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水 利 学 报

２０２２年 １０月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５３卷 第 １０期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２２）１０ － １２４０ － １１

供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化研究

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康 艳 ，高 轩 １，２ ，李伶杰 ２，３ ，张 硕 ，宋松柏 ，王银堂 ２，３
（１．西北农林科技大学 水利与建筑工程学院 旱区农业水土工程教育部重点实验室，陕西 杨凌 ７１２１００；
２．南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 ２１００２９；
３．长江保护与绿色发展研究院，江苏 南京 ２１００９８）

摘要：水库群供水规则中蓄供水次序与调度图彼此影响，如何实现二者联合优化是供水调度的难点。为此，提出
了供水水库群蓄供水次序与调度图双层优化方法。首先合理拟定不同蓄供水次序，其次求解各次序对应最优调度
图，最后通过模拟调度比选最佳蓄供水次序与调度图组合。应用该方法对宝鸡峡灌区六库混联供水系统开展了实
例研究。结果表明，若上游水库先蓄水且先供水或下游水库先蓄水且先供水均会增大灌区缺水率、降低供水空间
公平性，最优蓄供水次序为上游水库先蓄水、下游水库先供水。较现状调度方案，采用最优蓄供水次序及对应调
度图组合可有效缓解灌区缺水状况，缩小分区供水效益的差异。本方法为水库群蓄供水次序与调度图联合优化提
供了可行途径。
关键词：供水水库群；蓄供水次序；调度图；双层优化；宝鸡峡灌区
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２００２５
中图分类号：ＴＵ９９１

１ 研究背景

伴随经济社会高质量发展与生态环境保护日益重视，流域、城市、灌区等单元的生活、生产和生
态用水需求不断增加，水资源供需矛盾逐渐加剧。必须坚持节水优先、内挖潜力、外引资源的原则，
通过综合施策提升水资源要素对经济社会发展的支撑能力。供水水库群联合调度是重要的内挖潜力措
施，它可以结合用水量及保证率等需求，通过调整调度规则，充分发挥水库群的联合补偿作用 ［１］ ，优
化水资源时空分配格局 ［２］ ，从而有效降低水资源短缺风险。众多研究已取得了高质量成果 ［３］ ，但面对
形式各异的水库群与用户拓扑网络、维度不同的供水目标，如何优化供水水库群联合调度规则始终是
十分复杂的科学问题。
供水水库群联合优化调度规则包括水库群蓄供水次序和水库调度图两部分。综观已有文献，主要
有两种研究思路。第一种是 “聚合－ 分配” ［４ － ６］ ，即将所有水库聚合为虚拟水库，在求解虚拟水库调度
图的基础上，将供水任务分配到各成员水库。如郭旭宁等 ［４］ 提出的混联水库群联合优化调度规则求解
框架中，首先将水库群聚合并编制联合调度图，进而优化各成员水库的供水任务分配因子，以实现供
水调度；吴恒卿等 ［５］ 将深圳市公明供水调蓄工程中的水库群聚合为虚拟水库，建立联合引水与供水调
度图，并采用动态分配系数将境外引水量分配至各成员水库。这种思路虽然降低了问题复杂度，但在
供水任务分配环节，一般不考虑或采用经验性水库蓄供水次序，可能影响整个供水系统效益的充分发
挥；另外将供水区作为整体考虑，忽略了各水库供水范围及用水户重要性的区别，实际应用中可能存

收稿日期：２０２２ － ０１ － １３；网络首发日期：２０２２ － １０ － １７
网络首发地址：ｈｔｔｐ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２２１０１７．０８４９．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：陕西省水利科技计划项目（２０１９ｓｌｋｊ － １４）；国家自然科学基金项目（５１４０９２２２，５２０７９１１０）；中央级公益性科研院所基本
科研业务费专项（ Ｙ５１９００７）
作者简介：康艳（ １９７７ － ），副教授，主要从事水文水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｋａｎｇｙａｎ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ
通讯作者：李伶杰（１９９２ － ），工程师，主要从事水文水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｌｊｌｉ＠ｎｈｒｉ．ｃｎ

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