Page 11 - 水利学报2025年第56卷第4期

[ θ 1L ，θ 1H] [ θ 2L ，θ 2H] [ θ 3L ，θ 3H]区间的某一点，如图 3 中橙色正方形所示。
5.4 偏丰水年 （12.5%≤P<37.5%） 偏丰水年情况下，应在保障防洪安全的前提下，蓄洪调补，提质
增效。行洪输沙子系统中，考虑水库调蓄能力、主槽过流能力和滩槽行洪能力。水库调蓄能力目标是
尽量使水库多排沙，即考虑目标函数中有效库容维持率和最大排沙比两个指标；主槽过流能力目标是
尽量冲刷主河槽，并保持河道稳定，即考虑目标函数中主槽平滩流量、河相系数、输沙能力三个指
标；漫滩洪水时，提升滩槽行洪能力，优化滩区横断面形态，即选择滩槽高差、横纵坡降比、滩槽行
洪能力指标。社会经济子系统中，考虑社会服务、供水保障和发电效益。社会服务目标中，可根据水
库特征选择适当指标，如文化价值、旅游价值、水产养殖等；供水保障目标为提升生活、农业、工业
供水效益；发电效益目标尽量提升发电量、发电稳定性、供电保障率。生态环境子系统中，考虑水空
间连通、水生态健康、水环境达标目标。水空间连通指标中，使河道流量满足适宜生态流量，提升水
域空间保留率，增大流域面生态补水量；水生态健康和水环境达标两目标根据不同河段自身特征选择
不同指标。在此情况下，整体提升行洪输沙-社会经济-生态环境三个子系统耦合协调性，流域系统整
体运行情况处于行洪输沙-社会经济-生态环境灰色面上，阈值满足 θ 1 > θ 1H 、θ 2 > θ 2H 、θ 3 > θ 3H ，如图 3
中紫色菱形所示。
5.5 极丰水年 （P<12.5%） 极丰水年情况相对偏丰水年更应着重关注汛期防洪安全，在此前提下蓄
洪调补，提质增效，提升行洪输沙-社会经济-生态环境多维效益。行洪输沙子系统目标和偏丰水年相
同，但各指标阈值有所变化，例如，极丰水年发生漫滩洪水的概率更大，更需考虑滩槽高差和滩区横
断面形态变化。社会经济稳定发展和生态环境良性维持两个层面，相对于偏丰水年进一步提质增效，
例如，社会服务目标中提高指标阈值，使具有文旅功能的水库充分发挥文化旅游价值；水空间连通目
标中，提升现状水域面积，利用洪水资源增大流域面和河口生态补水量。通过蓄洪调补，三大子系统
耦合协调性提升至最高水平，流域系统整体运行情况处于行洪输沙-社会经济-生态环境灰色面上，阈
值满足 θ 1 > θ 1H 、θ 2 > θ 2H 、θ 3 > θ 3H ，如图 3 中蓝色菱形所示。

6 算例

6.1 研究区域与数据 三门峡水利枢纽是黄河干流首座大型工程，位于中游下段，控制流域面积占黄
河流域的 91.5%，控制黄河 89% 的水量及 98% 的沙量。小浪底水利枢纽是三门峡以下黄河干流关键控
制工程，控制 91% 的水量和近 100% 的沙量 ［18］ 。三门峡与小浪底水库联合水沙调控，对延长水库寿命、
恢复主河槽过流能力、提升沿黄社会经济发展水平、恢复和改善下游河道和河口生态环境提供了有力
支撑。本文以三门峡-小浪底水库为例开展水沙联合调控，两座水库地理位置如图 4 所示。

图 4 三门峡-小浪底水库地理位置

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