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水 利 学 报

２０２３年 １１月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 １１期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）１１ － １３２３ － １２

基于目标库容曲线的水库出流模拟模型

舒 鹏，熊立华，陈 杰，尹家波，程 磊，周研来
（武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 ４３００７２）

摘要：随着水库的不断建设，水库对水循环的影响越发重要，水库出流过程已成为陆地水循环的重要一环。为了
模拟水库对水循环的影响，需要构建水库出流模拟模型（ＲｅｓｅｒｖｏｉｒＯｕｔｆｌｏｗＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ，ＲＯＳＭ）模拟水库的出
流过程，然而，目前提出的 ＲＯＳＭ仅适用于预设运行模式的水库，通用性不强。本文假设水库在年内不同季节的
目标库容构成目标库容函数曲线（ＴａｒｇｅｔＣａｐａｃｉｔｙＣｕｒｖｅ，ＴＣＣ），通过为不同水库设置不同的 ＴＣＣ提高 ＲＯＳＭ 的通
用性，并从两方面考虑 ＴＣＣ对水库出流的影响，提出了两种模型结构：（１）水库在目标库容较高的季节倾向于蓄
水，出流减少，在目标库容较低的季节则倾向于放水，出流增加；（ ２）水库出流应使得实际蓄水量接近目标库容。
根据两种模型结构，构建了 ４种基于 ＴＣＣ的 ＲＯＳＭ，并将其与常用的 ＲＯＳＭ 应用于长江、珠江、黄河流域的 ２６
座水库中。结果发现：（１）考虑了两种模型结构的 ＲＯＳＭ 的出流模拟、蓄水量模拟表现均为最优，说明所提出的
两种模型结构合理有效；（２）考虑了 ＴＣＣ的 ＲＯＳＭ模型在多年调节、年调节水库中的出流模拟精度、蓄水量模拟
精度均远超其他 ＲＯＳＭ，说明考虑 ＴＣＣ可以有效提高在这两类水库的模拟精度，提高了 ＲＯＳＭ的通用性。
关键词：水库出流；模拟模型；水库蓄水量；水库目标库容曲线
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ６９７ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２１０１１

１ 研究背景

在水库众多的大型流域，水库出流过程已经成为陆地水文循环的重要一环 ［１ － ２］ 。在流域的水文模
拟过程中考虑水库的影响，不仅可以提高水文模拟精度，对研究气候变化、人类活动条件下水循环变
化过程也有着重要的意义 ［３ － ４］ 。
为了考虑水库调度过程的影响，有学者在集总式模型中增加相关参数以代表流域内部所有水库的
调蓄作用 ［５ － ８］ ，这种处理方式本质上是将水库的调蓄作用等效为流域下垫面性质的改变 ［９］ ，在实际运
用过程中具有较大限制，流域中有新的水库建成时则需要重新率定模型。同时，这种做法也难以探究
单座水库对下游流量变化的影响。为了更好地模拟水库对水循环过程的影响，研究者往往需要概化水
库运行模式，通过构建水库出流模拟模型（ ＲｅｓｅｒｖｏｉｒＯｕｔｆｌｏｗＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ，ＲＯＳＭ），直接模拟流域
内各水库的出流过程 ［１０ － １２］ 。
在构建 ＲＯＳＭ时，如何合理概化水库的运行模式，即如何确定水库在年内甚至年际间蓄水或放水
［３］
的时机以及强度是最为关键的问题。ＤｅＶｏｓ 归纳了常见的概化水库运行模式的方法，ＲＯＳＭ 可以用
到其中的一种或几种，这些方法包括多功能分区法、单一分区法、目标库容法以及条件曲线法。多功
能分区法是将 水库 按功 能分区，当 水 库 水 位 位 于 不 同 分 区 时，采 用 不 同 的 公 式 计 算 水 库 出 流，如
［１３］
［１５］
Ｚａｊａｃ 、Ｃｈｅｎ ［１４］ 、Ｗａｎｇ 等所构建的 ＲＯＳＭ。单一分区法则是不进行分区，不考虑水库的不同功

收稿日期：２０２２ － １２ － １８；网络首发日期：２０２３ － １１ － ０２
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３１１０２．１４２７．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（４１８９０８２２）；长江水科学研究联合基金项目（Ｕ２２４０２０１）
作者简介：舒鹏（ １９９７ － ），博士生，主要从事水文模型研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｓｈｕｐｅｎｇ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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