流域梯级开发生态环境影响分析评价与生态调度研究

流域梯级开发生态环境影响分析评价与生态调度研究前言进入21世纪，随着我国“节能减排”政策的推进实施，水电作为一种清洁、高效的优质能源越来越受到重视，我国水电开发事业迎来快速发展时期，西南部分流域如怒江、澜沧江等梯级开发利用已提上日程并付诸实践。截止2012年，我国水电装机容量已超过2亿kW，居世界第一，水电开发已成为我国节能减排、替代化石能源的重要措施。同时，我国水资源总量居世界第一，约占全球的1/6，但资源开发利用比例仅为30%左右，水电能源开发仍有较大的潜力。目前，我国大型水电梯级开发主要集中在西南部，一批重大水电站的建成运行在改变当地能源结构与促进社会经济发展的同时，带来的流域生态环境问题也不容忽视。流域梯级开发在很大程度上改变了河流的天然径流过程，造成河流物理、化学信息传递通道被阻隔，下游输沙量的减少造成水库坝前淤积与下游河道形态改变、湿地萎缩、生物栖息地恶化甚至丧失等负面影响，水文过程的均一化造成鱼类繁殖、洄游、觅食等生命活动赖以维持的流量脉冲信号削弱。同时，因梯级开发造成的水库移民、水土流失、血吸虫等问题必将对当地社会与经济健康发展带来一定的挑战。因此，充分研究与评估流域梯级开发造成的生态环境问题，转变流域水能资源开发与管理理念，积极采取补偿措施修复流域梯级开发造成的生态环境问题，对于实现我国经济、社会可持续发展具有重大的现实意义。20世纪80年代，我国学者开始关注与研究水能资源开发利用造成的生态环境问题，随着近些年我国流域水能资源开发利用程度的不断提高，进一步推动了我国在相关领域内的研究，形成了一定的科研成果。对于梯级开发生态效应的探讨与机理分析成为生态环境研究中的热点，同时，考虑生态需求的水库调度因其在维持河流生态系统稳定状态与结构方面的独特作用，受到广泛关注。随着生态学、系统理论、水力学等学科的不断发展，梯级开发生态环境影响分析与评价的理论与研究方法也在不断完善。但目前，对流域梯级开发生态环境影响评价尚未形成完善的理论体系与研究方法，相关的负面生态效应未进行深入的定量研究，对于梯级水库调度集中在现状开发工况的优化调度研究，尚未对未来不同梯级开发工况下的调度方案进行预测研究。因此，综合梯级开发生态环境影响评价与生态调度研究，充分发挥生态环境评价对水库调度运行的参考作用和生态调度对流域生态环境的修复改善作用，两者有机结合，对于保护与改善流域生态环境，提高水电站的综合效益，具有重要的理论意义与实际应用价值。本文总结了生态环境影响分析与评价的相关理论基础，选取并研究分析典型生态环境因子，建立物理栖息地模型求解维持河流生态系统稳定的适宜径流过程，识别并描述梯级开发生态环境影响因子，构建梯级开发生态环境影响评价指标体系，建立河流生态环境影响组合构权-模糊综合评价模型。基于生态调度基本理论与原则，将河流生态目标纳入到水库调度的目标集中，构建多目标梯级水库生态调度模型。最后，以元江干流梯级开发为例，开展梯级开发生态环境的影响评价，并研究元江干流不同梯级开发工况下的生态调度，获取满足生态目标的水库调度方式。论文主要创新之处有：（1）完善与丰富河流梯级开发生态环境影响评价理论与方法体系。针对河流生态环境的研究对象，依据宏观-微观的思路剖析了生态环境和河流生态系统，探讨了河流梯级开发生态环境影响评价的内容、特点、框架和方法等，识别梯级开发生态环境影响因子并描述其在梯级开发下的影响程度，构建河流梯级开发生态环境影响评价指标体系，优化指标权重计算方法，构建梯级开发生态环境影响组合构权-模糊综合评价模型。按照理论探讨-要素识别-综合定性评价系统深入剖析与评价河流梯级开发生态环境影响，全面概括生态环境影响评价要素，具有结构良好、综合性强等特点，并易于移植与计算机化。（2）改进梯级水库多目标优化调度模型。针对目前梯级水库优化调度尚未考虑维持河流生态系统稳定的问题，本文建立以关键物种为研究对象的物理栖息地模型，计算适应其生命全过程的适宜径流过程，与水库下泄径流进行对比提出生态缺水量调度目标，并与防洪超标水量、供水缺水量等共同组成生态调度目标集，构建梯级水库生态调度模型。（3）提出一种新型多目标优化算法。对基本混合蛙跳算法进行改进，引进多目标优化算法思想，基于量子理论开发多目标量子混合蛙跳算法，基于Bloch球面的编码方式以及空间更新策略，使得该算法既具有混合蛙跳算法全局寻优能力强的特点，又融合量子理论空间寻优能力强、收敛速度快的优点。将其用于典型多目标测试函数的求解，并与其他多种经典多目标算法进行对比分析，验证了MQSFLA算法具有较优的求解精度与求解效率。同时，将该算法与水调度实例相结合，取得了均匀分布的非劣调度方案集，为梯级水库多目标优化调度模型的求解提供了新的思路和方法。摘要随着我国流域水电梯级开发力度的不断加大，梯级开发导致的流域生态环境问题也日益突出，迫切需要开展综合分析与评价梯级开发带来的生态环境影响，转变水库调度理念与调度模式，加大对流域生态环境保护与修复的力度。本文在国内外学者已有研究成果的基础上，归纳梯级开发生态环境影响评价基础理论，分析流域梯级开发典型生态效应，构建生态环境影响评价指标体系，建立流域梯级开发生态环境影响评价模型；选择生态调度作为维持河流生态系统稳定健康发展的主要补偿措施，建立流域梯级水库生态调度模型。以元江干流梯级开发为实例研究对象，开展了流域梯级开发生态环境影响评价与生态调度研究。论文主要包含以下六个方面的主要内容：（1）基于归纳总结国内外在梯级开发模式、梯级开发生态环境影响分析与评价、水库优化调度的研究进展的情况，提出本文的主要研究内容和技术路线。（2）分析生态环境内涵与影响评价方法，从组成要素、结构、分类、生态过程等方面剖析了河流生态系统，并探讨了梯级开发生态环境影响评价的内容、特点，并提出评价原则、框架等，为梯级开发生态环境影响评价提供理论基础。（3）选择水文过程、栖息地水力学特征、关键种三者分析梯级开发对生态环境的影响。采用M-K法和RVA法研究水文过程的受影响程度，建立一维水沙动力模型分析栖息地水力学特征的变化情况，界定关键种的概念，运用关键性指数法确定河流生态系统中的关键种，并分析关键种对梯级开发的响应过程与机理。此外，考虑到梯级开发对河流生态系统稳定性的胁迫，根据水文过程对河流生态系统稳定的关键作用，建立物理栖息地模型计算河流生态需水。（4）识别梯级开发生态环境影响因子，提出梯级开发生态环境影响评价指标构建原则，构建评价指标体系，采用主客观结合方法确定指标权重，采用模糊综合评判法综合定性评价河流生态环境影响，构建河流生态环境组合构权-模糊综合评价模型。（5）探讨梯级水库生态优化调度的概念、内涵、分类及基本原则等，构建包含生态缺水量最小、发电效益最大多目标梯级水库生态调度模型。提出多目标量子混合蛙跳算法这一新型多目标优化算法，并将其用于求解梯级水库生态调度模型。（6）实例研究。以元江干流梯级开发为实例进行实例研究，分析梯级开发对流域生态环境影响程度，求解组合构权-模糊综合评价模型和多目标梯级水库生态调度模型。