[发明专利]一种兼顾生态保护需求的水库兴利调度图优化方法

说明书

本发明公开了一种兼顾生态保护需求的水库兴利调度图优化方法，包括获取水电站水库的基本信息数据；选取代表鱼类，采用物理栖息地模型PHABSIM建立下泄流量与生态保护程度之间的关系，确定生态保护目标对应的生态流量区间；基于发电效益和生态效益建立水库调度图优化模型；以入库径流为水库调度图优化模型的输入，采用DPSA方法求解模型；绘制生态限制线，建立生态限制线和水库调度曲线相结合的水库调度规则，编制多目标优化调度图。本发明根据鱼类不同的生长周期采用不同的流量区间对生态目标进行优化，更符合实际情况；并通过增加生态限制线，来减小生态流量破坏深度，进一步加强对下游生态的保护。

技术领域

本发明涉及水库调度图优化方法，特别是涉及一种兼顾生态保护需求的水库兴利调度图优化方法。

背景技术

水库调度图使用操作简便被广泛的运用于水库调度中，制定合理的水库调度图可以提高水库的社会经济效益并能有效的保护河流生态系统。

目前在调度图优化方面的研究主要考虑发电和供水等经济效益目标，对下游生态环境的保护的考虑较少。

现有的考虑生态的水库调度图通常是选取一个固定的流量作为生态流量进行调度图的优化，不能反映年内生态流量需求的变化，不能有效的保护下游的生态环境。即现有方法难以实现经济效益最大化的同时有效提高河流生态系统保护。

发明内容

发明目的：为解决现有技术的不足，提供一种能保证水库的运行不会造成河流生态系统的严重破坏，使水库运行带来的经济和生态的综合效益最大化，即兼顾生态保护需求的水库兴利调度图优化方法。

技术方案：一种兼顾生态保护需求的水库兴利调度图优化方法，包括以下步骤：

(1)获取水电站水库的基本信息数据；

(2)选取代表鱼类，采用物理栖息地模型PHABSIM建立下泄流量与生态保护程度之间的关系，确定生态保护目标对应的生态流量区间；

(3)基于发电效益和生态效益建立水库调度图优化模型；

(4)以入库径流为水库调度图优化模型的输入，采用DPSA方法求解模型；

(5)绘制生态限制线，建立生态限制线和水库调度曲线相结合的水库调度规则，编制多目标优化调度图。

进一步的，所述步骤(2)中采用物理栖息地模型PHABSIM建立下泄流量与生态保护程度之间的关系，其中，水库下泄流量对应的代表鱼类加权可利用面积的计算公式为：

C_i＝f(v_i)×f(d_i)×f(c_i) (2)

式中，A_i为研究河段第i个网格的水域面积；C_i为第i个网格的组合适应度因子；f(v_i),f(d_i),f(c_i)分别为第i个网格的流速、水深、河床地质适宜度值；根据流量条件计算出各网格不同的流速、水深，由式(1)和式(2)进一步计算出各流量条件下的WUA值，得到流量－WUA关系曲线；

t时段水库下游的生态保护程度R_t的计算公式为：

式中，R_t为t时段水库下游的生态保护程度；WUA_t为t时段水库下泄流量对应的代表鱼类加权可利用面积，WUA_t,max为t时段对应最大加权可利用面积，建立流量与生态保护程度之间的关系。

进一步的，所述步骤(3)中建立水库调度图优化模型为：