[发明专利]一种水利水电工程生态调度方案的优化方法

说明书

本发明公开了一种水利水电工程生态调度方案的优化方法，根据生态流量要求，制定初步生态调度方案，并提出生态调度预期效果；根据生态调度方案开展生态调度试验；开展长期生态监测；对入库流量和下泄流量的水文节律进行分析，若水文节律不一致，对生态调度方案进行优化并开展下一轮的生态调度试验直至满足水文节律分析要求，若水文节律一致，则开展下一步的生态调度效果评估；若效果达到预期，可将初步生态调度方案作为最优生态调度方案长期执行，效果未达到预期，需对生态调度方案进行优化。本发明充分考虑了目前生态流量确定和生态调度效果保障的高度复杂性与不确定性，改进水利水电工程传统的生态调度方案确定方式，实现生态调度方案的最优化。

技术领域

本发明涉及水利水电工程生态调度，尤其涉及基于适应性管理模式的水利水电工程生态调度方案的优化方法。

背景技术

生态流量作为建设绿色水利水电工程、实现水资源可持续利用的关键环保措施之一，既影响河湖生态系统的健康稳定，也影响河流上修建水利水电工程的规模和效益，是工程方案审查与核准过程中的关键因素之一。目前我国生态流量理论方法体系尚不完善，对指示物种生态习性与水文水资源及水动力变化的关系研究十分薄弱，难以支撑水利水电工程生态流量的科学确定和生态调度的效果保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种水利水电工程生态调度方案的优化方法，以维持近自然的水文节律和保障生态调度效果为目标，通过不断地开展生态调度效果评估反馈和生态调度方案优化调整，实现生态调度方案的最优化，促进水利水电工程生态流量过程管理更加科学、有效。

本发明所采用的技术方案是：一种水利水电工程生态调度方案的优化方法，包括以下步骤：

第一步，根据生态流量要求，考虑水利水电工程的发电效益和防洪、航运综合效益，制定初步生态调度方案，并提出生态调度预期效果；

第二步，根据生态调度方案开展生态调度试验；

第三步，开展长期生态监测，涵盖流量监测、水质监测和水生生态调查，流量监测包括入库流量和下泄流量的监测，水生生态调查包括水生生境、水生生物和鱼类调查；

第四步，对入库流量和下泄流量的水文节律进行分析，判断生态调度方案实施后两者的水文节律是否一致，若水文节律不一致，需对生态调度方案中水文节律不一致时段的下泄流量要求进行优化，并开展下一轮的生态调度试验直至满足水文节律分析要求；若水文节律一致，则开展下一步的生态调度效果评估；

第五步，对流量监测、水质监测和水生生态调查数据开展生态调度效果评估，与第一步中提出的生态调度预期效果相对比，若效果达到预期，将初步或优化后的生态调度方案作为最优生态调度方案长期执行；若效果未达到预期，需根据长期生态监测结果形成的生态-流量响应关系和水质-流量响应关系对生态调度方案的下泄流量要求进行优化，并开展下一轮的生态调度试验，直至同时满足水文节律分析和生态保护效果评估的要求，最后作为最优生态调度方案长期执行。

所述水文节律是否一致是通过生态调度方案实施后的入库流量和下泄流量涨跌过程的对比情况来判断，具有长系列水文资料的情况下通过IHA水文指标的水文变异指数σ来判断。

所述水文变异指数σ的计算公式为：

式中，N_observed为水利水电工程生态调度方案实施后的某一水文变化指标值落在流量管理目标范围内的频率；N_expected为自然水文情势下的某一水文变化指标值落在流量管理目标范围内的频率；f为生态调度方案实施后的水文系列长度与自然水文系列长度的比值；当0≤|σ|＜0.33时，认为水文节律一致；当|σ|≥0.33时，认为水文节律不一致。

以水文指标的均值加、减标准差的范围，或25百分位数和75百分位数的水文指标值范围作为流量管理目标范围。