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水 利 学 报

２０２３年 ６月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 ６期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０６ － ０６３３ － １１

金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究

周研来，郭生练，王 俊，熊立华，刘 攀，陈 华
（武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 ４３００７２）

摘要：为验证梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法的合理性与普适性，在金沙江流域开展实例分析。首
先考虑洪水预见期变化，应用动态多目标算法高效求解调度模型；然后评价汛期运行水位协同浮动调度的风险与
效益；最后推求乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库的汛期运行水位协同浮动关系。研究结果表明：相比年汛
限水位静态控制调度方案，梯级水库汛期运行水位协同浮动调度方案在不增加防洪风险前提下，各水库汛期运行
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水位均可适当抬升，汛期多年平均发电量和电站弃水减少量的最高值（改善率）可达 １０７１亿ｋＷｈ（１１．１％）和 ６４９亿ｍ
（１４．３％），有效提高了洪水资源利用水平，综合效益巨大。
关键词：汛期运行水位；梯级水库；动态多目标算法；金沙江流域
中图分类号：ＴＶ１２２ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０４６１
文献标识码：Ａ

１ 研究背景

虽然中国拥有得天独厚的水资源禀赋，但水资源的人均可利用量低、供需不平衡矛盾突出。流域
水资源开发利用旨在通过兴建水工程及优化其调度方式等措施以尽可能将汛期洪水转化为可利用水资
源的过程，提升流域水资源利用水平和供水保障能力 ［１ － ２］ 。水库汛限水位 “动态控制” 或 “协同浮
动” 调度方式作为水资源开发利用的重要非工程措施之一，肇始于 ２０世纪末 ［３ － ４］ 。２００２年和 ２００７年
国家防办先后组织国内重点高校和科研院所开展了汛期分期、设计洪水计算、汛限水位分期运用、汛
期运行水位动态控制等专题研究 ［５ － ７］ ，并结合 ２４座大型水库进行了应用试点工作。近年来，国内外学
者围绕这一课题开展了大量研究，较具代表性的成果有：胡四一等 ［８］ 提出了水库汛限水位分期控制和
蓄滞洪区供水调度的技术方法，并将其成功应用于我国海河流域洪水资源调控。郭生练等 ［９ － １３］ 对比分
析了国内外设计洪水计算方法，以三峡水库等为对象，开展汛限水位分期运用、汛期运行水位动态控
制研究，提出了考虑入库洪水不确定性的水库汛限水位动态控制域计算方法、基于聚合 － 分解理论的
梯级水库汛期运行水位联合动态控制方法。王本德等 ［６ － ７，１４］ 评价了降雨预报、洪水预报信息和专家经
验在水库预报调度中的可行性，提出基于预蓄预泄法、综合信息推理模式法的水库汛限水位动态控制
方法，并将其成功应用于我国北方的水库群调度运行。Ｙｕｎ等 ［１５］ 研究了基于分期设计暴雨的水库汛限
水位分期运用和动态控制，并评估了该方法对水库供水能力的影响。Ｃｈｏｕ等 ［１６］ 探讨了基于期望缺水
量最小化的水库预泄调度法在防洪预报调度中的可行性。钟平安等 ［１７］ 提出了基于库容补偿的梯级水库
汛限水位动态控制域计算方法，其方法在岗南、黄壁庄梯级水库得到了成功应用。王忠静等 ［１８］ 探究了
满足风险适度性要求的水库汛限水位分期控制方法，论证了适当抬升水库汛限水位可有效缓解区域水
资源紧缺形势。王宗志等 ［２，１９ － ２０］ 构建了集成洪水利用潜力评价、利用方式优选和风险效益评估的流域

收稿日期：２０２２ － ０６ － １３；网络首发日期：２０２３ － ０１ － １７
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３０１１６．１６４４．００７．ｈｔｍｌ
基金项目：国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ３２００３０３）；国家自然科学基金联合基金重点项目（Ｕ２０Ａ２０３１７）．
作者简介：周研来（１９８５ － ），教授，主要从事水库群调度研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙａｎｌａｉ．ｚｈｏｕ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信作者：郭生练（１９５７ － ），挪威工程院外籍院士，主要从事水文水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｓｌｇｕｏ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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