庫1956～2013年的入庫徑流序列以及上游來水序列進行P-Ⅲ適線排頻結(jié)果，分別將1962年碧口來水、1971年碧口來水作為豐、枯水年徑流輸入模型，求得非支配解集如圖4～5所示。

采取線性分段擬合的方法計算不同來水情景下不同發(fā)電區(qū)間對應(yīng)的置換率，擬合結(jié)果如圖6～7所示。從圖6中可以看出：在豐水年條件下，總發(fā)電量為103.7億～103.9億kW·h時，每多發(fā)一個單位的發(fā)電量大約損失8.165個單位的生態(tài)效益;總發(fā)電量為103.9億～104億kW·h時，每多發(fā)一個單位的發(fā)電量大約損失33.682個單位的生態(tài)效益;當(dāng)總發(fā)電量超過104億kW·h，每多發(fā)一個單位的發(fā)電量大約損失215.05個單位的生態(tài)效益。說明當(dāng)總發(fā)電量超過104億kW·h時，發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)之間的競爭關(guān)系增強。從圖7中可以看出：在枯水年條件下，總發(fā)電量為75.9億～76.3億kW·h時，每多發(fā)一個單位的發(fā)電量大約損失3.755個單位的生態(tài)效益，總發(fā)電量為76.3億～76.5億kW·h時，每多發(fā)一個單位的發(fā)電量大約損失20.586個單位的生態(tài)效益。說明當(dāng)總發(fā)電量超過76.3億kW·h時，發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)之間的競爭關(guān)系增強，若繼續(xù)增加發(fā)電量，則生態(tài)目標(biāo)會產(chǎn)生較大犧牲。結(jié)果表明：無論是枯水年情景下還是豐水年情景下，隨著水庫群總發(fā)電量增加，武勝斷面適宜生態(tài)溢缺水量也在增加，即生態(tài)效益在逐漸減少，且當(dāng)發(fā)電量超過一定范圍時，繼續(xù)增加發(fā)電量，發(fā)電用水與生態(tài)用水競爭關(guān)系增強。

4.2 發(fā)電效益與生態(tài)效益均衡分析

水庫群綜合調(diào)度的流域管理機構(gòu)與業(yè)主單位存在不同利益訴求。流域管理機構(gòu)的利益訴求表現(xiàn)在要求水庫群調(diào)度確保流域內(nèi)水安全（如生態(tài)環(huán)境需求）;業(yè)主單位則要求在保證水庫自身安全的情況下，追求水庫自身效益（如發(fā)電效益）最大化[17]。因此，需要從非劣前沿中優(yōu)選出一個均衡解作為滿足發(fā)電、生態(tài)需求的最優(yōu)調(diào)度方案，協(xié)調(diào)流域管理機構(gòu)與業(yè)主單位利益訴求。

本文選用模糊優(yōu)選法根據(jù)隸屬度矩陣選擇最終方案[18]。在多目標(biāo)調(diào)度方案所選指標(biāo)中，適宜生態(tài)溢缺水量為成本型指標(biāo)，此類指標(biāo)越小越好，而4庫總發(fā)電量最大為效益型指標(biāo)，此類指標(biāo)越大越好。本文認(rèn)為生態(tài)目標(biāo)與發(fā)電目標(biāo)同等重要，因此，評價指標(biāo)權(quán)重值均取0.5。針對上述指標(biāo)，計算出30個方案對應(yīng)的相對優(yōu)屬度，選取相對優(yōu)屬度最大的方案作為考慮生態(tài)目標(biāo)與發(fā)電目標(biāo)的協(xié)調(diào)均衡解，計算結(jié)果如表2～3所示。

從表2可以看出：模糊優(yōu)選法推薦19號方案為最優(yōu)方案，該方案對應(yīng)的總發(fā)電量為103.937 07億kW·h，適宜生態(tài)溢缺水量為106.965 93億m3。結(jié)合發(fā)電-生態(tài)置換率的計算結(jié)果分析，總發(fā)電量在103.9億～104.0億kW·h的范圍內(nèi)，此時發(fā)電-生態(tài)置換率大約為33.682，此范圍內(nèi)發(fā)電與生態(tài)效益處于相對均衡的狀態(tài)，因此，豐水年情境下優(yōu)選19號方案為協(xié)調(diào)均衡解是合理的。

從表3可以看出：模糊優(yōu)選法推薦15號方案為最優(yōu)方案，其對應(yīng)的總發(fā)電量為76.28 663億kW·h，適宜生態(tài)溢缺水量為86.611億m3。當(dāng)總發(fā)電量超過76.3億kW·h時，每增加一單位的發(fā)電效益將犧牲更多的生態(tài)效益，對于生態(tài)效益的受益方流域管理機構(gòu)來說，總發(fā)電量超過76.3億kW·h的方案是不利的，而對于發(fā)電效益的受益方業(yè)主單位來說，又希望盡可能地多發(fā)電。因此，枯水年情景下優(yōu)選15號方案為協(xié)調(diào)均衡解是合理的。

