The aim of this study is to contribute to solving conflicts that arise in the operation of multipurpose reservoirs when determining maximum conservation levels (MCLs). The specification of MCLs in reservoirs that are operated for water supply and flood control may imply a reduction in the volume of water supplied with a pre-defined reliability in the system. The procedure presented in this study consists of the joint optimization of the reservoir yield with a specific reliability subject to constraints imposed by hydrological dam safety and downstream river safety. We analyzed two different scenarios by considering constant or variable initial reservoir level prior to extreme flood events. In order to achieve the global optimum configuration of MCLs for each season, we propose the joint optimization of three variables: minimize the maximum reservoir level (return period of 1000 years), minimize the maximum released outflow (return period of 500 years) and maximize the reservoir yield with 90% reliability. We applied the methodology to Riano Dam, jointly operated for irrigation and flood control. Improvements in the maximum reservoir yield (with 90% reliability) increased up to 10.1% with respect to the currently supplied annual demand (545 hm3) for the same level of dam and downstream hydrological safety. The improvement could increase up to 26.8% when compared to deterministic procedures. Moreover, dam stakeholders can select from a set of Pareto-optimal configurations depending on if their main emphasis is to maintain/increase the hydrological safety, or rather to maintain/increase the reservoir yield.

中文翻译：

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水库防洪与节水：分配可用存储的新政策

本研究的目的是帮助解决在确定最大保护水平 (MCL) 时在多用途水库运营中出现的冲突。用于供水和防洪的水库中 MCL 的规范可能意味着在系统中以预定义的可靠性减少供水量。本研究中提出的程序包括在受水文大坝安全和下游河流安全限制的情况下，以特定的可靠性联合优化水库产量。我们通过考虑极端洪水事件之前恒定或可变的初始水库水位来分析两种不同的情景。为了实现每个季节 MCL 的全局最优配置，我们提出三个变量的联合优化：最小化最大水库水位（重现期为1000年），最小化最大释放流出量（重现期为500年），以90%的可靠性最大化水库产量。我们将该方法应用于为灌溉和防洪联合运营的里亚诺大坝。对于相同水平的大坝和下游水文安全，与当前供应的年需求量 (545 hm3) 相比，最大水库产量（具有 90% 的可靠性）提高了 10.1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。最大限度地减少最大释放流出量（重现期为 500 年），并以 90% 的可靠性最大化水库产量。我们将该方法应用于为灌溉和防洪联合运营的里亚诺大坝。对于相同水平的大坝和下游水文安全，与当前供应的年需求量 (545 hm3) 相比，最大水库产量（具有 90% 的可靠性）提高了 10.1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。最大限度地减少最大释放流出量（重现期为 500 年），并以 90% 的可靠性最大化水库产量。我们将该方法应用于为灌溉和防洪联合运营的里亚诺大坝。对于相同水平的大坝和下游水文安全，与当前供应的年需求量 (545 hm3) 相比，最大水库产量（具有 90% 的可靠性）提高了 10.1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。我们将该方法应用于为灌溉和防洪联合运营的里亚诺大坝。对于相同水平的大坝和下游水文安全，与当前供应的年需求量 (545 hm3) 相比，最大水库产量（具有 90% 的可靠性）提高了 10.1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。我们将该方法应用于为灌溉和防洪联合运营的里亚诺大坝。对于相同水平的大坝和下游水文安全，与当前供应的年需求量 (545 hm3) 相比，最大水库产量（具有 90% 的可靠性）提高了 10.1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。相对于相同水平的大坝和下游水文安全的当前供应年需求量 (545 hm3) 的 1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。相对于相同水平的大坝和下游水文安全的当前供应年需求量 (545 hm3) 的 1%。与确定性程序相比，改进最多可达 26.8%。此外，大坝利益相关者可以根据他们的主要重点是维持/提高水文安全，还是维持/提高水库产量，从一组帕累托最优配置中进行选择。