[發明專利]一種水利水電工程生態調度方案的優化方法

有效

• 申請號: 202110122134.0
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112766593B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 董磊華;金弈;姜昊;劉桂華;劉飛;譚奇林;薛聯芳;黎一霏;胡雅杰;位麗換
• 申請（專利權）人: 中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司;水電水利規劃設計總院
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

本發明公開了一種水利水電工程生態調度方案的優化方法，根據生態流量要求，制定初步生態調度方案，并提出生態調度預期效果；根據生態調度方案開展生態調度試驗；開展長期生態監測；對入庫流量和下泄流量的水文節律進行分析，若水文節律不一致，對生態調度方案進行優化并開展下一輪的生態調度試驗直至滿足水文節律分析要求，若水文節律一致，則開展下一步的生態調度效果評估；若效果達到預期，可將初步生態調度方案作為最優生態調度方案長期執行，效果未達到預期，需對生態調度方案進行優化。本發明充分考慮了目前生態流量確定和生態調度效果保障的高度復雜性與不確定性，改進水利水電工程傳統的生態調度方案確定方式，實現生態調度方案的最優化。

技術領域

本發明涉及水利水電工程生態調度，尤其涉及基于適應性管理模式的水利水電工程生態調度方案的優化方法。

背景技術

生態流量作為建設綠色水利水電工程、實現水資源可持續利用的關鍵環保措施之一，既影響河湖生態系統的健康穩定，也影響河流上修建水利水電工程的規模和效益，是工程方案審查與核準過程中的關鍵因素之一。目前我國生態流量理論方法體系尚不完善，對指示物種生態習性與水文水資源及水動力變化的關系研究十分薄弱，難以支撐水利水電工程生態流量的科學確定和生態調度的效果保障。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種水利水電工程生態調度方案的優化方法，以維持近自然的水文節律和保障生態調度效果為目標，通過不斷地開展生態調度效果評估反饋和生態調度方案優化調整，實現生態調度方案的最優化，促進水利水電工程生態流量過程管理更加科學、有效。

本發明所采用的技術方案是：一種水利水電工程生態調度方案的優化方法，包括以下步驟：

第一步，根據生態流量要求，考慮水利水電工程的發電效益和防洪、航運綜合效益，制定初步生態調度方案，并提出生態調度預期效果；

第二步，根據生態調度方案開展生態調度試驗；

第三步，開展長期生態監測，涵蓋流量監測、水質監測和水生生態調查，流量監測包括入庫流量和下泄流量的監測，水生生態調查包括水生生境、水生生物和魚類調查；

第四步，對入庫流量和下泄流量的水文節律進行分析，判斷生態調度方案實施后兩者的水文節律是否一致，若水文節律不一致，需對生態調度方案中水文節律不一致時段的下泄流量要求進行優化，并開展下一輪的生態調度試驗直至滿足水文節律分析要求；若水文節律一致，則開展下一步的生態調度效果評估；

第五步，對流量監測、水質監測和水生生態調查數據開展生態調度效果評估，與第一步中提出的生態調度預期效果相對比，若效果達到預期，將初步或優化后的生態調度方案作為最優生態調度方案長期執行；若效果未達到預期，需根據長期生態監測結果形成的生態-流量響應關系和水質-流量響應關系對生態調度方案的下泄流量要求進行優化，并開展下一輪的生態調度試驗，直至同時滿足水文節律分析和生態保護效果評估的要求，最后作為最優生態調度方案長期執行。

所述水文節律是否一致是通過生態調度方案實施后的入庫流量和下泄流量漲跌過程的對比情況來判斷，具有長系列水文資料的情況下通過IHA水文指標的水文變異指數σ來判斷。

所述水文變異指數σ的計算公式為：

式中，N_observed為水利水電工程生態調度方案實施后的某一水文變化指標值落在流量管理目標范圍內的頻率；N_expected為自然水文情勢下的某一水文變化指標值落在流量管理目標范圍內的頻率；f為生態調度方案實施后的水文系列長度與自然水文系列長度的比值；當0≤|σ|＜0.33時，認為水文節律一致；當|σ|≥0.33時，認為水文節律不一致。

以水文指標的均值加、減標準差的范圍，或25百分位數和75百分位數的水文指標值范圍作為流量管理目標范圍。