水庫群聯(lián)合調(diào)度全周期-自適應(yīng)-嵌套式建模方法

仲志余　王學(xué)敏　丁毅

摘要：隨著長江上游控制性水庫群陸續(xù)建成投產(chǎn)，亟需提升水庫群聯(lián)合調(diào)度水平，促進(jìn)水資源綜合效益進(jìn)一步發(fā)揮。針對流域水庫群綜合調(diào)度，研究了調(diào)度階段劃分方法，提出不同階段各目標(biāo)間的競爭協(xié)同關(guān)系，結(jié)合已有調(diào)度規(guī)程和成果給出了調(diào)度方式的數(shù)字化方法，形成了全周期-自適應(yīng)-嵌套式調(diào)度模型搭建新技術(shù)。進(jìn)一步以長江上游30座控制性水庫為研究對象，明確了不同調(diào)度期的主要目標(biāo)和運(yùn)行條件，結(jié)合長江流域特征提出了針對性計(jì)算條件和防洪、供水、發(fā)電、水量利用率等方面的效益增量約束。最后，在長江流域進(jìn)行了水庫群聯(lián)合調(diào)度案例計(jì)算分析。結(jié)果表明：提出的水庫群多目標(biāo)調(diào)度方法可有效發(fā)揮水庫群綜合效益，為流域調(diào)度管理提供有力支撐，具有較好的實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞：水庫群; 多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度; 全周期建模; 長江流域

中圖法分類號： TV697

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.11.001

0引 言

現(xiàn)代水庫群多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度涉及防洪、供水、生態(tài)需水、發(fā)電、航運(yùn)和電網(wǎng)安全等相互競爭、不可公度的調(diào)度目標(biāo)[1]，是一類多層次、多屬性的復(fù)雜多目標(biāo)決策問題。現(xiàn)有的理論與方法仍存在局限性，難以解決大規(guī)模、多尺度、多目標(biāo)流域一體化綜合調(diào)度的應(yīng)用難題，水利樞紐工程綜合效益最大化等問題十分突出，已成為梯級水庫群多目標(biāo)優(yōu)化聯(lián)合調(diào)度研究的熱點(diǎn)問題和發(fā)展趨勢。

長江上游是長江源頭至湖北省宜昌市的江段，河流總長度4 504 km，控制流域面積約100萬km2，由金沙江水系、岷沱江水系、嘉陵江水系、烏江水系和干流區(qū)間5大水系組成（見圖1）。長江上游控制性水庫群相繼建成投運(yùn)，防洪[1]、供水[2]、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)[3]、發(fā)電[4]、航運(yùn)[5]等效益巨大。為此，本文圍繞水庫群系統(tǒng)多維目標(biāo)綜合調(diào)度開展研究，深度結(jié)合已有調(diào)度成果和規(guī)程，考慮流域調(diào)度運(yùn)行特點(diǎn)，建立“全周期-自適應(yīng)-嵌套式”水庫群多目標(biāo)協(xié)同調(diào)度模型，并以長江上游水庫群為案例進(jìn)行分析。

1水庫群多目標(biāo)調(diào)度概述

中國關(guān)于水電站優(yōu)化調(diào)度模型研究起步較國外稍晚，20世紀(jì)60年代初國內(nèi)學(xué)者首先通過翻譯《運(yùn)籌學(xué)在水文水利計(jì)算中的應(yīng)用》《動態(tài)規(guī)劃理論》等外文專著，將水電站優(yōu)化調(diào)度研究領(lǐng)域引入國內(nèi)。然而，水電站優(yōu)化調(diào)度理論成功應(yīng)用于實(shí)際工程已是1981年，張勇傳等[6]將徑流時段間相關(guān)性以及水文預(yù)報(bào)引入到水電站優(yōu)化調(diào)度模型中，并成功應(yīng)用于柘溪水電站優(yōu)化調(diào)度中，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。20世紀(jì)90年代后，隨著中國水利建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量水利工程興建投運(yùn)，促進(jìn)了中國水庫調(diào)度理論的快速發(fā)展。