关键词：梯级开发、生态环境影响、水文过程、栖息地、关键种、指标体系、生态流量、混合蛙跳算法、量子理论、生态调度AbstractWiththeincreasingdevelopmentofhydropowercascadeinourcountry,theriverbasineco-enviraonmentalproblemswhichduetohydropowercascadehavebecomeincreasinglyprominent,comprehensiveanalysisandevaluationofeco-environmentalimpactsneedtobedoneassoonaspossible,alsochangesinreservoiroperationideaandschedulingmode,hughefforttorestoreandprotectriverbasineco-envriomentisurgentrequired.Throughtheintroductionoftheoriesandmethodinriverbasineco-environmentalinfluenceanalysisandestimationandreservior’secologicaloperation,thispaperintendtoexpoundthebasictheoryinassessingeco-environmentalimpactsduetohydropowercascade,analyesingthetypicalcascadehydropowerdevelopmentecologicaleffects,buildingeco-environmentalimpactevaluationmodel,andthenchoosingreservoirsecologicaloperationasthemajorcompensatorymeasurestomaintainstableandhealthyevolutionofriverecologicalsystem,establishingtheoptimaizationschedulingmodelforcascadehydropowerreservoirwithriver’secologicaldemandastarget.Intheend,applingtothepracticeofRedRivercascadehydropowerdevelopment,conductingtheassessmentandestimationofeco-environmentalimpactsaswellasresearchonecologicaloperation.Themaincontentsincludesixparts:(1)Throughtheadvancesresearchoncascadedevelopmentpattern,reserivoroptimaloperation,aswellasassessmentandevaluationofeco-environmentalimpactsathomeandabroad,summarisethebackgroundandsignificanceofthisstudy,proposethemainresearchcontentsandtechnologyroute.(2)Exploringthemeaningofeco-environmentandimpactsassessmentmethods,andexpoundingandsummarizingthebasinriverecosystemfromtheaspectsofconstituentelements,structure,classificationandecologicalprocesses.Onthisbasis,elaboratingthecontentandcharacteristicsofeco-environmentalimpactsassessment,andthenputtingforwardtheevaluationprinciples,framework,settingthetheoreticalbasisforthefollowingresearch.(3)Analysistheaffectofhydrologicalprocesses,andkeyspeciesinfluencedbycascadedevelopment.Firstly,M-KandRVAmethodsareusedtoanalyzethehydrologicalprocess.Secondly,one-dimensionalsedimentmathematicalmodelisestablishedtoexplorethechangesofhabitathydraulics.Thirdly,definingtheconceptofkeyspecies,analyzingtheresponseprocessandmechanismofthekeyspeciesinriverecosysteminfluencedbycascadedevelopmentwhichdetyerminedwiththekeyindexmethod.Atlast,consideringthestressonthestabilityofriverecologicalsystem,PHABSIMisestablishedtocalculateecologicalfolwaccordingtothekeypointofhydrologicalprocesstomaintainthestabilityofecosystem.(4)Constructingtheevaluationindexsystembyidentifyingthemainecologicalimpactfactorswhichguidedbytheprincipleofestablishingcascadedevelopmentassessmentsystem,andthen,combinationweight-fuzzycomprehensiveevaluationmodelisestablishedtoassesstheeco-environmenteffectedsituation,inwhichthemethodcombinessubjectandobjectisusedtocalculatetheindexweight,andthefuzzycomprehensiveevaluationislastappliedtoqualitativeevaluatethestatusquoofriverbasineco-environment.(5)Constructingofmodelwhosetargetsetincludesminimumecologicalwatershortage,maximumpowerefficiencyinbasisontheexpoundingofcocept,connotation,classificationandbasicprinciplesofcascadereservoirsecologicaloptimaloperation,andthen,thenewmulti-objectiveoptimizationalgorithm—multi-objectivequantumshuffledfrogleapingalgorithmwasproposedtosolveecologicaloperationmodel(6)Casestudy.UsingtheRedRiverasstudyobject,firstly,makeaevaluationabouttheimpactcascadedevelopmenthasmadeonecologicalenvironment,then,solvetherightcombinationofstructure-fuzzycomprehensiveevaluationmodel,andlast,useMQSFLAtofigureoutcascadereservoirecologicalschedulingmodel.Keywords:cascadehydropowerdevelopment,eco-nevironmentalimpacts,hydrologicalprocesses,habitant,keyspecies,indexsystem,ecologicalfolw,SFLA,quantumtheory,ecologicaloperation目录前言 图613所示：元江鲤个体较大，为常见经济鱼类，适应性强，繁殖力强，在各种水体均可繁殖。