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金沙江下游-三峡梯级水库2023年联合调度实践

2024-07-04曹瑞李帅龚文婷徐卫立朱文丽孙志峰

人民长江 2024年6期
关键词:东德三峡水库梯级

曹瑞 李帅 龚文婷 徐卫立 朱文丽 孙志峰

收稿日期:2023-12-22;接受日期:2024-03-12

基金项目:中国长江三峡集团自主科研项目(NBYG202300676);国家自然科学基金青年基金项目(52109024);国家自然科学基金长江联合基金项目(U2340205,U2040218)

作者简介:曹  瑞,男,工程师,博士,研究方向为水库调度和水资源高效利用。E-mail:cao_rui3@ctg.com.cn

通信作者:李  帅,男,高级工程师,博士,主要从事水库调度管理工作。E-mail:li_shuai@ctg.com.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章编号:1001-4179(2024) 06-0001-08

引用本文:曹瑞,李帅,龚文婷,等.金沙江下游-三峡梯级水库2023年联合调度实践

[J].人民长江,2024,55(6):1-8.

摘要:金沙江下游-三峡梯级水库是治理和保护长江的关键性工程。为了进一步提高梯级水库应对持续枯水的能力,保障水资源综合利用效益全面发挥,结合2023年长江上游水雨情特点,全面分析了梯级水库应对持续枯水所实施的联合补水、汛期水位动态控制、联合蓄水等优化调度措施,总结提炼了梯级水库联合调度的成效和经验。实践结果表明:枯水期梯级水库累计向下游补水约243亿m3,有效保障了长江中下游供水安全以及航运、生态等综合效益;通过汛期抬水位、蓄水期精细化预报调度,有效提升了水资源利用效率,保障了梯级水库实现蓄满目标。提出的调度措施和经验可为今后流域控制性水库群联合调度方式优化提供重要参考。

关  键  词:联合调度; 防洪库容; 供水安全; 综合利用效益; 金沙江下游; 三峡水库

中图法分类号: TV213.9

文献标志码: A

DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.06.001

0  引 言

金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级水库(以下简称“金下梯级”)与三峡水库组成的梯级控制性水库群,总调节库容373.21亿m3,总防洪库容376.43亿m3,是长江流域治理开发与保护的关键性工程[1-2]。5座水库总调节库容和总防洪库容分别占长江上游纳入2023年度联合调度水库群规模的56%和78%[3],在防洪、发电、航运、生态、枯期补水等方面发挥着巨大的综合效益。

2022年长江流域发生历史罕见的严重干旱[4],其影响延续至2023年。2022年汛后三峡水库水位最高仅蓄至160.04 m,距离蓄满偏少约131亿m3水量;2023年初,长江上游控制性水库群死水位以上蓄水量仅414亿m3,较2022年初偏少约75亿m3;2023年,长江上游来水总体偏枯,1~10月三峡水库来水总量为3 029亿m3,与初步设计(1877~1990年)均值相比偏少26%,较2022年同期偏少1%。来水持续偏枯给流域水库群供水和蓄水调度带来了严峻挑战,为此开展梯级水库联合优化调度研究与实践,在保障防洪安全和供水、航运、生态等多方调度需求的同时蓄满水库具有重要意义:一是实现有限水资源精细化利用,提高梯级水库供水保障能力和长期综合利用效益;二是提高梯级水库应对枯水能力,促进梯级水库联合调度运行方式不断完善。

面对年初蓄水量低、来水持续偏枯的不利局面,依据长江上游水库群联合调度研究与实践成果[5-12],水利部长江水利委员会坚持防洪风险可控的原则,结合中长期旱涝趋势预测和短期来水滚动预报[12-13],科学实施联合补水、汛期水位动态控制[14-16]、联合蓄水[17-19]等优化调度实践,金下梯级与三峡水库水资源综合利用取得显著成效。消落期,金下梯级水库加速消落,配合三峡水库持续开展联合补水调度,满足中下游沿江主要取水口取水条件,有效保障主要城市生产生活用水安全;全力维持4月底前三峡水位不低于155.00 m,助力上半年三峡船闸货运量创新高。汛前,综合考虑主汛期旱重于涝的趋势预测、中下游干流及两湖水位偏低的情况,科学调度三峡水库消落至150.00 m,高于防洪限制水位5.00 m,提前为应对可能发生的旱情和支持电网迎峰度夏储备了水资源。汛期,在保障防洪安全前提下,金下梯级防洪库容整体运用、逐步释放;三峡水库精细化开展中小洪水调度,稳定在150.00 m以上运行;通过汛期抬升水位,有效提升了水能资源利用效率,并为后期梯级水库蓄满奠定了坚实基础。蓄水期间,在满足防洪、电力保供、航运、中下游供水、应急等调度需求前提下,根据来水滚动预报精细化调控下泄流量,动态优化梯级水库蓄水进程,成功保障金下梯级和三峡水库全部实现蓄满目标且均未开闸弃水。

