多目标的最佳水库运行,考虑到水库中藻类繁殖控制
Yang Song1, Chunqi Shen2, Ying Wang3
1Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing, 400074, China; Cooperative Institute for Great Lakes Research, School for Environment and Sustainability, University of Michigan, Ann Arbor, MI, 48109, United States.
Journal of environmental management
|June 24, 2023
概括
使用结合的NSGA-II和GLM-AED模型优化水库运行,通过增加外流,有效地减少了藻类繁殖,同时也改善了洪水控制和发电. 这种方法为水库管理人员提供了一个可转移的框架,以减轻温缩.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水资源管理 水资源管理
- 生态建模 生态建模
背景情况:
- 藻类繁殖在水库中构成重大挑战,影响水质和生态系统健康.
- 水库运行策略 (ROSs) 是一种低成本的花控制方法,但必须平衡生态目标与传统目标,如防洪和发电.
- 多目标优化对于开发有效的ROSs至关重要.
研究的目的:
- 开发和应用一个合建模框架,以优化水库运作,控制藻类繁殖,同时考虑防洪和发电.
- 评估增强的外流策略在缓解藻类繁殖发展方面的有效性.
- 为水库管理人员提供可转移的技术框架.
主要方法:
- 将非主导排序基因算法-II (NSGA-II) 与一般湖模型-水生生态动力学 (GLM-AED) 库相结合,以实现多目标优化.
- 使用Zipingpu水库作为一个案例研究来测试合模型.
- 分析出流排放峰值 (POD),总发电量 (TPG) 和叶绿素度峰值 (PCC) 之间的权衡.
主要成果:
- 优化的ROS减少了19%的峰值外流排放量和36%的峰值叶绿素度,同时增加了8%的总发电量.
- 巴雷托的边界说明了藻类繁殖控制,防洪和发电之间的明显权衡.
- 提高外流,特别是通过保持春季的平均水位更高,被确定为减少藻类繁殖的关键因素,独立于水年龄变化.
结论:
- 优化水库运营,特别是增加外流,对于有效控制藻类繁殖和减轻肥胖是至关重要的.
- 结合的NSGA-II和GLM-AED模型为水库管理人员提供了一个强大的和可转移的框架,以平衡竞争目标.
- 这项研究为水库管理的管理机制提供了新的见解,强调了改善水质的外流增强.
