黃河梯級水庫群多過程協同調度模型與方法

彭少明，王 煜，鄭小康，金文婷，尚文繡，陶奕源

(1.黃河勘測規劃設計研究院有限公司，河南 鄭州 450003；2.水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120；3.安康學院 旅游與資源環境學院，陜西 安康 725000)

1 研究背景

梯級水庫群具有防洪、供水、發電、灌溉、航運、生態等多方面功能，聯合調度的潛力與效益巨大[1-2]。科學調控上下游梯級水庫群蓄泄方式、協調不同調度目標間的關系是充分發揮梯級水庫群綜合效益的必要條件，對優化水資源配置、協調水沙關系、提高水電能源效率、改善生態環境意義重大[3-5]。梯級水庫群調度受水文過程、用水需求、發電控制、輸沙沖淤、生態要求等因素影響，服務和調度主體非單一，具有高維、非線性以及多尺度、多層次、多目標的特征，一直是水利科學與系統科學交叉研究的前沿和難點問題之一[6]。

經過多年發展，水庫調度研究已由傳統的單庫多目標逐漸演變到梯級水庫群多目標聯合優化調度，并形成較為完整的框架[7]。當前梯級水庫群多目標調度研究多把生態流量作為約束處理[8-9]，對供水、灌溉、輸沙、發電和生態多目標相互影響及其過程作用考慮不足，難以協調多個調度目標間的制約沖突關系，無法適應超大梯級水庫群綜合效益最大化發揮的新需求[10-12]。隨著流域水庫數量不斷增加、調度目標日益多元化，水沙過程不斷變化下梯級水庫群調度不同目標與過程、單庫與多庫的矛盾問題不斷深化，具有復雜水力聯系的梯級水庫群系統優化面臨著棘手的“維數災”問題，傳統優化調度理論與方法已無法滿足大型流域復雜梯級水庫群系統整體優化的需求，亟需發展新的協同調度理論與方法[13-14]。……