Page 64 - 2023年第54卷第11期

生的弃水较少，但维持河流生态系统动态平衡所需要的生态流量也与 Ｑ 在一定程度上呈正比关系：
ｉｎ，ｔ
在河道天然流量较大的季节，所需要的生态流量也相对较大。因此，假设 Ｑ ｓｐｉｌｌ 与 Ｑ 呈正比，即有固
ｏｕｔ ，ｔ ｉｎ，ｔ
定比例的 Ｑ 化为弃水 Ｑ ｓｐｉｌｌ ：
ｉｎ，ｔ ｏｕｔ ，ｔ
Ｑ ｓｐｉｌｌ ＝ ｉｎ，ｔ （８）
ｏｕｔ，ｔ β ·Ｑ
式中 β 为比例系数，参数范围为［０，１）。
得到 Ｑ 后，基于水库水量平衡方程计算水库下一时刻的实际库容 Ｖ 。记时间步长为 Δ ｔ，忽略
ｏｕｔ，ｔ ｔ ＋ １
库区的降雨、蒸散发以及渗漏过程，则 Ｖ 为：
ｔ ＋ １
Ｖ － Ｖ＝ （Ｑ － Ｑ ）·Δ ｔ （９）
ｔ ＋ １ ｔ ｉｎ，ｔ ｏｕｔ，ｔ
２．２ 对比方案设置 为了探究本文所提出的 ＴＣＣＲＭ 的有效性，构建两类 ＲＯＳＭ 以作对比：（１）不同
结构的 ＴＣＣＲＭ模型；（２）常用的 ＲＯＳＭ模型。
本文所提出的 ＴＣＣＲＭ模型引入了目标库容曲线 ＴＣＣ来描述水库年内 Ｖ 的变化过程，并从两方
ｔａｒｇ
面考虑 Ｖ 对 Ｑ 的影响，构建了两种模型结构：（１）Ｖ 在年内的相对大小描述了水库运行模式，水
ｔａｒｇ
ｏｕｔ
ｔａｒｇ
库水滞留时间 ＬＴ随 Ｖ 的变动而变化，具体见式（５）；（２）水库的出流过程应使得实际蓄水量接近目
ｔａｒｇ
ＴＣＣＲＭ
标库容，主要通过 ζ 来实现，具体见式（７）。从模型机理上来看，模型结构（１）体现了水库调度计
划对水库出流的影响，影响程度仅和 ＴＣＣ有关，与外界条件无关。模型结构（２）则体现了水库的实际
蓄水量对水库出流的影响，其影响程度不仅与 ＴＣＣ有关，还与前期来水条件有关。
基于这两种模型结构，构建了 ４组不同的 ＴＣＣＲＭ模型（表 １），以探究引入 ＴＣＣ后，是否能有效
提高模型的模拟精度。ＴＣＣＲＭ１模型未考虑 Ｖ 对水库出流的影响，ＴＣＣＲＭ２、ＴＣＣＲＭ３分别考虑了一
ｔａｒｇ
种模型结构，ＴＣＣＲＭ４则是结构最为全面的模型。另外，ＴＣＣＲＭ１虽然没有考虑 Ｖ 对 Ｑ 的影响，与
ｔａｒｇ ｏｕｔ
ＤＲＭ模型相比，额外考虑了水库的弃水。

表 １ ＴＣＣＲＭ对比模型方案
ＲＯＳＭ名称 滞留时间 ＬＴ 库容校正系数 ζ
ＤＲＭ
＝
＝
ＴＣＣＲＭ１ ＬＴ ｔ ＬＴ ０ ζ ｔ ζ ｔ
ＴＣＣＲＭ
＝
＝
ＴＣＣＲＭ２ ＬＴ ｔ ＬＴ ０ ζ ｔ ζ ｔ
ＤＲＭ
＝
＝
＋
ＴＣＣＲＭ３ ＬＴ ｔ ＬＴ ０ ＬＴ １ ·ｆ（ＤＯＹ ｔ ） ζ ｔ ζ ｔ
ＴＣＣＲＭ
＝
＋
＝
ＴＣＣＲＭ４ ＬＴ ｔ ＬＴ ０ ＬＴ １ ·ｆ（ＤＯＹ ｔ ） ζ ｔ ζ ｔ
除了不同内部结构的 ＴＣＣＲＭ间的对比以外，引入了常用的 ＲＯＳＭ 以作模型间的对比（表 ２）。其
中，Ｂａｓｅｌｉｎｅ方案为不考虑水库调度过程的基准方案，直接采用水库的入流量模拟出流量，用以验证
引入 ＲＯＳＭ后，是否能够提高水库出流的模拟精度 ［４］ 。
表 ２ 其它水库出流模拟模型
ＲＯＳＭ 参考文献 模型结构 模型参数
＝
Ｂａｓｅｌｉｎｅ Ｇｕｔｅｎｓｏｎ ［４］ Ｑ ｏｕｔ Ｑ ｉｎ
－ － １．５
Ｖ ｔ Ｖ ｄ Ｖ ｔ Ｖ ｄ
［２１］
ＤＲＭ Ｄｏｌｌ Ｑ ｏｕｔ ＝ ( － )
ＬＴ ０ Ｖ ｍａｘ Ｖ ｄ Ｖ ｍａｘ ，Ｖ ｄ 为水库的最大库容、死库容；
３
珚 Ｑ ｉｎ 为水库多年平均入流量，ｍ ?ｓ；
{ Ｑ ｉｎ ≥ 珚 Ｑ ｉｎ
ａ·Ｑ ｉｎ
＝
［２２］
ＷＲＭ Ｗｉｓｓｅｒ Ｑ ｏｕｔ ａ，ｂ为无 量 纲 模 型 参 数，需 要 率 定，参 数 范 围 均
－ 珚
ｂ·Ｑ ｉｎ (
＋ Ｑ ｉｎ Ｑ ｉｎ ) Ｑ ｉｎ ＜ 珚 Ｑ ｉｎ
为 ０～１；
{ ｋ ｒｌｓ · 珚 Ｑ ｉｎ ＩＲ ≥０．５ Ｖ ｆｉｒｓｔ 为每年开始时水库的蓄水量；
＝
Ｑ ｏｕｔ ＩＲ ｒ ·ｋ ｒｌｓ · 珚 Ｑ ｉｎ [ ＩＲ ｒ ｃ，ｒ为无量纲模型参数，需要率定，ｃ的范围为 ０～
［２３］
ＨＮＩＲＭ Ｈａｎａｓｉｋｉ ２ ( ) ＋ １ － ２ ( )] ·Ｑ ｉｎ ＩＲ＜０．５ １，ｒ的范围为 ０～５。
Ｖ ｆｉｒｓｔ Ｖ ｍａｘ
＝ ，ＩＲ ＝
ｋ ｒｌｓ
ｃ·Ｖ ｍａｘ 珚 Ｑ ｉｎ ·３６５·８６４００
— １ ３ ６ —
２