两冬龄元江鲤便开始产卵，产卵数量多。每年十二月份开始繁殖，一月份进入繁殖盛期。产卵前元江鲤需要0.2~1.0m/s流速的流水刺激，含泥沙较大的汛期和小汛期可以诱导元江鲤性腺最后的成熟，由于元江鲤多数在河流回水湾内繁殖，因此需要的流在8~20m3/s范围内。元江鲤卵黏性，需要缓流区和河流回水湾内的水生植物做为鱼卵的黏附物，因此元江鲤喜欢在圆河沿岸浅水、多水草的沙滩河段产卵。元江鲤鱼卵在20～25℃时胚胎发育需50h左右，由于元江鲤胚胎发育的时间短，因此也不排除小汛期对元江目前，圆河沿岸人口聚集，有毒鱼、炸鱼、电鱼等手段的捕鱼传统，管理难度大，加之自然灾害、水土流失、工业污染等原因，元江鲤资源日渐枯竭。在南沙电站和马堵山电站蓄水后，元江鲤种群数量有所增加，与鲇鱼已经逐渐成为库区的主要渔获对象。在南沙电站库区元江鲤的种群数量增加的十分明显，元江鲤在渔获物种所占的比重约为20~30%，捕捞个体2kg左右的个体为主，与南沙电站建成之前由于捕捞过度导致个体呈小型化有明显变化。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s113元江鲤国家级水产种质保护区位置（2）弘魾弘魾肉呈黄色，俗称面瓜鱼，是当地的主要食用鱼。弘魾是圆河干流主要的大型重要经济鱼类，具有短距离洄游的习性，在圆河干流沿岸的群众认知度较高，受水库建设的消极影响比较大。弘魾属于肉食性鱼类，处于食物链顶端，比较容易反映水生生态系统的变化，具有重要的物种价值。弘魾约在5~6月份繁殖。繁殖要求流量大于10m3/s，流速1.5~3.0m/s，对河流泥沙的要求不严格，与溶氧关系密切。由于弘魾产沉性鱼卵，卵大，没有粘性，卵膜厚，故不需要水草等黏附。鱼卵27℃从受精到鱼苗出膜约需弘魾个体较大，数量较多，在当地人的酷鱼滥捕下，种群数量急剧下降，且该类鱼在河道上下巡弋，活动范围较大，电站修建后将会压缩其活动范围，相应地减少弘魾在坝区的数量。根据调查采访当地的渔民得知，弘魾的数量已经越来越少，而且个体越来越小，目前馆藏标本也只有8尾。由此可见，该物种在我国已经很稀少，亟待保护。梯级开发对鱼类关键物种的生态效应分析鱼类作为水生态系统中的关键种，在长期的繁衍生存中与自然水文过程形成了相互适应的稳定耦合关系，不同流量大小、持续时间的水流为鱼类的产卵、洄游等生命活动传递生命信息，是鱼类物种多样性与遗传多样性的有力保障。河流梯级开发使得自然水文过程发生扰动，对稳定的鱼-水耦合关系产生一定的胁迫效应。因此，本文以梯级开发前自然水文过程对元江鲤、弘魾的生命支持关系为参照，依据流量大小将水文过程划分为低流量、高流量脉冲和洪水过程，探究梯级开发后扰动的水文过程对其生命过程的影响程度。根据历史资料和现场调查，元江鲤种质保护区位于圆河干流桥头~罗垤河段；弘魾主要分布在圆河干流马堵山~河口以及支流南溪河下游。因此，选择圆河干流桥头~罗垤河段、马堵山~河口河段作为元江鲤、弘魾生态效应分析的重点河段。依据元江、蛮耗水文站的监测水文数据，选择梯级开发前2002年水文径流过程为参考自然水文过程，划分生态流组分结果如REF_Ref416095499\h图614、REF_Ref416095505\h图615所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s114元江水文站生态流划分结果图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s115蛮耗水文站生态流划分结果从REF_Ref416095499\h图614、REF_Ref416095505\h图615可见，生态流划分的基本结果为：枯水期12月至次年4月为低流量过程；洪水过程发生在7、8月；高流量脉冲发生在洪水过程之前的5、6月和洪水过程之后的9、10月。低流量时期，流量普遍降到200m3/s以下，干流流量减少，水位降低，流速较小，流态平稳。低流量期是圆河特有鱼类元江5、6月的高流量脉冲过程，是多数鱼类繁殖的高峰期，高流量脉冲的涨水过程是刺激产漂流性鱼类产卵的必要条件。弘魾对流量、流速要求较高，5、6月份是其产卵繁殖的高峰季节。河道流量的增加，会对水体的温度、溶解氧、营养盐等环境指标有一定的影响；水位升高，河宽、水深、水量增加，水生生物的栖息地面积和多样性随之增多；适合的水文、生境条件是多数鱼类选择春季高流量脉冲期产卵的重要原因。9、10月的高流量脉冲，由于秋季的高流量脉冲发生在洪水之后，此时的河床底质普遍洁净，水质较好，流速大小适宜，是秋季产卵鱼类的繁殖期。7、8月的洪水过程，随着水位的持续上涨，水面不断地扩宽，逐渐淹没两岸的河滩地，促进了主河道与河漫滩区营养物质的交换，改善了主河道与支流分叉的水体交换，为一些鱼类的繁殖、仔鱼或幼鱼生长提供了良好的繁育场所。圆河干流沿线支流叉河短，落差大，多为季节性河流，但生境条件良好，是圆河仔鱼或幼鱼生长繁育的理想场所，洪水期的大流量过程促进了圆河干流与支流叉河的物质交换和物种交流。元江干流规划梯级电站共11座，目前已建南沙、马堵山梯级电站，且其中具有年、季调节能力的电站仅有戛洒江一级、桥头、大黑公、马堵山四座，因此，本文以调节性能大的电站对水文过程的影响为主，探究梯级开发对元江鲤、弘魾的影响。弘魾弘魾重要栖息地范围位于马堵山坝址以下，水流条件变化现状受到马堵山调节影响，以后圆河干流11个梯级建成后，弘魾栖息地河段水流条件受到戛洒江一级、桥头、大黑公、马堵山四个梯级的调节影响，即全调节。蛮耗水文站位于马堵山坝址以下。以蛮耗站水文数据为研究对象，不同水平年环境流组分如下图所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s116马堵山断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型丰水年）图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s117马堵山断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型平水年）图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s118马堵山断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型枯水年）

