控制-反调节水库协同生态调度的优化策略:以三峡-葛洲坝梯级水库为例

全球主要河流已成为受梯级水库控制的人工调节系统.河流鱼类作为淡水生态系统的重要组成部分,在人类对河流水能资源开发利用的进程中,面临着种群退化、多样性丧失的巨大胁迫.水库生态调度是在鱼类关键生命期人为营造满足鱼类需求的水文水动力条件,减缓水库不利生态影响的一种生态环保措施.然而,在生态调度的实践过程中,受水库不同运行方式影响,下游水流条件在局部时段存在与鱼类需求相悖的情况,有进一步提升空间.本文选择了当前世界上规模最大的三峡水电站和其下游的葛洲坝水电站为案例,建立了梯级水库联合调度模型,模拟分析了梯级水库协同运行改善下游河道鱼类繁殖条件的可行性,并探讨了优化调整策略.结果表明,目前三峡、葛洲坝梯级水库生态调度的运行方式,大多数情况下仅通过葛洲坝水库小时尺度的精细调度,就可实现下游四大家鱼产卵繁殖所需的小时尺度连续涨水目标,并可一定程度提升发电出力,达到生态与经济共赢的良好成效.研究结果表明葛洲坝水库有能力在生态调度的特定时期内充分运用反调节库容调节三峡日出库流量过程,可为梯级水库生态调度的优化实践提供积极参考.

补偿中华鲟产卵场水动力环境的梯级水库联合生态调度研究

三峡—葛洲坝梯级水利枢纽工程的建设和运行阻隔了长江部分洄游鱼类的洄游通道,梯级水库的联合调度运行改变了坝下河道天然径流过程,对被迫在坝下形成新产卵场的珍稀水生物中华鲟的产卵繁殖产生一定影响。为有效保护中华鲟资源,在明确梯级水库调度运行与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析的基础上,提出优化三峡下泄流量和葛洲坝运行方式相结合的三峡—葛洲坝梯级水库生态调度方式,以补偿中华鲟产卵栖息所需的河流生境。通过以三峡水库的实际来流过程输入水库生态调度模型,得出中华鲟产卵期(每年10—12月)补偿其产卵栖息水环境的梯级水库联合生态调度方式。根据梯级水库生态调度与现有调度结果进行分析比较结果表明:梯级水库联合生态调度可在满足三峡水库常规调度目标的基础上同时满足中华鲟产卵所需的生态流量,配合葛洲坝电厂优化调度运行方式,可有效增加坝下中华鲟产卵场水动力环境产卵适合度,补偿梯级水库运行对中华鲟产卵生境造成的不利影响。