1、長(zhǎng)江上游金沙江、雅礱江、大渡河、嘉陵江、烏江等干支流雨水充足，水能豐富，是我國(guó)的戰(zhàn)略水源地和大型水電基地。為合理開(kāi)發(fā)利用流域水資源，長(zhǎng)江上游干支流興建和規(guī)劃了一大批控制性水庫(kù)，以確保中下游地區(qū)防洪安全，滿足發(fā)電、供水、航運(yùn)、生態(tài)等用水需求。隨著這些控制性水庫(kù)的建成投運(yùn)，長(zhǎng)江上游干支流水庫(kù)群聯(lián)合運(yùn)行將成為必然選擇。然而，長(zhǎng)江上游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度具有系統(tǒng)規(guī)模龐大、調(diào)度目標(biāo)多樣、約束條件復(fù)雜、水庫(kù)調(diào)節(jié)性能各異等特點(diǎn)，是一類(lèi)典型的高維、非線性、強(qiáng)

2、耦合、多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，難以通過(guò)傳統(tǒng)的水庫(kù)調(diào)度理論與方法加以解決。為此，本文圍繞長(zhǎng)江上游大規(guī)模水庫(kù)群綜合運(yùn)用聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度面臨的若干關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，以流域水資源高效利用為目標(biāo)，結(jié)合水庫(kù)調(diào)度、水資源配置、系統(tǒng)分析和優(yōu)化決策理論及方法，對(duì)綜合運(yùn)用需求下長(zhǎng)江上游大規(guī)模水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度建模、求解和應(yīng)用開(kāi)展了深入研究，取得了一些理論研究和工程應(yīng)用方面的重要成果，并在長(zhǎng)江上游金沙江調(diào)控中心和華中電網(wǎng)調(diào)度中獲得應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)三峽

3、梯級(jí)汛期面臨的防洪、發(fā)電、航運(yùn)等調(diào)度需求，研究工作從綜合效益最大化的角度，考慮梯級(jí)水庫(kù)現(xiàn)有中小洪水運(yùn)用研究成果，提出了基于運(yùn)行水位-入庫(kù)流量-下泄流量邊界的防洪規(guī)則，推求了下泄流量-通航保證率間的映射關(guān)系，建立了基于多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度的汛期綜合運(yùn)用模型，進(jìn)而制定了6種不同的汛期綜合運(yùn)用方案，并結(jié)合梯級(jí)水庫(kù)設(shè)計(jì)方案和2009年優(yōu)化調(diào)度方案，進(jìn)行了實(shí)測(cè)徑流、典型洪水和設(shè)計(jì)洪水下梯級(jí)水庫(kù)汛期調(diào)度方案的模擬驗(yàn)證。結(jié)果表明，與已有調(diào)度方案相比，基于下

4、游防洪>航運(yùn)>發(fā)電目標(biāo)次序的汛期綜合運(yùn)用方案，能夠在不增加防洪風(fēng)險(xiǎn)的情況下，有效提高梯級(jí)水庫(kù)汛期的通航保證率和總發(fā)電量。⑵圍繞流域大規(guī)模水庫(kù)群聯(lián)合發(fā)電調(diào)度和模型求解問(wèn)題，綜合考慮各水庫(kù)自身運(yùn)行約束以及水庫(kù)群間復(fù)雜水力、電力聯(lián)系，建立了大規(guī)?；炻?lián)水庫(kù)群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化調(diào)度模型，并基于大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)和離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法，利用隨機(jī)策略生成水庫(kù)調(diào)度初始解，提出相對(duì)水頭系數(shù)確定子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)因子，采用自適應(yīng)廊道和偏廊道技術(shù)加快收斂速度，獲得改進(jìn)的LS

5、SDC-DDDP混合優(yōu)化方法，進(jìn)行大規(guī)模水庫(kù)群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型的高效求解。長(zhǎng)江上游控制性水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度結(jié)果表明，改進(jìn)的混合優(yōu)化方法具有很好的收斂速度和優(yōu)化效果；同時(shí)，水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度能夠充分發(fā)揮流域庫(kù)容補(bǔ)償和水文補(bǔ)償作用，從而有效提高梯級(jí)總發(fā)電量。⑶為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江上游干支流地區(qū)的水資源優(yōu)化配置，研究工作考慮流域內(nèi)已建和規(guī)劃的控制性水庫(kù)，合理利用水庫(kù)群的興利庫(kù)容進(jìn)行徑流和供水調(diào)節(jié)，并結(jié)合流域內(nèi)各種用水需求和水庫(kù)綜合運(yùn)用需求，以流域供水缺額最小和

6、水庫(kù)群發(fā)電量最大為目標(biāo)，建立了面向水資源優(yōu)化配置的水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度模型。根據(jù)長(zhǎng)江上游用水需求變化和水庫(kù)群建設(shè)情況，分別從2015水平年和2025水平年的角度，進(jìn)行了不同方案下長(zhǎng)江上游水資源配置模擬。結(jié)果表明，流域大規(guī)模水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度能夠在提高發(fā)電和生態(tài)效益的同時(shí)有效降低流域總供水缺額；此外，長(zhǎng)江上游嘉陵江和岷沱江流域水資源供需矛盾突出，可以考慮節(jié)約用水和修建水利工程的措施加以解決。⑷為探究長(zhǎng)江上游干支流水庫(kù)群聯(lián)合發(fā)電調(diào)度補(bǔ)償效益及補(bǔ)償規(guī)律

7、，研究工作以雅礱江、金沙江、大渡河、烏江和長(zhǎng)江干流大型水庫(kù)為對(duì)象，考慮水庫(kù)所屬子流域及其調(diào)度業(yè)主，分別制定了單庫(kù)優(yōu)化調(diào)度、梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度和大規(guī)?；炻?lián)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度方案，并通過(guò)不同聯(lián)合調(diào)度方案的長(zhǎng)系列歷史徑流調(diào)度模擬，研究了梯級(jí)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度中上下游水庫(kù)間補(bǔ)償關(guān)系，以及長(zhǎng)江上游不同梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度方案下梯級(jí)間補(bǔ)償與互補(bǔ)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，考慮個(gè)體參與聯(lián)合調(diào)度的貢獻(xiàn)值大小，提出補(bǔ)償-受益對(duì)等的改進(jìn)貢獻(xiàn)系數(shù)法和 Shapley值法，進(jìn)行了水庫(kù)間和