从上图不同水平年梯级开发前后水文过程变化分析可得：=1\*GB3①低流量过程。总的来说，梯级电站运行后，12月和次年1月至4月的流量变化不大，调节后流量增加，并呈现出均一化趋势，天然低流量过程的小幅波动基本消失。调节后流量的增幅随主要随调节性能高低和来水丰枯程度变化，全调节后流量增幅最大，相比丰水年，平水年和枯水年增幅较大，均一化表现也最明显。现状梯级经马堵山调节后1~4月的流量基本保持在100m3/s左右，比天然情况下多出约0-15m3/s左右；全调节后1~4月的流量基本保持在170m3/s左右，比天然情况下多出约10~100m3/s左右。=2\*GB3②高流量脉冲过程。5月和6月的流量增加较大，但经梯级电站调节后，流量的增加和减少基本上呈阶梯式的，天然高流量脉冲过程被完全改变，高流量脉冲过程减弱，=3\*GB3③洪水过程。经梯级电站调节后，洪水过程削峰作用非常明显，随着调节性能的提高，削峰填谷作用加强，洪水过程坦化，由历时短、暴涨暴落过程变为历时长、缓涨缓落过程。基于上述环境水流变化分析，梯级开发对弘魾的影响主要表现在以下两个方面：=1\*GB3①梯级开发后，天然高流量脉冲过程被完全改变，这种天然的流量脉冲刺激消失，对弘魾的产卵有很大的影响。特别是枯水年份，既没有大的流量脉冲刺激，又没有较大的水流流速，这种影响更为严重，因此梯级开发对弘魾的消极影响比较。=2\*GB3②栖息地面临梯级开发的阻隔，导致破碎化的加剧。弘魾在干流河道上下巡弋，活动范围较大，是短距离洄游鱼类，随着梯级电站逐个建成将不断地压缩其活动范围，最终将导致数量逐渐减少。元江鲤元江鲤产卵场位于桥头坝址以下，水流条件变化直接受到上游戛洒江一级（三江口）、桥头两个梯级的调节影响，以桥头电站坝址处元江站的不同水平年的环境流为研究对象，结果如REF_Ref416099700\h图619、REF_Ref416099705\h图620和REF_Ref416099713\h图621所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s119三江口、桥头断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型丰水年）图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s120三江口、桥头断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型平水年）图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s121三江口、桥头断面梯级调节前后流量过程响应分析（典型枯水年）从以上图中可见，桥头梯级调节性能不高，桥头坝址断面的生态过程影响很明显直接受三江口（戛洒江一级）调节的影响，但桥头梯级削峰填谷作用仍然明显。总的环境水流变化与马堵山梯级断面一致。基于戛洒江一级、桥头断面环境水流变化分析，梯级开发对元江鲤的影响主要表现在以下两个方面：=1\*GB3①梯级开发后，无论是丰水年、平水年还是枯水年，梯级水库对低流量过程的流量、流速影响不显著，对元江鲤的生长繁殖影响不大。=2\*GB3②栖息地的变化。目前，南沙水库已经建成运行，根据产卵场保护区上下游推测，元江鲤的主要生活场所在漠沙至南沙约120km左右的河段内，由于南沙电站蓄水，南沙库区的水量、流速变缓，水面扩宽，与支流岔河的水流交换和物质交换大为改善，结合元江鲤的繁殖特点，元江鲤生境面积有所增加，生长发育场所得到扩延，在南沙电站库区元江鲤的种群数量增加的十分明显，元江鲤在渔获物种所占的比重约为20~30%，捕捞个体以2kg左右的个体为主，与南沙电站建成之前由于捕捞过度导致个体呈小型化有明显变化。元江干流梯级开发生态环境影响评价评价工况确定评价河流因梯级开发生态环境受影响程度涉及到梯级开发前后两种工况，由于目前元江干流仅有南沙（2007）、马堵山（2011）两座水电站建成投产，故本文以现状开发与未开发前两种工况作为研究对象，确定梯级开发对河流生态环境影响程度。考虑到马堵山梯级下游为元江特有物种弘魾的产卵场，故水文过程指标采集以受梯级开发影响下的马堵山的出库流量进行指标采集，水质理化调查在元江-河口段分5个断面进行，该河段为元江的中下游段，其河段承接了流域大部分的入河污染物，其状况能够反映出元江的水质现状。对于栖息地质量、生物多样性和社会生态环境调查则扩展至整个干流，其中与关键物种相关的指标按照上文确定的元江干流关键物种弘魾、元江鲤为研究对象。指标赋值分析与隶属度计算水文过程：流量过程变异指数以马堵山电站2011年5月~2012年4月的坝址处天然径流与电站调蓄后的出库径流进行比较计算，计算出FD为0.70；关键物种生态流量保障指数计算中以弘魾为研究对象，将马堵山水库的实际运行出库径流与其生态需水过程进行对比，计算得到其产卵育幼期生态流量保障指数为0.28，一般期为0.23，最终关键物种生态流量保障指数为0.23。栖息地质量：河流连通阻隔主要受修建的闸坝影响，元江干流目前仅有南沙、马堵山两座水库，且调节能力低，南沙水库为径流式电站，不影响鱼类迁移，两座水库均采用鱼类增殖站减轻对鱼类等物种的影响；河流曲度依据实测资料计算结果为2.5。水质理化：关键物种适宜低温、高温偏离指数计算根据马堵山水库坝下断面的水温监测数据评估弘魾受稳定影响程度，弘魾的不利低温为15℃，适宜高温为32℃，监测得到的最低、最高水温为15.0℃、29.9℃，则计算得到不利低温、高温偏离指数分别为0生物多样性：藻类多样性指数与鱼类多样性指数采用现场收集的方式确定，计算得到藻类多样性指数与鱼类多样性指数分别为1.28、1.51。社会生态环境：元江干流区域经济发展以农业为主，经济发展缓慢，南沙、马堵山梯级水库的修建改善了区域用电紧张的态势，为工业发展提供了电力保障，带动了经济的发展，促进人民生活水平的提高。汇总上述流域生态环境影响评价指标现状值与标准化处理结果，如REF_Ref438135827\h表626所示，另附未梯级开发前各指标数值与标准化处理结果。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s126评价指标取值与标准化处理汇总指标现状取值标准化未开发取值标准化A110.700.420.001.00A120.710.710.870.87A210.250.750.001.00A222.500.382.780.45A310.005.000.005.00A322.100.230.200.90A336.870.906.500.83A346.560.473.250.84A352.931.001.561.00A360.131.000.101.00A370.020.940.020.97A380.041.000.031.00A390.010.990.001.00A411.280.072.450.36A421.510.133.430.61A510.550.550.510.51A5250.000.7540.001.00A530.780.780.530.53A540.750.750.450.45A550.680.680.450.45A560.650.650.340.34依据式（4-21）计算各指标变化值，按照半梯度隶属度函数计算各指标相对各评语等级的隶属度，结果如REF_Ref438134615\h表627所示：表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s127指标隶属度汇总指标影响分级隶属度指标变化值有利较有利一般较不利不利10.750.50.250A110.000.000.000.830.170.21A120.000.000.680.320.000.42A210.000.000.520.480.000.38A220.000.000.860.140.000.47A310.000.001.000.000.000.50A320.000.000.000.650.350.16A330.000.120.880.000.000.53A340.000.000.240.760.000.31A350.000.001.000.000.000.50A360.000.001.000.000.000.50A370.000.000.940.060.000.48A380.000.001.000.000.000.50A390.000.000.980.020.000.49A410.000.000.420.590.000.35A420.000.000.040.960.000.26A510.000.080.920.000.000