水庫群多目標(biāo)調(diào)度納入了優(yōu)化思想[7]，考慮水庫群的流域范圍、水力電力聯(lián)系、控制對象位置、調(diào)度任務(wù)、工程工況等因素[8]，綜合防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等多目標(biāo)調(diào)度需求，分區(qū)域、分上下游、分重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對調(diào)度對象的控制，發(fā)揮流域水庫群綜合效益。

目前的水庫群多目標(biāo)調(diào)度研究存在以下幾個方面的不足，本文將有針對性開展研究。

（1） 建模的針對性不足。目前對于水庫群調(diào)度建模方面的研究主要集中于優(yōu)化模型;為了對目標(biāo)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，建立的目標(biāo)函數(shù)多為“求極限”（針對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)上的極值求解）的方式，其形式進(jìn)行了一定程度的抽象或簡化;如此建立的目標(biāo)函數(shù)雖然具備了較強(qiáng)的通用性，且求解方式較為成熟，但由于缺乏對不同水庫群實(shí)際特征的考慮，難以直接在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用。為此，本研究將首先從實(shí)際調(diào)度中提取經(jīng)驗(yàn)、規(guī)程、需求等要素，形成蘊(yùn)含實(shí)際水庫群調(diào)度特征的規(guī)則庫。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)所處的不同時間、不同區(qū)域，引入上述現(xiàn)有的調(diào)度建模方式進(jìn)行有限度的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)在充分考慮水庫群運(yùn)行特點(diǎn)的情況下，尋求調(diào)度方式的最優(yōu)。

（2） 對不同調(diào)度時期內(nèi)的目標(biāo)差異化考慮不足。現(xiàn)有調(diào)度模型方面的研究，往往針對具體的目標(biāo)和時段進(jìn)行模擬計(jì)算，不符合調(diào)度工作覆蓋全年的實(shí)際情況，難以推廣運(yùn)用。因此，本研究將全年劃分為前汛期、主汛期、汛期末段、蓄水期、供水期以及汛前消落期等階段，分析不同階段的主要矛盾和重點(diǎn)目標(biāo)，尋求不同階段間的轉(zhuǎn)化控制指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對全周期調(diào)度目標(biāo)差異化考慮。

2全周期-自適應(yīng)-嵌套式建模方法

為了實(shí)現(xiàn)調(diào)度計(jì)算對全過程的覆蓋，以滿足實(shí)際工作需求，需要對調(diào)度過程進(jìn)行劃分，并研究階段間銜接和階段內(nèi)各目標(biāo)間協(xié)調(diào)的方式，以此提出全周期-自適應(yīng)-嵌套式建模方法。

2.1研究范圍

綜合考慮長江上游水庫的建設(shè)規(guī)模、防洪能力、調(diào)節(jié)庫容、控制作用、運(yùn)行情況等因素[9]，本次選取具有代表性的30座水庫進(jìn)行研究。30座水庫的拓?fù)涫疽庖妶D2，30座水庫的總庫容為1 633億m3，總防洪庫容為498億m3。

2.2調(diào)度階段劃分

水庫數(shù)目多，且分布區(qū)域廣，調(diào)度目標(biāo)類別涵蓋防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等方面，呈現(xiàn)多樣化特征。各類調(diào)度節(jié)點(diǎn)分布全流域，且同一調(diào)度期對不同目標(biāo)的需求呈現(xiàn)層次性。調(diào)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，既有時間的累加性（如水量利用率、發(fā)電效益），又有階段聚焦性（如防洪效益、生態(tài)效益、供水效益）。