本文基于金下梯级与三峡水库联合调度管理实践,结合2023年水雨情特点,详细分析了梯级水库联合消落补水、汛期水位动态控制和联合蓄水实际调度过程,总结提炼了梯级水库联合调度成效、经验与启示,可为今后流域控制性水库群联合优化调度提供对策参考。

1  水雨情特点

1.1  长江上游降雨

2023年1~10月长江上游流域降水总量在312.9(得荣)~1 846.7 mm(峨眉山)之间。其中金沙江上游流域面雨量为499.4 mm,乌江流域、寸滩—三峡区间、三峡—宜昌区间面雨量在1 000 mm以上,其他区域为600~1 000 mm。

2023年长江上游流域1~10月降水时空分布不均,但降水量与历年同期基本相持平(偏少4%)。其中寸滩—三峡区间偏多,金沙江上游流域、嘉陵江流域、乌江流域、向家坝—寸滩区间、三峡—宜昌区间基本正常,其他地区均以偏少为主,金沙江中下游偏少2~3成。2023年1~10月长江流域累积雨量分布如图1所示。

1.2  上游水库群调蓄情况

2023年,长江上游纳入联合调度的控制性水库包括金沙江中游、雅砻江、金沙江下游、岷江、嘉陵江、乌江、长江干流等流域共29座水库,总调节库容671亿m3,总防洪库容483亿m3。受2022年夏秋连旱影响,2023年初长江上游联合调度水库群死水位以上蓄水量约414亿m3,较近3 a同期均值偏少约33亿m3。2023年10月底,长江上游控制性水库群死水位以上蓄水量达到了近640亿m3,较近3 a同期均值偏多约110亿m3,水库群蓄水量创历史新高。

2023年1~10月长江上游水库群调蓄水量见表1,由于金沙江中游梯级水库调节库容较小,乌东德水库以上水量调蓄以雅砻江梯级为主。从调蓄过程来看,1~5月长江上游水库群整体调蓄趋势是消落补水,6~10月则以拦蓄为主,其中以金下梯级、三峡水库和雅袭江梯级调蓄占比较大,各流域水库群调蓄水量占比如图2所示。2023年1~5月,金下梯级与三峡水库补水量占比为54%,6~10月拦蓄水量占比为63%。

受上游水库群调蓄影响,金沙江下游乌东德水库1~5月平均入库流量较天然来水增加约700 m3/s,6~10月平均入库流量减少约900 m3/s;三峡水库1~5月平均入库流量较天然来水增加约2 100 m3/s,6~10月平均入库流量减少约2 800 m3/s。

1.3  梯级水库来水特点

2023年,长江上游来水总体偏枯,未发生较大洪水过程。1~10月,金下梯级的“龙头”乌东德水库来水总量约900亿m3,与初设均值(1959~2013年)相比偏少18%,较2022年同期偏少6%。其中,1~6月来水329亿m3,较初设均值偏多14%;7月来水107亿m3,较初设均值偏少50%,为1959年有资料以来历史同期最枯;8~10月来水464亿m3,较初设均值偏少21%。1~10月乌东德水库平均入库流量为3 430 m3/s,最大入库流量为10 500 m3/s(9月3日08:00)。

1~10月,三峡水库来水总量为3 029亿m3,与初设均值(1877~1990年)相比偏少26%,较2022年同期偏少1%。其中,1~6月来水1 236亿m3,较初设均值偏少5%;7月来水436亿m3,较初设均值偏少46%,为1877年有资料以来历史同期最枯;8~10月来水量为1 357亿m3,较初设均值偏少31%。汛期和蓄水阶段,三峡水库共出现5次超30 000 m3/s流量的涨水过程,分别为7月4日14:00(洪峰流量35 000 m3/s)、7月29日14:00(洪峰流量32 000 m3/s)、8月27日08:00(洪峰流量35 000 m3/s)、9月21日08:00(洪峰流量30 000 m3/s)、9月23日14:00(洪峰流量34 000 m3/s)。

