《面向下游河湖生境改善的水库多目标联合调度理论方法与应用研究》

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项目所属科学技术领域:水利工程中的生态水领域,该项目属于水利水电工程运行与调度领域。水库在给人类带来巨大经济的同时,也对大坝重要水生生物生境、通江湖泊生态健康等产生诸多负面影响。如何采取有效措施对生态环境进行有效补偿是急待解决的重要课题。该项目在国家自然科学基金等资助下,揭示和阐明了水库运行对下游河道重要水生生物栖息地及通江湖泊水动力的影响机理,明确了维护下游河湖生态健康的水文水动力阈值,进而提出面向下游河湖生境改善的水库多目标联合调度理论方法,主要研究内容如下:

(1)阐明了水库运行对下游水生物的胁迫机理和过程,揭示水库运行关键参数与下游水生物产卵栖息地产卵适合度的相互关系,提出基于水库多目标优化调度改善下游水生物产卵繁殖生境的修复理论与方法。通过历史资料调查和统计分析明确重要水生生物繁殖栖息对产卵栖息地水环境因子需求,构建河道水环境对重要水生物产卵栖息适合度评价模型;通过三维水动力数值模拟技术与河流内流量增量法(IFIM)相结合揭示了水库运行对下游重要水生物产卵栖息地水环境的影响机理和胁迫过程,构建水库调度运行关键参数与下游水生物产卵栖息适合度关系模型,构建改善下游重要水生物产卵栖息生境的水库多目标优化调度模型,进而提出改善下游水生物产卵繁殖生境的水库多目标调度理论及方法。

(2)揭示了水库运行对下游通江湖泊水情的影响格局及其作用机制,基于水情动态模拟分析技术与水库优化调度模型开展了面向通江湖泊生态需水的三峡水库多目标优化调控研究,提出了江湖两利的水库联合优化调度技术。采用统计分析与机理分析的手段,系统研究了重大水利工程运行对通江湖泊水情的影响机理;提出了基于支持向量回归技术的通江湖泊指示性站点水位快速预报技术;建立了一二维耦合的长江中游江湖一体化水动力数学模型,实现了长江干支流、湖泊内水动力时空精确模拟;以发电量大最大和最小生态需水满足率最大为目标构建了三峡水库多目标优化调度模型,开展了多情景水库多目标优化调度分析,提出了改善通江湖泊生态环境的水库多目标联合调度方案。

项目组成员发表该项目相关论文40余篇,成果受到国内相关同行的关注与引用文献评价,相关成果为大型水库优化调度提供了重要参考,产生了显著的生态效益和经济效益。

项目组成员发表该项目相关论文40余篇,成果受到国内相关同行的关注与引用文献评价,相关成果为大型水库优化调度提供了重要参考,产生了显著的生态效益和经济效益。

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