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水 利 学 报

２０２４年 ６月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５５卷 第 ６期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２４）０６ － ０６３１ － １３

基于黄河流域系统治理的水库多目标调度约束阈值研究

田世民 １，２，３ ，江恩慧 １，２，３ ，王远见 １，２，３ ，赵高磊 １，２，３ ，景永才 １，２，３ ，李凌琪 １，２，３
（１．黄河水利科学研究院，河南 郑州 ４５０００３；２．河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室，河南 郑州 ４５０００３；
３．河南省黄河水生态环境工程技术研究中心，河南 郑州 ４５０００３）

摘要：水库是流域水沙调控以及水资源优化配置的重要抓手，黄河流域的水库调度最初以防洪减淤为目标。新形
势下，黄河流域面临不断变化的来水来沙条件、库区－ 河道边界约束、区域社会经济发展和生态环境需求等，黄
河流域亟需基于系统治理理念，突出流域系统可持续运行的水库多目标协同调度。本文依据流域系统科学理论和
方法，通过资料分析、数据挖掘、关联度识别、回归分析等方法，筛选了黄河流域系统中行洪输沙、社会经济、
生态环境各子系统表征指标，阐明了黄河上、中、下游不同河段多维约束因子的演变过程，揭示了黄河干流调控
体系主要约束因子的相互作用关系，提出了基于多目标协同的黄河干流水库调度约束因子阈值，为黄河流域水库
多目标协同调度提供科技支撑。
关键词：水库调度；多维约束；多目标协同；流域系统
中图分类号：ＴＶ６９７
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０４０５

１ 研究背景

过去百年里，世界各国修建了大量的水库 ［１］ ，中国已建造坝高 １５ｍ以上的大坝 ２．３万多座，占全
球总数的 ４０．６％ ［２］ 。水库作为一种承担着流域防洪、发电、供水、灌溉、航运、生态修复等重任的调
控工程，具有巨大的综合利用效益 ［３］ 。早期水库调度注重某一特定目标的实现，Ｃａｒｒｉａｇｅ等 ［４］ 认为水
库调度的目标为水库下游河道形态变化最小，Ｎｉｃｏｌｏｗ等 ［５］ 进一步提出以所在河网中水库群的泥沙冲
淤量最小为水库群调度的最优控制目标。作为全球泥沙问题最为严重和复杂的河流，黄河流域的水库
调度最初以水沙调控为目标 ［６］ 。早在 １９６０年代，以王化云为代表的老一代治黄专家即提出了 “蓄水
拦沙” 的水沙调控思路 ［７］ ，钱宁等 ［７］ 提出在黄河治理中应利用水库合理调节水沙过程，改变河流边
界，王士强 ［８］ 提出了考虑对黄河下游减淤效果较好的水库水沙调控方式。随着流域梯级水库群的建
成，水利工程已从重建设进入到重管理期 ［９］ ，以期有效协调水库承担的多种任务 ［１０］ ，我国水库调度
已由单库单目标调度逐渐转化到中长期尺度下的梯级水库群多目标优化调度 ［１１］ 。近年来，黄河流域依
托重点水库开展防洪防凌调度、调水调沙、生态调度等，在水库多目标调度领域进行了十分有益的探
索。水库调度是实现水资源优化配置和高效利用的重要非工程措施 ［１２］ ，水库调度以其产生的社会、经
济、生态环境综合效益最大为目标 ［１３］ ，按功能目标可分为防洪调度 ［１４］ 、兴利（发电和供水等）调度 ［１５］
和多目标综合利用调度 ［１６］ 。水库调度目标往往相互影响和制约，从本质上来说水库优化调度是一个多
目标优化问题。
随着国家和社会对黄河保护治理提出更高要求，流域综合管理中水库的多目标调度成为实现流域

收稿日期：２０２３ － ０７ － ０５；网络首发日期：２０２４ － ０６ － １４
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０６１１．１１０６．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：黄河水科学研究联合基金项目（Ｕ２２４３２１４）；国家自然科学基金项目（５２３０９０９２）；黄河水利科学研究院科技发展基金项
目（２０２３１０）；国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ３２００４０２）
作者简介：田世民（ １９８１ － ），博士，教授级高级工程师，主要从事河流演变与河流生态研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｔｓｍ１９８１＠１６３．ｃｏｍ
通信作者：江恩慧（１９６３ － ），博士，教授级高级工程师，主要从事河流泥沙研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｊｉａｎｇｅｎｈｕｉ＠ｈｋｙ．ｙｒｃｃ．ｇｏｖ．ｃｎ
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