.52A520.000.000.520.480.000.38A530.000.520.480.000.000.63A540.000.600.400.000.000.65A550.000.460.540.000.000.62A560.000.620.380.000.000.66指标权重计算与评价结果分析依据4.3节中提出的主客观组合权重计算法方法，将主客观权重计算结果有机融合计算得到最终权重，结果如REF_Ref435535934\h表629所示：由于建立指标体系属于分层结果，因此，综合定性评价时也按照分层结构进行计算，运算步骤为指标层→准则层→目标层，依据REF_Ref438134615\h表627与REF_Ref435535934\h表629中指标隶属度与权重计算结果，计算各准则层隶属度，结果如所示：表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s128各准则层隶属度计算结果准则层=1\*ROMANI（有利）=2\*ROMANII（较有利）=3\*ROMANIII（一般）=4\*ROMANIV（较不利）=5\*ROMANV（不利）权重水文情势0.0000.0000.2140.6720.1140.28栖息地质量0.0000.0000.7600.2400.0000.16水质理化0.0000.0080.7190.2620.0110.24生物多样性0.0000.0000.1900.8100.0000.20社会生态环境0.0000.4780.5040.0180.0000.12根据REF_Ref438131818\h表628计算得到各准则层隶属度结果，通过模糊运算算子计算得到模糊综合评判最终结果SKIPIF1<0，依据最大隶属度原则，元江干流现状梯级开发对生态环境总体影响一般。各等级隶属度实际是各影响的概率分布，元江干流现状梯级开发对河流生态环境一般影响隶属度最大，影响概率为45.5%，其次为较不利影响，比率为45.4%，虽现状开发对生态环境影响一般，但与不利影响概率相差不大，待2020年干流11级梯级开发规划建设完成，元江干流生态环境承受不利影响压力将进一步增大。各准则层模糊判断结果中，栖息地质量、水质理化与社会生态环境影响一般，水文情势与生物多样性影响较不利。元江干流现状仅马堵山、南沙两座电站，调节性能为季调节与日调节，待上游龙头调节电站戛洒江一级建成，对水文情势不利影响将显著加剧；因梯级水库使河流上下游割裂，物种迁徙通道被阻断，对河流物种组成与种群数量将有深远影响；随着梯级开发程度的进一步提高，元江干流区域因水力开发经济结构将显著改变，水力发展将在当地国民经济发展中扮演关键作用，当地社会生态环境将得到进一步改善。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s129指标权重计算结果目标层准则层主观权重客观权重综合权重子准则层主观权重客观权重'综合权重最终权重河流生态环境影响水文情势0.230.250.28流量变异过程指数（A11）0.540.650.690.1892关键物种生态流量保障指数(A12)0.460.350.310.0868栖息地质量6河流阻隔指数(A21)0.460.330.300.0485河流曲度(A22)0.540.670.700.1157水质理化4关键物种适宜低温偏离指数（A31）0.060.070.030.0079关键物种适宜高温偏离指数（A32）0.060.070.030.0079溶解氧浓度（A33）0.090.090.060.0152高锰酸盐指数(A34)0.190.210.310.0747五日生化需氧量(A35)0.170.170.220.0541氨氮(A36)0.110.100.080.0206铬(A37)0.100.090.070.0169砷(A38)0.070.070.040.0092铅（A39）0.150.130.150.0365生物多样性0藻类多样性指数(A41)0.480.420.400.0808鱼类多样性指数(A42)0.520.580.600.1209社会生态环境2介水传染病(A51)0.140.120.090.0107施工影响区噪声级(A52)0.080.080.040.0043居民人均收入影响（A53）0.200.200.220.0254移民居住条件改善(A54)0.190.190.200.0229促进地区经济发展(A55)0.210.230.270.0307促进国民经济发展(A56)0.180.180.180.0211元江干流梯级水库多目标生态调度模型求解与结果分析元江干流关键物种生态适宜径流过程推求目标物种与研究河段选择通过本文3.4节对河流适宜生态流量的介绍，选择元江干流关键物种弘魾和元江鲤作为研究对象，通过物理栖息地模型计算满足弘魾和元江鲤产卵期、育幼期、生长期等生命阶段所需的适宜径流量。元江鲤国家级水产种质资源保护区位于桥头~罗垤河段，总面积600ha，保护区自元江干流上元江大桥至南四冲，全长40km，其产卵场也位于该河段。因此选择桥头~罗垤河段作为目标物种元江鲤的研究河段。弘魾是元江干流主要的大型经济鱼类，目前主要分布在干流的马堵山梯级以下河段及支流南溪河。鉴于弘魾在元江干流的分布特征，并且新街梯级以下已靠近中越边境，因此选择马堵山~新街河段作为目标物种弘魾的研究河段。研究河段水力学模型模拟计算本文PHABSIM水力学模型模拟分两个河段，即桥头~罗垤河段和马堵山~新街河段，分别记为研究河段a和研究河段b，两个研究河段内均无较大支流汇入。水力学模型模拟按照以下步骤进行：（1）选择代表性断面，设定其所代表的栖息地范围按照水力学模型模拟基础资料的要求，需要在两个研究河段选取代表性断面，并获取其水文资料来控制研究河段的水力特性。代表性断面的选择需遵循以下原则：①断面宜布设在顺直的河道上；②断面上、下游无较大支流汇入；③断面不受上、下游桥梁等壅水影响；④不受下游梯级回水的影响。按照以上原则，在研究河段a选取了4个断面作为代表性断面，在研究河段b选取了3个断面作为代表性断面，平均约每10km一个断面。在输入断面位置信息时，需同时设定各断面权重变量。权重变量会影响下阶段栖息地模拟模型中栖息地面积的大小。本次假设各断面所代表的栖息地面积为距上下游断面之间河段长各一半的栖息地面积，即取各断面的权重系数为0.5。各个断面的距离及所代表的栖息地范围示意图见REF_Ref414372725\h图622。SKIPIF1<0（a）研究河段a（b）研究河段b图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s122各个断面距离及所代表的栖息地范围示意图（2）输入代表性断面水力数据代表性断面选定之后，需要输入实地测量的大断面数据（起点距，河底高程）和校正数据。结合研究河段元江水文站、蛮耗水文站的实测水文资料，分别选择高、中、低3个流量作为校正流量，并在断面处实测校正流量对应的水位，作为校正数据，输入到模型的校正数据表中。（3）水位模拟及参数调试PHABSIM模型的水位模拟方法有水位流量回归法（STGQ）、曼宁公式法（MANSQ）、回水水面计算法（WSP）。考虑到STGQ法需要利用各断面的历史水文资料，受资料条件所限，本次研究采用MANSQ与WSP相结合的方法进行水位模拟。首先利用MANSQ程序计算各断面给定流量对应的水位，并对照校正数据对参数进行调试。在实际的调试过程中，很难将研究河段所有代表性断面的校正流量对应的模拟水位调试到与实测水位接近，因此本文考虑先将下游断面的模拟水位调试到与实测水位尽量接近，然后利用MANSQ程序模拟的下断面水位作为初始值，输入到WSP程序中进行水位模拟和调试，能得到较为满意的结果。