三峡水库潮汐式生态调度方法可行性研究

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1、·三峡大学硕士学位论文[19-22]。据清华大学周建军研究[23]指出，如果三峡电站按较大规模进行日调节，支流的最大流量可达到几百立方米每秒，比不调峰时至少要大好几倍，一些支流局部区域出现“水华”的现象或许会因此而得到缓解。对于三峡水库水量大，流域广，影响范围大，三峡库区人口稠密，工农业生产又具有相当规模，通过严格控制水库上游及周边地区污染源的方法有很大难度，采用传统水华治理方法效果可能不理想，所以通过水库调度来改善库区水质是一个值得探讨的途径。本文建立三峡水库一维水动力学模型，同时计算潮汐式生态调度方法对三峡电站发电量的影响，试图从潮

2、汐式生态调度方法对防控三峡水库支流库湾水华的有效性及三峡电站发电量的影响两方面，来探讨潮汐式生态调度方法的可行性。1.2.水库生态调度国内外研究现状1.2.1国外水库生态调度研究现状美国、日本等发达国家，在修建水利水电工程与实施工程调度方案时，对河流生态问题给予了足够的重视。早在20世纪40年代，美国开始强调河川径流作为生态因子的重要性[24]。1937年美国颁布的《农垦法》提出，“美国加利福尼亚州的中央河谷工程（CVP）的大坝与水库首先应用于调节河道径流、改善航运和防洪；其次用于灌溉和生活用水；第三用于发电”。20世纪70年代，国外学

3、者就开展了水利水电工程与生态问题的研究，但这些研究主要集中在水库对生态环境影响的识别方面。Schlueter[25]在1971年首先提出水利工程在满足人类对河流利用要求的同时要维护或创造河溪的生态多样性。1982年Junk在研究Amazonian洪泛区物种的多样性时第一次提出了生态洪水脉冲的概念[26]。随后，Petts[27]研究了生态需水量以及水生生物生长、繁殖与河流流量的关系，指出要保护河流生态系统就要维持一个特定的生态需水量，这样在河流管理中就要合理调度水量，从而保证河流的纵向连通性，垂向交换作用以及漫滩流量。DAHughe[2

4、8]建立了满足生态需水的水库调度模型等。Cavallo，A.[29]（2003）研究了水库调度方式，提出两种方案，一种是满足传统需求的、考虑河道断面和水流剖面的调度，另一种是考虑生态需求的更高层次的调度。1996年，美国联邦能源委员会（FERC）在水电站运行许可审查过程中，要求针对生态与环境影响制定新的水库运行方案，包括提高最小泄流量、增加或改善鱼道、周期性大流量泄流和陆域生态保护措施等生态[30]调度在国外也有一个逐步被认识和接纳的过程，最初的水2····三峡大学硕士学位论文库调度都是追求经济利益的最大化，随着时间的发展，生态调度的重

5、要性日益凸现，它已经不再是从前所认为的、简单的水库水位的升降问题。西方发达国家在制定水库调度规程中将生态因子放在了十分重要的地位并把它作为关系到全流域、尤其是坝下游区域生态的重大事件。1.2.国内水库生态调度研究现状1964年黄河水利委员会就利用三门峡水库两次进行人造洪峰试验；2002年又利用小浪底水库进行了调水调沙试验，达到输沙入海、减轻下游河道淤积的效果；长江流域在规划金沙江中游水电工程时，明确提出发电流量不得低于生态基流，以满足下游基本生态需水和景观要求；丹江口水电站为控制汉江下游水体富营养化，加大枯季下泄流量；针对下游水文情势的

6、改变对荆江段“四大家鱼”产卵场产生不利影响这一问题,拟调整三峡水库的调度方案，通过人造洪峰来诱导“产卵”[31]。近年来，贾海峰[32]等对水库调度和营养物削减关系进行了探讨；傅春、冯尚友[33]、董哲仁[34]提倡要将水利学与生态学结合起来，达到人与自然的和谐；余文公、夏自强[35]提出水库为了保持河流适宜流量要建立生态库容，并计算了新疆大西海子水库的生态库容；钮新强[36]对三峡工程生态调度进行了探讨等。国内学者还针对特定的水库建立了生态调度模型。这些调度模型一般采取2种形式，一种是将生态目标作为水库多目标问题中的一个目标考虑；另一

7、种是将生态因素作为模型约束条件来考虑，此约束一般是水库下游河流的生态需水[37-40]。目前，我国水库调度主要围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利益进行[41-48]。2005年12月在北京召开的“通过改进水库调度以修复河流下游生态系统研讨会”，探讨了通过改进水库调度和水利设施管理以修复河流下游生态系统和改善人类生活的可行性，这次会议的召开将水资源优化配置技术推向了一个全新的发展阶段[49]。此次会议后，各高校、科研院所、流域机构纷纷加入这一新的研究方向。殷峻暹[50]等以大连市碧流河水库为例，根据下游河道内生态需水及其用水的变化过

8、程，分析了水库的生态调度准则，提出利用抬高汛限水位解决下游生态用水问题[51]。董哲仁[52]等针对现行水库运行调度的不足，提出了水库多目标生态调度的基本思路。高永胜[53]在其博士论文中提出了生态调度的基