장강 유역의 극심한 가뭄과 급격한 풍부·결핍 전환 상황에서 계단식 수력발전소의 수력 이용 제한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 시룽두-샹자바 계단식 댐을 연구 대상으로 선정하고, 10일 단위 HEC-Res Sim 공동 조정 모델을 구축하였다. 정상 수년, 50/100/1000년 빈도의 가뭄 및 2021년 급격한 풍부·결핍 전환 전형 시나리오 하에서 시나리오 비교 분석을 수행하였다. 결과는 다음과 같다: 현행 규정 하에서 가뭄년 주요 범람기(7~8월)에 집중 방류가 발생하며, 2021년 방류 최고점은 9월 초로 지연되었고, 발전 출력과 수력 이용률이 현저히 제한된다; 극심한 가뭄 시 시룽두와 샹자바 연간 발전량이 정상수년 대비 크게 감소한다. 위 문제점을 해결하기 위해 세 가지 적응 전략을 제안하였다: 범람 한계 수위 상승; 사전 저수; 범람 한계 수위 상승과 사전 저수 동시 적용. 모의 분석 결과, 1000년 빈도 극심한 가뭄 시 전략 3은 계단식 발전소 발전량을 10억 kWh 증가시켜 전략 1과 2보다 우수하였으며, 2021년 급격한 풍부·결핍 전환 시 전략 3은 발전량을 17억 kWh 증가시키고 방류를 크게 줄였다(두 댐 연간 방류 유량이 각각 약 8,332.1 m³/s 및 7,617.3 m³/s 감소). 전략 2 역시 발전량 증가 및 방류 감소에 유의미한 효과를 보였으나, 전략 1은 제한적인 효과를 나타냈다. 연구 결과는 연도 유형별 차별적 조정 전략이 공학적 안전 제약을 변경하지 않고도 계단식 운영 효율성을 크게 향상시키고 극한 시나리오 적응성을 강화할 수 있음을 보여준다.

계단식 댐; HEC-ResSim; 급격한 풍부·결핍 전환; 극심한 가뭄; 적응형 조정