按照調(diào)度全周期的理念，考慮到階段調(diào)度需求的差異性，將調(diào)度周期細(xì)劃分為：前汛期、主汛期、汛期末段、蓄水期、供水期、汛前消落期等6大調(diào)度階段，其中前汛期與汛前消落期、汛期末段與蓄水期有部分時段重合。前汛期與主汛期、蓄水期與供水期，因水庫群分布區(qū)域廣，具有一定水文異步性，在綜合調(diào)度模型中只是概念上的劃分，具體水庫調(diào)度過程中，仍依據(jù)水庫所在流域水文分期結(jié)論和現(xiàn)行調(diào)度規(guī)程進(jìn)行具體劃分。

長江流域汛期來水占比較大，且來水不均，通常而言，全周期的劃分重點(diǎn)在于汛期內(nèi)部的劃分。本研究采用了水文統(tǒng)計(jì)分析法和Fisher最優(yōu)分割法[10]對調(diào)度期進(jìn)行劃分。① 統(tǒng)計(jì)分析法，統(tǒng)計(jì)長系列的流量資料，分析年最大入流在汛期和非汛期的變化規(guī)律，根據(jù)其出現(xiàn)時間確定階段劃分。② Fisher最優(yōu)分割法具有多指標(biāo)聚類、不破壞樣本時序性的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行分割的原則是使得各類內(nèi)部樣本之間的差異最小，而各類之間的差異最大。

以金沙江下游為例，本研究根據(jù)1957～2012年共56 a旬平均入流資料，對全周期進(jìn)行分割，如表1所列。

由表1可知，F(xiàn)isher最優(yōu)分割法與統(tǒng)計(jì)分析法相差不大，也基本符合《國務(wù)院關(guān)于長江流域防洪規(guī)劃的批復(fù)》[11]中金沙江下游汛期為7月1日至9月10日的規(guī)定。因?yàn)镕isher最優(yōu)分割法從數(shù)據(jù)本身出發(fā)，具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)背景知識，有效避免了主觀確定相關(guān)閾值，故當(dāng)數(shù)據(jù)較多且統(tǒng)計(jì)規(guī)律不夠清晰的情況下，推薦采用Fisher最優(yōu)分割法。

2.3調(diào)度階段目標(biāo)

長江流域水庫群在不同調(diào)度階段面臨的主要需求各異，下面分別進(jìn)行說明。

（1） 前汛期。

從流域防洪角度出發(fā)，前汛期以減少防洪壓力為主。水庫運(yùn)行方式涵蓋汛期運(yùn)行水位動態(tài)控制、中小洪水調(diào)度等，調(diào)度效果主要從防洪效益、水量利用率、發(fā)電效益等角度衡量，其中防洪效益指標(biāo)主要是減少控制站點(diǎn)水位超警戒、超保的時間。前汛期水量利用率和發(fā)電效益與中小洪水利用相關(guān)，當(dāng)防洪運(yùn)用較為頻繁時，對水量利用率和發(fā)電效益的提升也較為明顯。

（2） 主汛期。

從流域防洪安全角度出發(fā)，主汛期以減災(zāi)為主，水庫運(yùn)行方式主要為保障流域防洪安全。但從洪水發(fā)生概率和洪水發(fā)展過程分析，又分發(fā)生或未發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)以上洪水情況，洪水過程又分起漲、發(fā)展、成型、消退等階段，為此，主汛期調(diào)度以防洪減災(zāi)為主，并在量級較小階段考慮減輕防洪壓力，主要涉及的效益目標(biāo)涵蓋防洪效益、水量利用率、發(fā)電效益等。

（3） 汛期末段。

從流域防洪形勢出發(fā)，該階段的防洪重點(diǎn)是流域局部防洪安全，應(yīng)為該區(qū)域預(yù)留足夠的水庫防洪庫容，同時，剩余的防洪庫容需結(jié)合流域防洪形勢隨著時段逐步、有序釋放。該階段在確保局部流域防洪安全的前提下，加強(qiáng)蓄水調(diào)度與防洪庫容利用之間的協(xié)調(diào)。體現(xiàn)的效益指標(biāo)主要包括水量利用率、發(fā)電效益，同時應(yīng)該適當(dāng)考慮對洞庭湖、鄱陽湖（后文稱“兩湖”）出湖水量的影響。

