[发明专利]丹江口水库向受水区生态补水调度研究方法

说明书

本发明公开了丹江口水库向受水区生态补水调度研究方法，属于调度技术领域，包括以下步骤：S1、提出生态补水调度规则，构建生态补水调度模型，明确多目标生态调度目标和边界条件；S2、采用多目标ε‑NSGAII优化算法获得最优生态补水调度线和生态补水调度方案集；S3、进一步分析生态补水调度规模、调度时机以及生态补水与其他供水目标间的竞争与协同关系；S4、得出结果，丹江口水库年均生态补水量达7.617亿m³，生态补水时机集中在汛前3—6月，生态补水分别与弃水均值和缺水率目标呈竞争关系，可为南水北调中线生态补水调度规划决策提供一定的参考。

技术领域

本发明涉及补水调度技术领域，更具体地说，涉及丹江口水库向受水区生态补水调度研究方法。

背景技术

丹江口水库位于湖北省丹江口市，汉江干流与支流丹江汇合处下游约800m，控制流域面积9.52万km²，坝址处多年平均径流量388亿m³，具有防洪、供水、发电、航运等综合利用效益，是南水北调中线的供水水源工程。丹江口水利枢纽大坝加高后，水库正常蓄水位为170m、死水位150m、极限消落水位145m，最大调节库容190.5亿m³，为多年调节水库。水库的供水目标主要向汉江中下游、清泉沟、陶岔三方向供水，多年平均供水量分别为162.22亿m³、6.28亿m³、94.93亿m³，然而多年平均弃水量可达50亿m³，如何利用丹江口水库弃水向受水区进行生态补水，是提升调水工程综合效益的关键。

丹江口水库向受水区生态补水作为兼顾目标，没有保证率或者保证程度概念，体现为“相机”补水。丹江口水库生态补水调度需要在保证汉江中下游、清泉沟、陶岔三方向供水的基础上，明确在什么补水条件(包括水源来水蓄水情况、受水区供用水情况、工况等)下，何时启动生态补水、补水量是多少、以及生态补水对其他用水户供水影响等。在中线规划设计阶段没有专门研究生态补水问题，后来学者们针对生态补水调度方面开展了少量研究工作，取得了一些研究成果，如殷峻暹等提出了包含水源区生态补水调度启动机制、受水区生态补水对象识别技术、中线干线生态补水调度分水机制3方面内容的中线生态补水调度技术框架。张丽丽等基于风险分析和风险决策的基本原理，分析了不同调度策略下收益(农业及生态补水量)与风险(受水区城市缺水风险)，构建了丹江口水库的农业及生态可补水量规模。靖立玲等在分析丹江口水库入库径流变化趋势的基础上，构建了水库多目标优化调度模型，研究丹江口水库在满足汉江中下游及北调城市供水的同时，向调水受水区进行生态补水的潜力。

随着生态文明建设推进、华北地下水超采治理、华北地区水生态环境改善的需要，自2017年开始，水利部组织开展南水北调中线干线工程生态补水探索，尤其是2018年4月至6月实施了南水北调中线一期工程第一次大规模向受水区生态补水，已累计补水超过20亿m³。因此，如何科学制定丹江口水库生态补水调度方案，成为完善生态补水顶层设计、编制实施规划所亟需的重大研究课题，是我们需要解决的问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供丹江口水库向受水区生态补水调度研究方法，它利用1956年1月-2017年12月共62年设计来水、需水序列等资料，构建丹江口水库生态补水调度模型，研究生态补水调度方案，科学提出生态补水启动条件、补水时机和补水量等问题，并重点探讨与其他用水目标间的影响关系。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

丹江口水库向受水区生态补水调度研究方法，包括以下步骤：

S1、提出生态补水调度规则，构建生态补水调度模型，明确多目标生态调度目标和边界条件；

S2、采用多目标ε-NSGAII优化算法获得最优生态补水调度线和生态补水调度方案集；