（4）流速模拟PHASSIM提供了三种方法来模拟流速，因各个断面没有实测点流速资料，所以对于流速的模拟采用水深计算法，由上一步模拟出的水面线推求的平均水深资料来估算每个测点的流速值。目标物种生境适宜性曲线拟定及栖息地模拟目标物种元江鲤、弘魾的生境适宜性指数表和适宜性指数曲线见REF_Ref414373643\h表630和REF_Ref414373644\h表631。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s130元江鲤生境适宜性指数表生命期流速（m3/s）适宜性权重水深（m）适宜性权重时间产卵期000012-3月1.0-1.410.5-1.311.8030育幼期00.2004-8月0.5-1.210.5-3.011.804.50成长期00.3009-11月0.6-2.011.0-3.513050表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s131弘魾生境适宜性指数表生命期流速（m3/s）适宜性权重水深（m）适宜性权重时间产卵期00004-7月1.8-3.011.5-2.514050育幼期00008-10月1.0-1.812.0-3.013.505.50成长期000011-3月0.5-2.010.5-3.513.505.50将元江鲤和弘魾产卵期、育幼期、成长期的流速、水深适宜性指数输入到PHABSIM模型中，不考虑河流底质对鱼类生境的影响，将底质的适宜度值全部取为1，选用乘积法计算目标鱼类在各研究河段代表性断面的栖息地加权可利用面积（WUA），并进行算术平均，得到研究河段的加权可利用面积，具体见REF_Ref414374004\h表632、REF_Ref416174526\h表633、REF_Ref416174563\h图623和REF_Ref414374091\h图624。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s132河段a元江鲤不同流量下栖息地模拟结果流量(m3/s)WUA(m2/m)产卵期育幼期成长期101725531283168341725182407062570325322584830733219333815254415391214545687617454733855488676452953084705187966348589418053157666946194510054631678566658112054054687846955914052512692457170416548838670367430020043691628547791623539019572248068930030550471308454450019522318268598470017568258966682110001489723154434411300120142135638315160097681879835784图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s123河段a元江鲤各生长阶段流量~WUA关系图表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s133河段b弘魾不同流量下栖息地模拟结果流量(m3/s)WUA(m2/m)产卵期育幼期成长期155556750031073217778103093645427100001292541132381407417127461424917968212625014575262962939356489903051533572572541103496539091605461504205648885684712004937158558745863025777471428856844506172879170846876005776977732749299004035059442546691200254434054736572150015852277582691918001236221542227972000118982014521598图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s124河段b弘魾各生长阶段流量~WUA关系图由REF_Ref416174563\h图623和REF_Ref414374091\h图624可知，从整体上看，各研究河段目标物种各生长阶段的栖息地平均加权可利用面积在较低流量下随流量的增加逐渐提高，并在某个流量下达到最大值，随后加权可利用面积随流量的增加而递减，递减趋势逐步减小。以研究河段b弘魾成长期为例，WUA先随着流量的增加而增大，在75~90m3/s之间出现一个明显的转折，随后缓慢增长，到302m3/s时达到峰值之后逐渐降低至趋于稳定。REF_Ref416174563\h图623显示，在低流量下元江鲤成长期的栖息地加权可利用面积较产卵期和育幼期小，这是因为元江鲤成长期更偏好深水环境，其最适宜水深是1.0~3.5m（见REF_Ref414373643\h表630），在较大流量下WUA成长期大于其他两个生命期也说明了这一点；在高流量下，元江鲤的栖息地加权可利用面积关系为：成长期>育幼期>产卵期，这是因为成长期适宜的水深和流速更大，因此高流量更适宜成年元江鲤生存。元江鲤三个生命期WUA峰值对应的流量：成长期>育幼期>产卵期，与元江鲤各生命期适宜的生境是一致的。REF_Ref414374091\h图624显示，低流量下弘魾的栖息地加权可利用面积关系为：成长期>育幼期>产卵期，而且成长期的WUA在中低流量段增加较快，这是因为成长期的弘魾能适宜的水深和流速范围更大，其最适宜水深为0.5~3.5m，最适宜流速为0.5~2.0m/s。成长期WUA峰值对应的流量低于产卵期和育幼期，说明弘魾成长期更适于在较低流量下生存，而弘魾的成长期为11-3月正好处于枯水期也说明了这点。根据调查，弘魾除了在元江干流分布以外，主要分布在支流南溪河，这也从侧面印证了弘魾在某些生长阶段比较适宜于较低流量的生境。目标物种生态适宜径流过程确定以单一物种生态需水量作为水库调度下泄流量的生态目标时，选择该物种在不同流量条件下生境模拟结果表中的WUA（加权可利用面积）最大值所对应的流量，但是这样得出的结果仅仅是理论意义上的一种数值，会与现实的情况存在一定的偏差。这是因为将单一物种作为水库调度的生态保护目标时，求得流量值偏大，实际水库调度操作中很难保证。本文采用张文鸽等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>张文鸽</Author><Year>2008</Year><RecNum>131</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[167]</style></DisplayText><record><rec-number>131</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="5ta5fx0xytwv9lezvwmptzaa0psdx5da0sx5"timestamp="1411543722">131</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>张文鸽</author><author>黄强</author><author>蒋晓辉</author></authors></contributors><auth-address>西安理工大学水利水电学院,西安理工大学水利水电学院,黄河水利科学研究院水资源研究所陕西西安710048,黄河水利科学研究院水资