MIKE 11模型在水资源调度中的应用

王晓妮，尹雄锐

（水利部松辽水利委员会,吉林长春130021）

MIKE 11模型在水资源调度中的应用

王晓妮，尹雄锐

（水利部松辽水利委员会,吉林长春130021）

根据松花江流域实际情况和水资源管理需求，基于MIKE11水文模型，提出松花江流域水资源调度模型框架，包括模型研究范围、计算流程、边界设定、取退水计算方法等。遭遇特枯水年，满足不了断面最小生态流量，通过模拟加大水库放流方式满足断面最小生态流量。

松花江；水资源调度；MIKE 11；水资源管理

0 引言

水资源的科学配置、合理调度是解决各类水资源问题、缓解水资源供需矛盾、消除水资源危机的重要手段。水资源调配研究始于20世纪40年代水库优化调度问题，到80年代，N.伯拉斯所著的《水资源科学分配》系统地总结和研究了水资源调度分配理论与方法，在西方国家学者多年的研究与实践中，许多有益的理论被提出。

我国水资源调配研究从20世纪60年代开始，并在国家“七五”攻关中加以应用和提高。近年来，以流域为单元进行的水资源调度，使有限的水资源发挥最大的综合效益，成为广为重视的问题。为了缓解我国北方地区水资源短缺、水质污染和生态环境恶化问题，我国相继进行了黄河流域、塔里木河流域和黑河流域的水资源调度管理研究。流域水资源统一调度管理，在缓解河道断流、水资源短缺矛盾和生态环境恶化等方面，均取得了显著的成效。

1 研究区域与数据说明

研究范围是松花江流域哈尔滨断面以上的区域，该区域包括嫩江流域、第二松花江流域及松花江干流的上游段（三岔河-哈尔滨区间），地跨黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古4省、自治区，面积为40.27万km2。重点区域：松花江干流哈尔滨以上区域，嫩江起自尼尔基水库，二松起自丰满水库，终至松干哈尔滨。包括9条支流：讷谟尔河、诺敏河、阿伦河，雅鲁河、绰尔河、洮儿河，伊通河、饮马河、拉林河；9个干流区间：尼尔基水库以下，14009，14010，14015，14102，14106，16302，16305，16307（55%）。

2 研究方法

水资源调度模型采用丹麦水利研究院（Danish Hydraulic Institute，DHI）开发的MIKE 11一维水动力学模型。水资源调度方案中主要考虑的因素包括流域尼尔基和丰满水库常规调度、各支流把口站实测径流、干流取水口取水。制定方案模型计算流程如图1。

图1 模型计算流程

干流来水包括尼尔基、丰满水库常规调度下泄流量及尼尔基丰满水库下游至哈尔滨干流区间来水。

尼尔基、丰满水库泄流过程采用实测下泄过程作为计算时段的输入数据。干流区间来水采用降雨径流模型计算结果作为计算时段的输入数据。支流来水采用水文站的实测值或预报值。

模型范围内取、退水用户概化为干流区间主要取水口和区间分散用户取、退水。

水资源调度方案按照丰水年、平水年、枯水年和特枯年4个典型年考虑。分析不同情景模式下，编制水资源调度方案。

3 结果分析讨论

在丰水年、平水年、枯水年，在保障河道内用水需求的基础上，能够满足河道外用水需求。在特枯年情景下，河道内生态环境用水与河道外用水产生矛盾，在尼尔基、丰满水库正常调度情况下，河道外用水户用水过程均能得到满足，嫩江大赉35 m3/s、第二松花江扶余100 m3/s、松花江干流哈尔滨250 m3/s的河道内生态环境流量不能得到满足，需要对水库进行应急调度。需丰满水库加大放流5 616万m3，尼尔基水库加大放流46 656万m3。哈尔滨断面下泄过程见图2。可以看出，水库加大放流后，哈尔滨断面的生态环境流量可以得到保证。特枯水年尼尔基水库加大放流传播到大赉断面约需要20 d，传播到哈尔滨断面约需要29 d；丰满水库加大放流传播到扶余断面约需要12 d，传播到哈尔滨断面约需要22 d。

基于MIKE 11模型水资源调度模型突破以往水资源调度模型目标单一、缺乏水循环等机理研究的弊端，以松花江流域洪水管理项目河道水动力学模型为基础，开展了模型的改进工作：根据河道沿程重点取水口、主要用水户的取回水过程，尼尔基、丰满等骨干水利枢纽的调度规则，考虑传播时间、河道槽蓄作用对水量分配和水资源调度的影响，提出松花江流域水量调配方案模型。在水资源的调度中模型考虑水量传播时间的概念，同时与GIS等先进技术相结合，建立流域尺度的水资源调度模型，通过2000年实测资料的验证表明模型可靠，结果可行。

4 结语

采用MIKE11软件，建立流域水资源调度模型，该模型对水库运行方式、水资源优化配置、水资源调度方案进行深入研究，能够使管理部门对流域可能发生的水资源问题及时提出合理、有效的解决方案，对增强松花江流域水资源的时空调控能力，提高水资源承载能力，缓解重点缺水地区的水资源供需矛盾具有重要意义，为流域水资源统一管理和水量合理调度提供科学依据和决策支持。

图2 哈尔滨断面流量过程线

尼尔基水库或者丰满水库加大放流传播到哈尔滨断面大约需要20～40 d左右。如果对这2个水库进行实时调度，就需要提前预知下游区间1个月之后的来水、用水情况。由于中长期预报的误差较大，给实时调度增加了很大的困难。干流区间和支流来水预报值，可以参考洪水实时调度的思想，根据新的降雨信息、径流信息及气象信息等修正预报带来的偏差，逐时段、逐月滚动修正，减小中长期预报的误差，增加水资源实时调度的准确性。

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