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水 利 学 报

2025 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 9 期

文章编号：0559-9350（2025）09-1189-12

长江黄河跨流域多线路成网互济的调水机制研究Ⅱ：应用

赵小丹 ，付 湘 ，彭少明 ，范志鹏 ，王 煜 ，郑小康 4
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（1. 武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 430072；2. 水利部 水利水电规划设计总院，北京 100120；
3. 水利部黄河水利委员会，河南 郑州 450003；4. 黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003）
摘要：为提升长江黄河跨流域水网的整体运行效益，针对南水北调东、中线管理实践需求，以调水满足率最大、
公平性最佳，及受水区社会、经济、生态效益最大为优化目标，构建成网互济运行方式下“源-流-网-配”协同
优化模型。基于长江、黄河枯水、特枯水组合的 4 种情景，对比单线运行与成网互济运行方式，分析其有效性。
结果表明：长江枯水变化对受水区缺水率影响较小，黄河枯水变化下山东缺水率变化更大，同时黄河丰枯变化会
影响成网互济的效果；相较于水网单线运行，成网互济时受水区总缺水量降低 4.2 亿 ~ 13.3 亿 m³，河南、山东黄
河受水区缺水率下降 0.1% ~ 6.7%，南水北调、非常规水供水量上升，地下水和黄河水减少 7.7 亿 m³，改善了部分
地区供水结构；成网互济下南水北调东、中线可调减引黄用水指标分别为 12.7 亿和 11.1 亿 m³，是基准方案中原调
减指标的 3 ~ 6 倍。研究成果可为水网科学调配提供决策参考。
关键词：长江；黄河；跨流域调水；成网互济；“源-流-网-配”协同优化；南水北调东中线
中图分类号：TV68 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20240703

1 研究背景

气候变化影响下极端水文事件发生更加广泛、频繁，并发概率增大，导致跨流域调水工程水源区
与受水区同枯风险上升，增加大型流域水资源安全保障难度 。构建以自然河湖为基础，引调排水工
［1］
程为通道，调蓄工程为结点，“四横三纵”的国家水网体系，既是 《国家水网建设规划纲要》 的要求，
也是应对未来极端水文事件的有效手段。南水北调工程作为国家水网的主骨架、大动脉，承担着从长
江流域向黄河流域补水的重要任务，实现东、中线成网互济，研究长江、黄河跨流域调水水网调控机
制成为当前南水北调工程水资源调配的关键。
全球跨流域调水工程众多，国内外学者开展了大量有关跨流域调水工程调配的研究，在此基础上
发展出模拟与优化、调度与配置相结合的建模路径 ［2-4］ 。Ming 等 依靠情景缩减策略提出了一种调水工
［5］
［6］
程运行规则推导方法，并采用仿真优化框架求解，平衡多目标优化的准确性与计算复杂性；Ma 等 采
用两阶段规划分解从水源到用户的引水供应分配系统，充分利用了调水水源和当地水资源的水文异质
［7］
性和互补性，提高了水资源的利用效率，在持续干旱的时期效果尤为显著；彭安帮等 提出多水源配
置与水库群优化调度相耦合的二层结构模型，通过水库联合调度对多水源精细化分配，极大地改善了
用水户的供水效益。
南水北调东、中线一期工程建成通水后，相关学者围绕南水北调工程的运行模式和优化模型也开
展了一些研究 ［8-10］ 。Guo 等 ［11］ 开发了基于实数编码量子启发的混合蛙跳算法（r-MQSFLA），应用于东线

收稿日期：2024-10-31；网络首发日期：2025-07-16
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网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.tv.20250714.0856.001
基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFC3202300）；国家自然科学基金项目（52479023，U21A2002）
作者简介：赵小丹（2001—），硕士生，主要从事水资源配置研究。E-mail：xiaodan.zhao@whu.edu.cn
通信作者：付湘（1971—），教授，主要从事水文及水资源研究。E-mail：xfu@whu.edu.cn
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