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3.1 多维约束因子
3.1.1 行洪输沙约束 行洪输沙约束包括河流水文过程、河道的承受能力和水库的调控能力等,约束
因子可分为径流泥沙、河道边界和水库调控能力。径流泥沙指标包括反映径流量特征、流量特征以及
泥沙特征的指标。河道边界条件指标包括河道整治工程和平滩流量。河道整治工程主要反映河道对水
流的约束强度和约束作用,平滩流量反映河道某一断面的过流能力,直接影响水库调控过程中下泄流
量是否导致漫滩和造成淹没损失。水库调控指标指水库调控过程中需满足或受限的各种约束因子。行
洪输沙数据来自黄河流域水文部门发布的水文数据。
3.1.2 社会经济约束 社会经济约束包括国内生产总值、耕地面积、引水量等,基于黄河流域水库调
度对社会经济可持续发展的支撑作用,本研究选择引水量作为流域水库多目标调度的社会经济约束。
引水量数据来自黄河流域及各行政区年鉴。
3.1.3 生态环境约束 生态环境约束因子包括河流水质、生物多样性、生态需水等,基于数据权威性
和可获取性,本次选择典型断面生态需水作为生态环境约束因子开展研究。结合 《黄河流域综合规
划》 ( 2012—2030年) [27] 和黄河关键物种和关键生长期的生态需水 [28 - 31] ,确定了黄河上、中、下游典
型断面生态需水(表 1)。
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表 1 黄河流域典型断面生态需水 单位:m ?s
区域 断面 生态需水 1—3月 4月 5—6月 7—10月 11—12月
流量 150 330 150
低限
脉冲流量 400,至少 1次,持续时间≥6d
石嘴山 一定量洪水
流量 300 330 350 300
适宜
脉冲流量 900,至少 1次,持续时间≥6d
上游
流量 125 75 180 125
低限
脉冲流量 400,至少 1次,持续时间≥8d
头道拐 一定量洪水
流量 250 250 250 250
适宜
脉冲流量 800,至少 1次,持续时间≥8d
低限流量 130 180 130
龙门 一定量洪水
适宜流量 240 240 240
中游
低限流量 150 200 150
潼关 一定量洪水
适宜流量 240 300 240
流量 200 200 200 200
低限
脉冲流量 1400,至少 1次,持续时间≥6d
花园口 一定量洪水
流量 400 320 320 400
适宜
脉冲流量 1700,至少 1次,持续时间≥6d
下游
流量 70 75 150 70
低限 400,至少 1次,持续时间≥7d
脉冲流量
利津 一定量洪水
流量 120 120 250 120
适宜 800,至少 1次,持续时间≥7d
脉冲流量
3.2 各约束因子演变过程 以图 3中确定的约束因子中的年均流量、年输沙量、生态流量保证率(石
嘴山和头道拐断面)、取水量和耗水量为例,展示黄河上游行洪输沙、社会经济和生态环境约束因子
演变过程,如图 4所示。1960—2000年黄河上游年均流量呈下降趋势,2000年以后呈现增加趋势,而
年输沙量总体呈下降趋势。石嘴山断面(图 4(c))低限流量保障程度高于适宜流量保障程度,1—3月
适宜流量保障程度自 1970年代以来增加,4月在 1980年代后期至 2000年降低,5—6月和 11—12月
自 1980年代以来提高。1960年以来,石嘴山断面 1—3月、11—12月的低限生态流量基本得到保障。
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