2  2023年梯级水库联合调度实践

2.1  汛前消落

金下梯级与三峡水库自2022年11月开始消落,至2023年6月结束。受2022年长江流域极端枯水及2023年来水持续偏枯影响,2023年1~4月份长江中下游旱情仍在持续。为确保长江中下游供水安全,三峡水库在蓄水量严重不足的情况下,1~4月出库流量维持在6 700 m3/s以上,高于调度规程规定的最小下泄流量6 000 m3/s。与此同时,为满足三峡库区通航水位要求,4月底前三峡水库水位需不低于155.00 m,金下梯级水库在来水偏少情况下,牺牲部分发电效益,提前为下游补水,1~3月累计消落水量108.92亿m3,较2022年同期多消落88.9亿m3,运行水位远低于历史同期,乌东德、白鹤滩、溪洛渡水库分别于5月下旬、3月上旬、2月中旬消落至汛限水位以下。综合考虑主汛期旱重于涝的趋势预测、中下游干流及两湖水位偏低的情况,科学调度三峡水库水位6月10日消落至150.00 m,高于防洪限制水位5.00 m,为2008年启动175.00 m蓄水以来首次未消落至145.00 m。截至6月底,向家坝水库与三峡水库汛限水位以上留存了约30亿m3水量,为应对可能发生的旱情和支持电网迎峰度夏提前储备了水资源。梯级水库消落期调度过程见图3。

2.1.1  联合补水调度

消落期,金下梯级配合三峡水库持续开展联合补水调度,成功保障中下游主要城市生产生活用水需求,并全力保障1~4月三峡库区航运水位不低于155.00 m。梯级水库累计向下游补水约243亿m3,其中,金下梯级、三峡水库分别补水约179亿m3和63.9亿m3。

乌东德水库于2022年11月21日开始消落,起始水位964.39 m。消落期间,结合电网负荷需求、线路检修安排及生态调度要求控制出库流量。2022年12月,乌东德水库水位按不超965.00 m控制;2023年1月上旬白鹤滩水库加大出力,为控制白鹤滩水库水位降幅,乌东德水库逐步加大出库,库水位降至955.00 m左右;1月中下旬负荷需求降低,乌东德水库水位缓升至957.00 m以上;2~3月,乌东德水库水位按955.00 m左右控制;3月下旬至4月上旬,受新能源出力增加影响,乌东德水库出力较小,库水位逐步上涨;3月1日至4月23日叠梁门分层取水试验期间库水位按要求不低于952.00 m运行;5月,乌东德水库水位逐步下降,20~29日开展了“人造洪峰”生态调度试验,5月27日库水位降至汛限水位。消落期间,乌东德水库累计向下游补水约14.7亿m3。

白鹤滩水库于2022年12月13日开始消落,起始水位824.91 m,2022年12月中旬起白鹤滩水库出力限制放宽,逐步加大出力配合下游补水调度。2月24日至4月11日叠梁门分层取水试验期间,库水位按要求不低于773.00 m运行;为配合三峡水库补水,白鹤滩水库水位持续降低,3月8日消落至汛限水位785.00 m,之后继续配合下游补水调度,水位于5月31日消落至最低水位770.99 m;6月中旬后尽量回蓄,改善电站运行条件。消落期间,白鹤滩水库累计向下游补水约95.9亿m3。

溪洛渡水库于2022年11月8日开始消落,起始水位599.16 m。为配合下游补水调度,溪洛渡水库水位持续降低,2月13日消落至汛限水位;1月16日至4月7日叠梁门分层取水试验期间,保障库水位不低于555.00 m运行;4月上旬后,受补水调度及电网负荷升高影响,溪洛渡水库水位逐步降低;6月中旬后尽量回蓄,改善电站运行条件。消落期间,溪洛渡水库累计向下游补水约60.5亿m3。

