国内1.5.2研究现状与进展

由于我国受泥沙淤积困扰的河流众多，对于水库水沙调控方面的研究力度很大，也取得了很多国际领先的研究成果，尤其是在治理黄河泥沙问题中，在实际应用和理论研讨方面的成果卓绝。早在1962年，陕西省黑松林水库根据来沙集中、来水相对分散的特点，将原来“拦洪蓄水”运用方式，改变为“蓄清排浑”运用，从而使水库淤积量大幅减少，水库寿命由16年延长到80多年。由于蓄水运用后严重淤积，1973年三门峡水库开始“蓄清排浑，年内调节泥沙”运用，充分发挥洪水冲刷作用且利于控制潼关高程，避免出现汛初小水带大沙增加下游河道主槽淤积，同时提高水库的综合利用效益。1990年，张玉新等提出了水库水沙联调的多目标动态规划模型；1992年，杜殿勖等建立了水库水沙联调的随机动态规划模型，并围绕“降维”问题，对泥沙冲淤计算模型进行了改进；1995年，谢葆玲等建立了水沙联调的动态规划模型，研究了水库排沙与发电的关系；1997年，胡春燕等将水沙调度分为纵向调度和横向调度，以葛洲坝水利枢纽为研究对象，就减少大江航道淤积和减少大江电站粗沙过机问题，运用数值模拟方法研究了水沙横向调度方案运用的可行性；1999年，张金良等在总结三门峡水库水沙调控经验时指出水库泥沙调节的重要性。

在吸取了三门峡水库的教训后，2002年7月4日上午9时，小浪底水库进行了黄河首次水沙调控试验，7月15日9时小浪底出库流量恢复正常，历时11天，平均下泄流量为2740m3/s，下泄总水量26.10亿m3，实现输送入海沙量0.505亿t，黄河下游河道总冲刷量0.362亿t。2003年9月6—18日、2004年7月5日、2005年、2006年、2007年、2008年、2009年又进行了7次水沙调控。其中，2002年、2003年、2004年前3次为水沙调控实验，后6次为生产运行。通过3次水沙调控试验和6次生产实践，取得了丰硕的成果。2003年，常菲灵、赖劲松等从水量的角度分析了冲刷泥沙所需水量与可供水量之间的关系，建立了水库模拟模型和泥沙冲刷模型，在水库模拟模型中利用遗传算法优化和确定冲刷调度线；2004年练继建等利用多目标规划思想，结合遗传算法和神经网络方法建立了多沙河流水库水沙联调的多目标规划模型，并采用神经网络预测方法计算了水库泥沙淤积量；2004年，彭杨等以水库防洪、发电及航运效益为目标，建立了水沙联合调度多目标决策模型，将该模型运用于三峡水库汛末蓄水的研究中取得了成功；2005年，龙仙爱等提出了基于遗传算法的水沙联合调度模型，基于浓度的群体更新技术来保持个体多样性，避免遗传算法早收敛，将该模型应用于三门峡水库水沙调度进行系统仿真，验证了模型的实用性；2008年，李永亮、张金良等提出了小浪底、万家寨、三门峡、故县、陆浑水库的水沙联合调控组合方式，运用神经网络等方法研究了黄河中游水库群水沙联合调度关键问题；2009年，田刚等建立了基于理想点法的三峡水库水沙优化调度方案评价模型，用以解决多目标问题的方案比选；2010年，向波等建立了基于免疫粒子群优化算法的水库水沙联调多目标规划模型，为协调水库发电效益和排沙减淤之间的矛盾提供了一个新的途径；2012年，王帅等利用多目标规划方法构建了水沙联合调度多目标规划模型，利用改进逐步优化算法对模型进行求解，以三峡电站为例验证了模型的可行性。(www.xing528.com)

水沙调控的研究是水库淤积和水库调度研究深入发展的结果，是治理多泥沙河流上水库库区和河道泥沙淤积的最有效措施之一。纵观水沙调控的研究成果，所建立的水沙调控模型主要以水库发电量最大和有效库容最大为主要目标，且主要是针对单一水库库区淤积泥沙的处理。对于利用上游梯级水库群冲刷下游河道泥沙的远距离水沙联合调控研究，在国内外文献中尚无发表成果。因此，在黄河上游沙漠宽谷河段水沙调控关键技术的研究中，借鉴以往水沙调控经验的不多，需要对理论框架和技术难题进行更为深入的研究。