根據(jù)優(yōu)選方案對應(yīng)的亭子口水庫下泄流量以及亭子口水庫至武勝斷面的區(qū)間入流，推算當(dāng)前調(diào)度模式下武勝斷面的實際流量過程，并與武勝斷面最小生態(tài)流量過程以及適宜生態(tài)流量過程作對比，分析最優(yōu)均衡策略下武勝斷面的生態(tài)需水滿足程度。由圖8可以看出：在豐水年情景下，整個調(diào)度期武勝斷面的最小生態(tài)需水均得到滿足，武勝斷面基本未出現(xiàn)適宜生態(tài)缺水的情況，7月上旬至9月上旬以及9月下旬至10月下旬，武勝斷面出現(xiàn)了較為明顯的適宜生態(tài)溢水的情況。主要是由于汛期為了滿足亭子口水庫的防洪需求，水庫加大下泄將水位控制在汛限水位以下，汛期末段亭子口水庫開始蓄水，在來水豐沛的情景下，水庫很容易蓄至正常高水位，蓄滿之后來多少水水庫下泄多少水，導(dǎo)致武勝斷面的適宜生態(tài)溢水量較多。由圖9可以看出：在枯水年情景下，整個調(diào)度期武勝斷面的最小生態(tài)需水均得到滿足;前非汛期（1～5月）武勝斷面的適宜生態(tài)需水基本滿足，后非汛期（9～12月）由于亭子口水庫在汛期末段開始蓄水，下泄流量減少，再加上非汛期亭子口斷面至武勝斷面的區(qū)間入流較小，導(dǎo)致武勝斷面適宜生態(tài)缺水量較大;而汛期武勝斷面的生態(tài)溢水量較大，這一方面是由于汛期亭子口斷面至武勝斷面的區(qū)間入流較大，另一方面是由于汛期為了滿足亭子口水庫防洪的需求，當(dāng)亭子口水庫汛期水位超過汛限水位時需強制性下泄，導(dǎo)致水庫下泄流量較大。

4.3 發(fā)電與生態(tài)競爭機理分析

為了分析發(fā)電目標(biāo)與生態(tài)目標(biāo)間的競爭機理，本文以4庫總發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建單目標(biāo)水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型。采用DDS算法進行求解，得到不考慮生態(tài)需水情況下水庫群聯(lián)合調(diào)度的發(fā)電量，與最優(yōu)均衡策略對應(yīng)的發(fā)電量進行對比，可求得考慮生態(tài)需水的情況下水庫群聯(lián)合調(diào)度的發(fā)電效益損失，如表4所示。豐水年、枯水年來水情景下，考慮生態(tài)的水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度的發(fā)電損失量分別為0.193 53億kW·h和0.187 10億kW·h。

亭子口水庫的下泄過程直接決定了武勝斷面的生態(tài)需水滿足程度，分別對豐、枯水年條件下考慮和不考慮生態(tài)需求的聯(lián)合調(diào)度中亭子口水庫水位過程線進行分析，如圖10～11所示。在嘉陵江流域水庫群多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度中，為滿足流域生態(tài)系統(tǒng)對水量的要求，水庫在枯水期需要加大下泄和在汛期應(yīng)盡量減少下泄。由于防洪的需求，汛期水庫在發(fā)電和生態(tài)兩目標(biāo)間的優(yōu)化空間有限，生態(tài)效益的區(qū)別主要體現(xiàn)在枯水期。從圖中可以看出，為了滿足流域生態(tài)需求，亭子口水庫在枯水期加大下泄以較快的方式消落，從而減少生態(tài)缺水;在集中消落期，由于需要消落水位較低，故能夠減小下泄流量，從而避免產(chǎn)生過多生態(tài)溢水量。而水電站若要盡可能地多發(fā)電，需要在枯水期減少下泄以提高水頭，而在汛期盡量下泄以增加全年發(fā)電量。在考慮生態(tài)的水庫群聯(lián)合調(diào)度中，水電站在整個枯水期以較低水位運行，消落期也沒有集中發(fā)電，導(dǎo)致水電站既犧牲了水位效應(yīng)也損失了流量效應(yīng)，從而使發(fā)電效益受損。

5 結(jié) 論

本文研究了考慮生態(tài)的嘉陵江流域水庫群優(yōu)化調(diào)度模型的構(gòu)建、求解的技術(shù)方法，引入置換率量化水資源在發(fā)電量和生態(tài)需水量之間的博弈置換關(guān)系，從競爭關(guān)系、效益均衡、競爭機理3個方面對模型運行結(jié)果進行了分析，得出以下結(jié)論：

（1）無論是枯水年情景下還是豐水年情景下，隨著水庫群總發(fā)電量增加，生態(tài)效益逐漸減少，且當(dāng)發(fā)電量超過一定范圍時，繼續(xù)增加發(fā)電量，發(fā)電用水與生態(tài)用水競爭關(guān)系增強。

（2）生態(tài)效益與發(fā)電效益的矛盾主要體現(xiàn)在非汛期。水庫在枯水期加大下泄流量以減少生態(tài)缺水量，在汛前消落期減小下泄流量以減少生態(tài)溢水量，導(dǎo)致水電站在枯水期的運行水位較低，使發(fā)電效益受損。

（3）均衡調(diào)度策略能夠較好地協(xié)調(diào)嘉陵江流域水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護間的矛盾，既能保證不損失較大的發(fā)電效益，又能完全滿足流域最小生態(tài)需水，基本滿足流域適宜生態(tài)需水。模型運行結(jié)果合理，可以為嘉陵江流域開展生態(tài)友好型水庫群聯(lián)合調(diào)度提供參考。

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（編輯：江 文）