源研究所,河南郑州450003,陕西西安710048,河南郑州450003</auth-address><titles><title>基于物理栖息地模拟的河道内生态流量研究</title><secondary-title>水科学进展</secondary-title></titles><periodical><full-title>水科学进展</full-title></periodical><pages>192-197</pages><number>02</number><keywords><keyword>河道</keyword><keyword>生态流量</keyword><keyword>物理栖息地</keyword><keyword>水深</keyword><keyword>流速</keyword><keyword>权重可使用面积</keyword></keywords><dates><year>2008</year></dates><isbn>1001-6791</isbn><call-num>32-1309/P</call-num><urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[\o"张文鸽,2008#131"167]提出的以流量~WUA曲线图第一个明显转折点对应的流量作为生态流量，以此所求得的流量当作生态所需的适宜生态流量。考虑研究河段的目标鱼类及生命周期，拟定的各研究河段的适宜生态流量见REF_Ref414375677\h表634。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s134研究河段目标鱼类适宜生态流量河段目标鱼类生长期月份适宜生态流量（m3/s）研究河段a（桥头~罗垤河段）元江鲤产卵期12-350.5育幼期4-875.8成长期9-11100.9研究河段b（马堵山~新街河段）弘魾产卵期4-7141.7育幼期8-10289.5成长期11-384.1将物理栖息地模拟模型计算的适宜生态流量与其他方法对比可以看出：①物理栖息地模拟法计算的适宜生态流量较最枯月平均流量的Q90法（元江站11.3m3/s、满蚝站44.5m3/s）、近10年最枯月流量法（元江站10.6m3/s、满蚝站46.4m3/s）在数值上更大，后两种方法全年生态流量为单一流量，与实际的生态需水过程难以匹配，而物理栖息地模拟法将全年分为几个阶段，下泄不同的生态流量，更能满足河道内生态需水要求；②物理栖息地模拟法推荐的元江鲤产卵期、育幼期、成长期适宜生态流量，分别占桥头梯级多年平均天然来水流量的31.5%、47.4%、63.1%，分别可达到按Tennant法（见REF_Ref415082597\h表34）评价的“中”、“好-非常好”、“最佳”的等级；③物理栖息地模拟法推荐的弘魾产卵期、育幼期、成长期适宜生态流量，分别占马堵山梯级多年平均天然来水流量的48.4%、98.8%、28.7%，分别可达到按Tennant法评价的“极好-最佳”、“最佳”、“非常好”的等级；④流量健康指标法在流量健康指标为最优值1.0的条件下，反推出所需的逐月适宜生态流量，从理论上来说对河流健康更有利，但由于需要的水量太大，接近于天然来水，在实际中难以实现。综上所述，本文将元江干流梯级水库生态调度基础资料元江干流梯级水库基本情况元江干流梯级开发属于龙头带径流型开发模式，戛洒江一级因其具有年调节性能扮演龙头电站角色，南沙、马堵山电站已经建成，其余电站均为远期（2020）规划建设，调度计算资料还不充分，且多数属于径流式电站，对水文过程无调节能力，因此，本文以戛洒江一级、马堵山梯级电站作为生态调度研究对象。戛洒江一级、马堵山梯级电站参数见REF_Ref416165759\h表635。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s135戛洒江一级、桥头、大黑公、南沙、马堵山电站基本参数表项目单位戛洒江一级马堵山控制流域面积km21810231356多年平均流量m3/s133302正常蓄水位m675217有效库容亿m314.914.82死水位m640199调节库容亿m38.222.6调节特性年季装机容量万kW2728.8出力系数8.68.8保证出力万kW8.0487.86最大过机流量m3/s270490根据元江各梯级水库的可行性研究报告，戛洒江、马堵山电站依据自身实际承担防洪任务确定汛期水库防洪、排沙水位如REF_Ref435291193\h表636所示，具体水库汛期运行方式如下所述：（1）戛洒江一级电站戛洒江一级水电站不承担下游防洪任务，其防洪任务为工程枢纽建筑物自身的防洪安全。因此，从防洪角度考虑，戛洒江一级水电站不需设置汛期防洪限制水位。元江干流具有径流小、洪水大、水流含沙量高的特点，从调节库容、取水防沙等方面考虑，戛洒江一级水电站需要设置汛期排沙运行水位。（2）马堵山电站考虑上游南沙电站已先于马堵山投产的实际情况，当南沙电站按其设计运行方式运行并遵循在洪水期水库泄流量不大于同场洪水洪峰流量的原则时，马堵山不再具备临时降低水位运用的条件。为此，马堵山水库的排沙运行方式采用汛期固定排沙水位运行。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s136梯级水库汛限水位、排沙水位汇总表单位：m月份5月末6月末7月末8月末9月末10月末戛洒江一级665665665马堵山211211211213213213元江干流径流资料元江流域自五十年代开始设站进行水文观测，河口以上干支流共建有25个水文（位）站，其中元江干流有5个水文（位）站（见REF_Ref416166328\h表637），此外在开展南沙水电站的前期设计工作过程中为提高设计精度于2003年12月在南沙坝址下南沙糖厂附近设1处专用水文站，在南沙水电站下游的南沙大桥及南沙水电站上游规划的大黑公坝址下各设1处专用水位观测站。本节中各梯级电站坝址处1953年6月~2009年5月共56年的径流资料主要以坝址上游的元江站和下游的蛮耗站为设计代表站按面积比求得。表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s137元江干流水文(位)站测验情况表站名集水面积（km2）测验项目及观测起讫时间水位流量泥沙元江215541953.5～至今1953.5～至今1964.1～1967.12、1969.7～至今蛮耗320371956.3～至今1956.3～至今1958.10～1963.12、1965.1～1968.8、1968.11～1971.12、1972.4～至今南沙糖厂站288752003.12～至今2003.12～至今2003.12～至今南沙大桥站293112003.12～至今大黑公水位站280572003.12～至今元江梯级水库多目标生态调度模型求解元江梯级水库多目标生态调度模型参数拟定以元江干流戛洒江一级、马堵电站为梯级水库群联合优化调度研究对象，通过合理的水调度方式使得梯级水库下泄流量过程尽可能贴近物种生态适宜流量过程，以达到维持元江鲤、弘魾栖息地稳定与物种多样性的目的。以戛洒江一级、马堵山水库发电量最大和元江鲤、弘魾生态缺水量最小为梯级联合调度目标，将一个调度周期（一年）按月分为12个调度时段，按20%、50%、80%三种典型来水频率求解多目标生态调度模型。两个水库出力系数均为8.5，水头损失暂不考虑。分别采用MQSFLA与NSGA-=2\*ROMANII求解调度模型，将两种算法求解结果对比分析。算法MQSFLA参数设置为：群体数SKIPIF1<0，子种群个数SKIPIF1<0，子种群个体数SKIPIF1<0，子种群迭代次数SKIPIF1<0，外部档案集规模SKIPIF1<0=50，全局迭代次数SKIPIF1<0，旋转角度SKIPIF1<0，变异概率SKIPIF1<0。