（4） 蓄水期。

該階段的重點(diǎn)是如何結(jié)合下游用水需求，優(yōu)化水庫蓄水進(jìn)程，提高流域整體蓄水工況。效益指標(biāo)體現(xiàn)在發(fā)電效益、兩湖生態(tài)用水影響、水庫蓄滿率等指標(biāo)上。由于供水期調(diào)度過程較為穩(wěn)定，可在一定程度上預(yù)測后期兩湖水位變化過程，因此，蓄水期兩湖水位可決定后期兩湖生態(tài)效益的好壞，這部分生態(tài)效益可結(jié)合兩湖生物對水位變化過程的需求進(jìn)行系統(tǒng)性評估。

（5） 供水期。

該階段主要是發(fā)電與供水的協(xié)調(diào)。供水保障目標(biāo)具有一定的彈性，在保障后續(xù)發(fā)電能力的同時盡可能地提高供水量。該階段的目標(biāo)主要體現(xiàn)在發(fā)電效益和供水效益上，供水效益主要是體現(xiàn)供水調(diào)度目標(biāo)斷面的流量增幅。

（6） 汛前消落期。

該階段主要是發(fā)電與防洪的協(xié)調(diào)。重點(diǎn)解決集中消落次序的問題，而防洪影響相對較小，需要避免因水庫集中下泄而增加下游防洪壓力。該階段以發(fā)電為主，同時需考慮防洪壓力與水量利用率。防洪方面，需要考慮前汛期兩湖來水與上游集中消落遭遇的可能性，預(yù)防對下游防洪造成壓力;水量利用率方面，主要為上游水庫群的集中消落方式優(yōu)化，避免增加水庫的棄水量。

2.4現(xiàn)有調(diào)度方式的數(shù)字化

為了統(tǒng)一調(diào)度管理所有水庫群運(yùn)行方式，將已有成果和相關(guān)規(guī)則進(jìn)行集成。水庫群調(diào)度主要涉及

防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)、蓄放水、風(fēng)險(xiǎn)、應(yīng)急等方面，成果和條件主要包括兩類，如下所示。

（1） 特定條件下的水庫運(yùn)行方式條款，比如：汛期，當(dāng)溪洛渡、向家壩水庫攔洪結(jié)束后，按照滿發(fā)流量7 000 m3/s進(jìn)行下泄，直至回到汛限水位或進(jìn)入下一次攔洪，如表2所列。此類規(guī)則能夠直接確定調(diào)度過程中一個或多個時段的運(yùn)行數(shù)值。

（2） 與調(diào)度計(jì)算有關(guān)的單值或過程約束，比如，在蓄水期，三峽水庫下泄流量不能低于8 000 m3/s，如表3所列。此類規(guī)則不能直接確定調(diào)度過程，而是給出范圍。

將涉及水庫群的現(xiàn)有成果和調(diào)度約束數(shù)值化，作為可調(diào)整的參數(shù)，格式示例如表4所列，其中輸入中包含的控制參數(shù)可用于考慮不同時段、不同對象的各項(xiàng)約束。

2.5模型搭建方式

通過上述內(nèi)容，明確了各水庫調(diào)度期的劃分方式和各調(diào)度期內(nèi)的階段目標(biāo)，并在現(xiàn)有成果和規(guī)程的基礎(chǔ)上確定模型計(jì)算的條件和約束，只需將各水庫不同階段的主要需求作為目標(biāo)，其他需求作為約束或條件，并通過流域上下游拓?fù)潢P(guān)系對水庫群依次計(jì)算，以此搭建流域水庫群全周期-自適應(yīng)-嵌套式調(diào)度模型，相關(guān)說明如下。

