考虑生态流量的雅砻江梯级水电站中长期生态调度优化研究

《Scientific Reports》：Optimization scheduling of cascade reservoirs under an ecological approach: a case study

　　

摘要

雅砻江流域是一个重要的水电基地，也是全球生物多样性热点——中国西南山地的重要组成部分。雅砻江下游有五个主要梯级水库。当前的优化调度侧重于发电和防洪，这改变了自然流态并不利影响河流生态系统。为解决该流域缺乏生态流量考虑的问题，开展了将最小生态流量要求纳入的梯级水电站优化调度研究。首先，基于研究区域的水文变化，采用改进的十天频率法（ITFM）计算最小生态流量要求。其次，建立了平衡发电和生态目标的中长期多目标优化模型，旨在最大化发电量并最小化梯级水电站生态改变度的总和，使用非支配排序遗传算法II（NSGA-II）求解。随后，确定了各种典型年的梯级水库生态调度方案。结果显示雅砻江流域的水文变化点发生在1992年，该点前后的径流差异显著。与常规调度方案相比，在生态优先方案下，提出的生态方案在丰、平、枯三个典型年的生态改变度分别降低了37.74%、19.84%和58.6%，显示出生态效益的显著增加。该方法展示了生态调节在促进河流生态系统恢复方面的显著作用，为协调水库发电与下游生态用水之间的矛盾提供了有价值的参考。