【摘要】：三峽—葛洲壩梯級水利樞紐工程的建設(shè)和運(yùn)行阻隔了長江部分洄游魚類的洄游通道,梯級水庫的聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行改變了壩下河道天然徑流過程,對被迫在壩下形成新產(chǎn)卵場的珍稀水生物中華鱘的產(chǎn)卵繁殖產(chǎn)生一定影響。為有效保護(hù)中華鱘資源,在明確梯級水庫調(diào)度運(yùn)行與中華鱘產(chǎn)卵場產(chǎn)卵適合度相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上,提出優(yōu)化三峽下泄流量和葛洲壩運(yùn)行方式相結(jié)合的三峽—葛洲壩梯級水庫生態(tài)調(diào)度方式,以補(bǔ)償中華鱘產(chǎn)卵棲息所需的河流生境。通過以三峽水庫的實際來流過程輸入水庫生態(tài)調(diào)度模型,得出中華鱘產(chǎn)卵期(每年10—12月)補(bǔ)償其產(chǎn)卵棲息水環(huán)境的梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度方式。根據(jù)梯級水庫生態(tài)調(diào)度與現(xiàn)有調(diào)度結(jié)果進(jìn)行分析比較結(jié)果表明:梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度可在滿足三峽水庫常規(guī)調(diào)度目標(biāo)的基礎(chǔ)上同時滿足中華鱘產(chǎn)卵所需的生態(tài)流量,配合葛洲壩電廠優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方式,可有效增加壩下中華鱘產(chǎn)卵場水動力環(huán)境產(chǎn)卵適合度,補(bǔ)償梯級水庫運(yùn)行對中華鱘產(chǎn)卵生境造成的不利影響。
【圖文】：

王煜，等∥補(bǔ)償中華鱘產(chǎn)卵場水動力環(huán)境的梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度研究水利水電技術(shù)第48卷2017年第6期圖2三峽蓄水前后宜昌站月平均流量和月平均含沙量比較自然繁殖的概率。2.1梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度為同時滿足梯級水庫常規(guī)調(diào)度目標(biāo)及中華鱘繁殖所需的生態(tài)流量，中華鱘產(chǎn)卵期(10—12月)補(bǔ)償中華鱘產(chǎn)卵棲息水環(huán)境的三峽—葛洲壩梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度，主要構(gòu)建滿足中華鱘繁殖生態(tài)流量需求的三峽水庫生態(tài)調(diào)度模型及擬定優(yōu)化葛洲壩下中華鱘產(chǎn)卵場水動力環(huán)境的葛洲壩泄水建筑物生態(tài)運(yùn)行方案。2.1.1滿足中華鱘繁殖生態(tài)流量需求的三峽水庫生態(tài)調(diào)度模型滿足中華鱘繁殖生態(tài)流量需求的三峽水庫生態(tài)調(diào)度模型以三峽水庫常規(guī)調(diào)度模型為基礎(chǔ)，增加中華鱘繁殖生態(tài)流量需求約束條件而構(gòu)成的中華鱘產(chǎn)卵期(10—12月)三峽水庫短期生態(tài)調(diào)度模型。2.1.1.1目標(biāo)函數(shù)由于中華鱘產(chǎn)卵期為三峽水庫蓄水運(yùn)行期，梯級水庫效益主要為發(fā)電效益、航運(yùn)效益和水資源利用效益，調(diào)度模型以發(fā)電效益為目標(biāo)函數(shù)，航運(yùn)效益及水資源利用效益為約束條件。E=max∑Tt=1AHtQtΔt(1)式中，E為三峽水電站總發(fā)電量;T為計算時段總數(shù);A為水輪機(jī)出力系數(shù);Qt為t時段的發(fā)電流量;Ht為i時段水輪機(jī)工作水頭;Δt表示時段長度，Δt=24h。2.1.1.2約束條件水量平衡約束(St－Qt)×Δt=Vt+1－Vt(2)式中，St為t時段入庫流量;Qt為t時段出庫流量;Δt為計算時段;Vt+1為t+1時段水庫庫容;Vt為t時段水庫庫容。航運(yùn)水位約束ZSmin＜ZSt＜ZSmax(上游水位)(3)式中，ZSt為上游水位;ZSmin為調(diào)度期三峽大壩上游最小通航水位;ZSmax為調(diào)度期三峽大壩上游最高通航水位。DLmin＜DLt＜DLmax(下游?

王煜，等∥補(bǔ)償中華鱘產(chǎn)卵場水動力環(huán)境的梯級水庫聯(lián)合生態(tài)調(diào)度研究水利水電技術(shù)第48卷2017年第6期圖3生態(tài)調(diào)度與常規(guī)調(diào)度三峽水庫下泄過程對比(單位:m3/s)2.2結(jié)果及分析三峽2010年10月26日首次完成175m蓄水［17］，，以2010年中華鱘產(chǎn)卵期(10—12月)三峽水庫的實際入庫流量輸入構(gòu)建的滿足中華鱘繁殖生態(tài)流量需求的三峽水庫生態(tài)調(diào)度模型，得出三峽水庫兼顧中華鱘繁殖所需生態(tài)流量的下泄流量過程，將其與常規(guī)調(diào)度下泄過程進(jìn)行對比分析(見圖3)。結(jié)果得出將中華鱘繁殖所需的生態(tài)流量作為約束條件圖4生態(tài)調(diào)度與常規(guī)調(diào)度三峽水庫蓄水水位變化曲線嵌入水庫常規(guī)調(diào)度模型后，三峽水庫下泄過程較原下泄過程有明顯不同。調(diào)度期內(nèi)生態(tài)調(diào)度的水庫下泄流量日變化率較常規(guī)調(diào)度平穩(wěn)，在水庫“滯溫效應(yīng)”后出現(xiàn)適合中華鱘繁殖的水溫(18～20℃)的11月中下旬和12月上旬，生態(tài)調(diào)度的水庫下泄流量均高于常規(guī)調(diào)度下泄流量，且高于中華鱘繁殖歷史最低下泄流量5767m3/s(見表1)，這將有利于優(yōu)化繁殖期產(chǎn)卵場水動力環(huán)境，促進(jìn)中華鱘自然繁殖概率。表2補(bǔ)償中華鱘產(chǎn)卵棲息地水環(huán)境的葛洲壩水庫優(yōu)化調(diào)度方案三峽水庫出庫流量Qt/m3·s－1葛洲壩水庫優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方式Qt≤10000采用大江水電廠發(fā)電泄流的泄流方式;部分機(jī)組發(fā)電泄流時，采用首先開啟靠右岸機(jī)組運(yùn)行方式10000＜Qt≤15000采用大江水電廠開啟全部機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電泄流及二江泄水閘棄水泄流的方式15000＜Qt采用大江電廠滿負(fù)荷發(fā)電泄流，二江泄水閘棄水泄流及二江電廠發(fā)電泄流相結(jié)合的方式根據(jù)葛洲壩截流后1983—2004年期間的中華鱘產(chǎn)卵日的37次監(jiān)測，得出中華鱘產(chǎn)卵平均流量范圍為7170～26000m3/s［18－19］，因此給出中華鱘?
【作者單位】： 三峽大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51409151) 長江科學(xué)院開放基金(CKWV2014201/KY) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部工程研究中心開放基金(KF2016-08)
【分類號】：S931;TV697.1

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