（1） 全周期。主要體現(xiàn)在調(diào)度貫穿全周期和調(diào)度階段細(xì)分兩方面，其中調(diào)度全周期主要針對調(diào)度過程的連續(xù)性和完整性;調(diào)度階段細(xì)分主要體現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)間矛盾的聚焦性和調(diào)度方案的針對性。

（2） 自適應(yīng)。主要體現(xiàn)目標(biāo)的切換和水庫調(diào)度方式的轉(zhuǎn)換。目標(biāo)切換主要發(fā)生在調(diào)度階段的過渡和調(diào)度需求最低限值遭到破壞的情境;水庫調(diào)度方式的轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在當(dāng)前目標(biāo)滿足程度發(fā)生變化的情況。

（3） 嵌套式。主要體現(xiàn)在時、空兩個層面。時間方面主要考慮水庫運(yùn)行方案從長、中期間的計(jì)劃到短期執(zhí)行;空間方面主要考慮目標(biāo)效益有從流域、區(qū)域、支流、水庫等逐級嵌套分解的特點(diǎn)。

以三峽水庫為例，可將一年劃分為汛前消落期、前汛期、主汛期、汛期末段、蓄水期、供水期，其中調(diào)度任務(wù)包含防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等，如圖3所示。枯水發(fā)電期為上一年10月中旬至當(dāng)年5月中旬;供水、航運(yùn)調(diào)度貫穿全年;汛前消落期主要在5月中旬至6月中旬;汛期在6月中旬至9月中旬;汛末蓄水期在9月中旬至10月中旬;生態(tài)調(diào)度期一般為3月初至6月底。此外，3月處于消落期，供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)的用水需求集中，是多目標(biāo)協(xié)調(diào)的重點(diǎn)時期;5～6月需要考慮消落期和前汛期的銜接;9～10月是三峽水庫關(guān)鍵蓄水階段，需要協(xié)調(diào)蓄水與供水運(yùn)行。在以上調(diào)度期劃分和階段目標(biāo)基礎(chǔ)上，即可開展三峽水庫全周期調(diào)度計(jì)算。下面，將重點(diǎn)針對長江流域上游30座控制性水庫群開展調(diào)度研究。

3長江上游水庫群多目標(biāo)調(diào)度建模

本研究選取了防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)作為目標(biāo)，并結(jié)合考慮長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度的特點(diǎn)，提出了不同目標(biāo)、約束的應(yīng)用方式。

3.1調(diào)度目標(biāo)

流域水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)控模型是具有多目標(biāo)、多維度、多約束的復(fù)雜非線性問題。水庫通常具有防洪目標(biāo)、供水目標(biāo)、生態(tài)目標(biāo)、發(fā)電目標(biāo)、航運(yùn)目標(biāo)等。

（1） 防洪目標(biāo)。包括上游防洪安全和下游防洪安全。

上游防洪安全：為確保大壩樞紐安全，同時減輕上游的回水淹沒風(fēng)險(xiǎn)，要求水庫汛期運(yùn)行水位盡量保持最低。

3.2調(diào)度控制指標(biāo)

長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度中，除了考慮水位、流量、控制對象、出力、水量平衡等常規(guī)約束以外，還需要根據(jù)長江流域的特點(diǎn)設(shè)置若干控制條件，以此提升綜合調(diào)度效益。本研究針對防洪、水量利用率、發(fā)電、供水等4個方面進(jìn)行了最低效益控制，即設(shè)定了相關(guān)效益的最小值，以此保障綜合效益的發(fā)揮。防洪主要考慮降低洪災(zāi)損失，水量利用率表示發(fā)電對水量的利用程度，發(fā)電量目標(biāo)用發(fā)電量的增長表示，供水主要針對長江中下游主要干流站點(diǎn)的枯期流量。針對長江上游30座控制性水庫，其評價方式如下：