算法NSGA-=2\*ROMANII算法设置为：群体数SKIPIF1<0，外部档案集规模SKIPIF1<0=50，迭代次数SKIPIF1<0，交叉概率SKIPIF1<0，变异概率SKIPIF1<0。调度计算与结果分析（1）丰水年计算分析以来水频率为20%的丰水年入库径流过程作为戛洒江一级的入库径流，典型物种生态适宜流量参照REF_Ref414375677\h表634中计算结果，分别采用MQSFLA、NSGA-=2\*ROMANII求解调度模型，所得非劣解分布如REF_Ref437783726\h图625所示，选取部分代表方案如REF_Ref437871734\h错误!未找到引用源。所示：表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s138丰水年20%频率来水调度方案集MQSFLANSGA-=2\*ROMANII方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）129.3455452.612128.06564.188529.3455472.619528.07894.1911029.3455512.6281028.11694.2111529.3455542.6351528.14164.2542029.3455572.6442028.15854.2832529.3455602.6532528.18764.3373029.3455632.6633028.19054.3503529.3455662.6723528.21994.4554029.3455682.6834028.23154.5164529.3455712.6964528.23444.5325029.3455742.7185028.24164.566图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s125丰水年20%频率来水调度方案集（MQSFLA）（2）平水年计算分析以来水频率为50%的丰水年入库径流过程作为戛洒江一级的入库径流，其余同上，非劣解分布如REF_Ref437886946\h图626所示，选取部分代表方案如REF_Ref437886927\h表639所示：表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s139平水年50%频率来水调度方案集MQSFLANSGA-=2\*ROMANII方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）127.0915304.416126.80336.240527.0915324.426526.82786.2281027.0915354.4411026.84406.3121527.0915384.4531526.84926.4822027.0915414.4682026.86537.2642527.0915444.4842526.88267.2823027.0915464.5003026.90567.3373527.0915494.5163526.93557.4404027.0915514.5344026.96777.4824527.0915534.5574526.98957.5235027.0915564.5935027.02707.584图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s126平水年50%频率来水调度方案集（MQSFLA）（3）枯水年计算分析以来水频率为80%的丰水年入库径流过程作为戛洒江一级的入库径流，其余同上，非劣解分布如REF_Ref437799503\h图627所示，选取部分代表方案如REF_Ref437871742\h表640所示：表STYLEREF1\s6SEQ表\*ARABIC\s140枯水年80%频率来水调度方案集MQSFLANSGA-=2\*ROMANII方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）方案编号梯级发电量（亿m3）生态缺水量（亿m3）123.3883261.887122.36954.531523.3885961.913522.38134.5191023.3888531.9451022.39174.5661523.3891821.9831522.40664.6942023.3894722.0182022.44394.7592523.3897892.0562522.48655.1243023.3900802.0923022.54815.3783523.3903492.1263522.56685.4844023.3906402.1644022.58135.6394523.3909002.2074522.61085.7605023.3910042.3105022.62445.788图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s127枯水年80%频率来水调度方案集（MQSFLA）通过REF_Ref437783726\h图625~REF_Ref437799503\h图627可以得到，梯级发电总量与生态缺水量之间相互制约、相互冲突，存在明显的反比关系。若要提高梯级的年发电量，则下游典型物种生态缺水俩个随之提高，反之，若要提高下游生态适宜流量保证率，则必将以牺牲发电效益为代价，梯级发电效益与生态效益之间表现出对立性。因梯级生态调度模型中考虑两种典型鱼类的生态需水，与考虑单一物种生态需水不同，无法较明显体现出随着来水量减少，生态缺水量随之增加的规律ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"王学敏,2013#42"168,\o"许可,2011#63"169]。进一步，选择三个典型频率年几种典型调度方案（方案1、方案25、方案50），列出各时段末水位数据便于对比分析，因马堵山水电站无调节能力，故以戛洒江一级水电站为例，如REF_Ref437886844\h图628~REF_Ref437886849\h图630所示：进一步，通过对比REF_Ref437886844\h图628~REF_Ref437886849\h图630中不同调度方案水位数据可以发现，三种典型频率来水指标差别主要体现在枯水期，多集中在1、11、12月，这些差别产生的主要原因是各典型方案对调度目标的侧重点不一样。方案1的调度模式明显侧重于生态效益，其在枯水期适当加大了下泄流量以满足下游河道典型物种的生态需水，但这一措施不可避免的影响了枯水期的出力能力，从而对全年的发电造成了影响；而方案50则更侧重于经济效益，其通过控制枯水期下泄流量，减少下泄，获得较高的库水位值，提升了全年总发电量，但其忽视了下游鱼类等保护物种的生态需水，其调控措施违背了生态目标；方案25可以看做是方案1和方案50的折中。由上可知，切合实际的调度方案需综合权衡生态效益与发电效益，实际运用中，需根据实际情况选定适当的调度方案。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s128丰水年20%频率来水戛洒江一级时段水位图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s129平水年50%频率来水戛洒江一级时段水位图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s1