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高质量发展的重要保证 ［１７］ 。在保障黄河防洪安全的前提下，黄河流域行洪输沙 － 社会经济 － 生态环境
等功能多维协同发展成为水库调度的主要目标 ［１７］ 。尤其是在生态文明理念下，针对黄河流域存在的各
种生态问题，生态调度的比重日益提升 ［１８］ ，在水库供水、防洪、发电等社会经济目标的基础上，需要
兼顾河流内外生态环境用水需求 ［１９］ 。同时，开展水库多目标调度，必须确定水库多目标调度的目标，
其中各目标之间的复杂关系及其定量化是研究重点和热点 ［２０ － ２１］ 。在水库调度中如何衡量水库 － 河道
间、多维目标间的损益权衡关系，形成系统理论支撑水库群全局可行、总体较优的调度模式，成为黄
河水库多目标调度的首要科学问题。这一科学问题的解决，首先需要明确水库开展多目标调度时行洪
输沙、社会经济及生态环境等各方面的制约因素，在理清多目标动态调度面临的多维约束及其相互作
用关系的基础上，进一步开展多目标动态调度的关键制约因素和阈值，为黄河流域水库多目标动态调
度提供理论基础。因此，本文针对黄河流域水库多目标调度的多维约束开展研究，理清行洪输沙 － 社
会经济－ 生态环境等多维协同的水库多目标调度软硬约束条件，明确各约束因子间的独立性与融合度，
厘定黄河干流水库多目标调度的主要约束因子，明确主要约束因子及其阈值，为黄河流域水库多目标
调度提供参考和借鉴。

２ 黄河流域系统及多目标调度

２．１ 黄河流域系统 系统在自然界和人类社会中是普遍存在的。１９７７年，舒姆 ［２２］ 提出了河流系统
的概念，按照河流的自然特性把河流从上游至下游依次划分为 ３个子系统：集水盆地子系统、河道
子系统和河口三角洲子系统。钱学森根据组成系统的子系统种类的多少以及子系统间关联关系的复
杂程度，把系统分为 简 单 系 统 和 巨 系 统 两 大 类 ［２３］ ，于 １９９０年 代 提 出 了 开 放 的 复 杂 巨 系 统 这 一 概
念 ［２４］ ，即指子系统种类众多、具有层次结构且关联关 系 复杂、与周 围 环 境有 物 质、能 量以及信息
交换的系统 ［２５］ 。许多研究者也从系统的角度开展水问题 研究，提出 了 水 资源 系 统、水 基系统等基
于系统论的概念 ［２６ － ２７］ 。水资源复杂巨系 统以复杂 巨系统 理 论 为基 础，研 究 了 水资 源 复 杂巨系统的
概念、内涵、结构及和谐等问题 ［２６］ 。刘宁 ［２６］ 应用系统论的观点提出了水基系统的稳定态、和谐度
等指标。
黄河流 域 作 为 人 与 自 然 相 互 作 用 最 强 烈 的 区
域，社会经济发展对河流健康生命的依赖性 极强。
江恩慧等 ［１７］ 将黄河流域系统定义为以水沙输移、床
岸组成和涉水工程为物理基础，以水沙资源开发利
用和合理配置为核心，以河流基本功能维持（行洪
输沙）、社会经济可持续发展、生态环境有效保护
等为最终目标的复合系统，认为黄河流域系统是由
行洪输沙、社会经济和生态环境三个子系统（图 １）
组成的开放复杂巨系统，各子系统在流域系统中分
别发挥相应的服务功能，子系统之间以及流域系统
与外界不断进行物质和能量交换以及信息传递。
２．２ 水库多目标调度体系 根据黄河流域干流枢纽
分布以及现状水沙调控体系特征，将黄河流域水库
图 １ 黄河流域系统组成
多目标调度体系分为黄河上游调控体系和黄河中下
游调控体系，其空间分布见图 ２。黄河流域水库多目标调度的约束主要考虑河道控制断面行洪输沙－ 社
会经济－ 生态环境的需求。黄河上游调控体系中，主要考虑龙羊峡和刘家峡水库，龙羊峡水库进出口
断面唐乃亥、贵德，刘家峡水库进出口断面循化、小川，以及石嘴山、巴彦高勒、头道拐等为主要控
制断面。黄河中下游调控体系中，主要考虑万家寨、三门峡和小浪底水库，吴堡、龙门、潼关、小浪
底等中游断面，以及花园口、夹河滩、高村、孙口、艾山、泺口、利津等下游断面为中下游调控体系

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