（1） 防洪減災(zāi)。以典型年實(shí)測洪水過程為方案計(jì)算的來水，涉及長江上游有預(yù)留防洪庫容的26座水庫，不包括洪家渡、烏江渡、東風(fēng)、葛洲壩等4座。將年度《長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃》的水庫防洪運(yùn)行方式作為基礎(chǔ)防洪方案，上游水庫在配合三峽水庫過程中，采用同步攔蓄方式，對于未開展配合三峽水庫同步攔蓄研究的水庫，則按照裝機(jī)容量對應(yīng)的滿發(fā)流量控制下泄。

（2） 水量利用率。采用以日為單位的長系列徑流資料，重點(diǎn)考慮溪洛渡、向家壩、三峽等梯級水庫。將梯級水庫的總水量利用率作為評價指標(biāo)，重點(diǎn)考慮目前存在棄水較多的年份，以目前發(fā)電運(yùn)行方式作為基礎(chǔ)方案，對比水量利用率的增加程度。

（3） 發(fā)電量效益。與水量利用率采用同樣的徑流資料和基礎(chǔ)方案，分析發(fā)電量的增加程度。

（4） 供水效益。應(yīng)用水量利用率同樣的徑流資料，其他水庫采用旬徑流（部分差值到日尺度），結(jié)合《長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃》和發(fā)電運(yùn)行方式，將宜昌斷面的枯期平均流量作為評價指標(biāo)。

3.3流域特點(diǎn)約束考慮方式

上述模型是實(shí)現(xiàn)綜合調(diào)度目標(biāo)的載體，是生成面向全周期多目標(biāo)綜合調(diào)度的水庫群運(yùn)行方案的主體，其中

防洪、供水?dāng)嗝媪髁俊l(fā)電、水量利用率等目標(biāo)增值的實(shí)現(xiàn)將成為模型計(jì)算內(nèi)在的驅(qū)動力和約束力。以現(xiàn)有調(diào)度規(guī)程為基礎(chǔ)，結(jié)合上述統(tǒng)計(jì)分析和Fisher調(diào)度階段劃分方法，將調(diào)度周期分為6個階段，依次編號T1～T6，分別代表前汛期、主汛期、汛期末段、蓄水期、供水期、汛前消落期。

4長江典型案例分析

將上述多目標(biāo)調(diào)度模型應(yīng)用于長江上游水庫群調(diào)度，以此說明計(jì)算效果。本次選取流域整體來水較大、也常用于方案計(jì)算評價的1998年洪水用于模型計(jì)算，1998年長江洪水是20世紀(jì)以來僅次于1954年的流域性大洪水，汛期暴雨頻繁、雨帶南北拉鋸上下游擺動，長江干流宜昌水文站出現(xiàn)了多次量級超50 000 m3/s的洪峰，下游兩湖地區(qū)也多次發(fā)生較大漲水過程，中下游多站水位超歷史且長時間位于高位。

1998年的三峽水庫還原來水過程如圖5所示，最大洪峰達(dá)約62 000 m3/s，加上下游區(qū)間來水，使得中下游河道流量超過中下游枝城、城陵磯地區(qū)的過流能力。枝城站和蓮花塘站（城陵磯地區(qū)）是長江上游水庫群對中下游防洪的重點(diǎn)控制站，1998年枝城和蓮花塘站的河段過流能力為56 700 m3/s和60 000 m3/s，汛期還原過程如圖6～7所示，峰值約65 000 m3/s和103 000 m3/s，如果不進(jìn)行有力應(yīng)對，則會對中下游地區(qū)造成巨大洪災(zāi)損失。

