基于NSGA-Ⅱ算法的山区性中小流域水库群多目标生态调度研究

水库群的建成和投运改变河流天然水文情势,对河流生态健康造成了不利影响。以往水库群生态调度研究多针对大流域平原地区,而对山区性中小流域的研究较为少见。为探究山区性中小流域水库群生态流量保障与水资源利用之间的相关关系,以马金溪流域建成的2座中型水库和1座大型水库为研究对象,以下游文图水文站调度后流量与天然径流偏差最小(AAPFD)、水电站总发电量最大和供水缺水量最少为优化目标,构建马金溪流域水库群多目标生态调度模型,采用非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,研究P=50%、75%以及95%等不同频率来水条件下生态、发电和供水目标间的关系。研究结果表明:①随着马金溪流域来水增加,下游文图水文站AAPFD减小,水电站群发电量增加,流域供水缺水量减少,生态、发电及供水目标会随之改善;②在不同频率来水条件下,生态、发电和供水目标间存在竞争关系,其中,发电和生态目标间的竞争关系较强,与供水目标的竞争关系较弱;③分别选择生态、发电和供水目标最优的典型非劣解集作为方案1~3,其中,方案1和2在生态、发电和供水目标计算值差异性较大,而方案3与方案1、2相比是一种偏向折中的方案。研究结果可为马金溪流域水库群生态调度决策提供参考依据。