采用本文提出的聯(lián)合調(diào)度模型對1998年進(jìn)行仿真計(jì)算。模型計(jì)算涉及長江上游30座水庫，以防洪和綜合利用效益為主，并考慮了下游地區(qū)的防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)需求。汛期，重點(diǎn)針對洪水啟用水庫群進(jìn)行聯(lián)合防洪運(yùn)用，并在退水階段伺機(jī)騰庫，同時，在來水較小的情況下適時進(jìn)行洪水資源利用，發(fā)揮水資源綜合利用效益;非汛期，水庫群以綜合利用為主，在考慮各河段生態(tài)基流、供水流量、航運(yùn)需求的基礎(chǔ)上，積極發(fā)揮水庫群的發(fā)電效益，并在汛末和汛期過后盡量保障水庫群蓄滿，為后期水資源綜合效益發(fā)揮提供條件。

1998年模型計(jì)算結(jié)果如表5所列，30座水庫汛期攔蓄水量合計(jì)427.56億m3，全年發(fā)電5 272.91億kW·h，各水庫水量利用率為61.33%～100.00%，總體水量利用率80.73%。此外，各水庫的下泄流量都滿足生態(tài)流量需求，確保了流域的生態(tài)效益。

1998年的三峽水庫運(yùn)行過程如圖8所示，其中1998年枝城和蓮花塘站的還原和計(jì)算流量過程如圖9～10所示。宜昌到枝城區(qū)間的來水較小，上游水庫群主要對城陵磯地區(qū)進(jìn)行防洪調(diào)度，同時兼顧了對枝城的防洪，通過攔蓄使得枝城和蓮花塘站的流量降到56 700 m3/s和60 000 m3/s以下，保障了長江中下游河段的行洪安全。

通過1998年聯(lián)合調(diào)度結(jié)果可以看出，提出的多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度模型，能夠在批復(fù)的《2020年長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃》的要求和調(diào)度空間內(nèi)，充分發(fā)揮水庫群的防洪和綜合效益，在汛期成功應(yīng)對流域型大洪水，在非汛期充分發(fā)揮供水、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益，為長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度提供全時段的多目標(biāo)綜合調(diào)度技術(shù)支撐。

5結(jié) 語

通過研究水庫不同調(diào)度期的銜接方式，在調(diào)度規(guī)程的基礎(chǔ)上明確了水庫群在不同調(diào)度期的目標(biāo)、條件和約束，建立了水庫群全周期-自適應(yīng)-嵌套式調(diào)度模型，實(shí)現(xiàn)全調(diào)度周期覆蓋、調(diào)度期自適應(yīng)銜接、調(diào)度目標(biāo)主次嵌套的水庫群聯(lián)合調(diào)度，并在長江上游水庫群進(jìn)行應(yīng)用。結(jié)果表明：本研究針對長江流域特征而建立的水庫群多目標(biāo)調(diào)度模型，可有效發(fā)揮水庫群綜合效益，為流域調(diào)度管理提供有力支撐，也可為其他流域水庫群聯(lián)合調(diào)度提供有益參考。

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（編輯：謝玲嫻）

Abstract：As the controlled reservoirs in the upper reaches of the Changjiang River are successively completed and put into operation，it is urgent to improve the joint operation level of the reservoir groups to promote the further utilization of the comprehensive benefits of water resources.In response to the comprehensive scheduling of the watershed reservoir groups，the dispatching period division method was studied，and the competitive synergy relationship between targets in different phases was proposed.The digitizing method was proposed in conjunction with the operating scheduling rules and research results，forming a full cycle-adaptive-nested technology for scheduling modeling.Further，taking 30 controlled reservoirs in the upper reaches of the Changjiang River as the research object，the main objectives and operating conditions of different dispatching periods were clarified.Combined with the characteristics of the Changjiang River Basin，targeted calculation conditions and efficiency incremental constraints in flood control，power generation，water utilization and water supply were proposed.Finally，a case study of the joint operation of reservoir groups in the Changjiang River Basin showed that the operation method proposed can effectively exert the comprehensive benefits of reservoir groups，provide strong support for river basin operation and management，and has good practical value.

Key words：reservoir group;multi-objective joint operation;full-cycle modeling;Changjiang River Basin