向家坝水库于2022年12月31日开始消落,起始水位379.29 m。春节期间,向家坝水库开展航运补水调度,库水位降至374.30 m;节后受负荷需求增长缓慢等因素影响,溪洛渡水库难以大幅调增出库为下游补水,向家坝水库水位持续下降,2月上旬逐步降至373.00 m左右。2月中下旬随溪洛渡水库负荷增加逐步抬升水位至378.00 m左右;2月25日至3月11日牛从直流全停检修期间溪洛渡水库下泄流量减小,为维持向下补水流量,向家坝水库水位缓降至375.00 m左右;为避免复奉直流检修期间(3月27日至4月12日)弃水风险,检修前向家坝水库水位按不超372.00 m控制,检修期间水位逐步抬升至375.00 m左右;4月21日,向家坝水库水位降至汛限水位;之后向家坝水库水位逐步抬升并偏高控制,6月中下旬按不超375.00 m控制。消落期间,向家坝水库累计向下游补水约7.8亿m3。

三峡水库于2022年11月5日开始消落,起始水位160.00 m。11月三峡水库水位按不低于159.00 m控制,2~4月三峡水库水位控制在155.00 m以上,期间库水位稳步消落;5月5日后,按照调度规程相关要求,逐步消落库水位,5月25日三峡水库水位消落至152.70 m;按水利部长江水利委员会调度指令,6月10日三峡水库水位消落至150.00 m左右。消落期间,三峡水库累计向下游补水约63.9亿m3。

2.1.2  生态调度

结合梯级水库消落过程及汛初中小洪水调度,金下梯级与三峡水库先后开展了3次叠梁门分层取水生态调度试验、6次针对产粘沉性卵鱼类生态调度试验、3次促进产漂流性卵鱼类繁殖的“人造洪峰”生态调度试验,取得了较好的试验效果。监测结果表明,生态调度试验对鱼类繁殖有明显促进作用,特别是三峡水库两次“人造洪峰”生态调度促进鱼类繁殖效果显著。5月27日至6月3日,三峡水库与向家坝水库联合开展了第一次“人造洪峰”生态调度试验,生态调度效应期间宜都、沙市江段鱼类产卵量分别达到130.7亿粒和257亿粒;7月2~6日,三峡水库结合中小洪水调度开展了第二次“人造洪峰”生态调度试验,生态调度效应期间宜都、沙市江段鱼类产卵量分别达到180亿粒和204亿粒;两次生态调度期间,葛洲坝水库下游宜都江段产漂流性卵鱼类总产卵规模约310.7亿粒,创2011年三峡水库开展此类生态调度以来最高纪录。

2.2  汛期水位动态控制

6月底,长江中下游干流及两湖控制站水位较历史同期显著偏低,主要控制站沙市、城陵矶(莲花塘)水位分别为33.14 m和26.07 m,较近5 a均值分别偏低5.69 m和2.95 m。综合考虑主汛期旱重于涝趋势预测、下游控制站水位偏低的情况,梯级水库科学开展汛期运行水位动态控制,结合小幅涨水过程抬升运行水位,为完成年度蓄水任务奠定了坚实基础。

(1) 金下梯级。

7月,金下梯级防洪库容整体运用,控制出库流量,在满足电网需求前提下,尽量回蓄。乌东德水库7月中旬起水位在汛限水位952.00 m以上浮动运行;白鹤滩水库水位在汛限水位附近运行;7月中旬起,溪洛渡水库水位抬升至汛限水位560.00 m以上;向家坝水库水位按不超375.00 m运行。8月1日,乌东德、白鹤滩水库承接前期水位开始蓄水。8月上旬,乌东德、白鹤滩、溪洛渡水库根据电网保供需求安排发电,水位缓升;8月中旬,金沙江下游来水形势明显好转,梯级水库在保障防洪安全前提下逐步释放防洪库容,乌东德、白鹤滩、溪洛渡水库结合涨水过程和电网负荷需求逐步调整出力,水位逐步上涨;8月下旬,乌东德水库结合电网负荷需求,偏低控制库水位,白鹤滩水库结合涨水过程和电网负荷需求逐步抬升库水位,溪洛渡水库尽量按向家坝水库满发及水位不超375.00 m控制出库,水位逐步上涨,按不超588.00 m控制。8月底,溪洛渡水库水位抬升至587.86 m,较近5 a同期均值高15.89 m。

(2) 三峡水库。6月中下旬,三峡水库稳定在150.00 m以上运行。7~8月,三峡水库结合多场中小洪水调度适度抬升运行水位。7月底三峡水库水位抬升至159.00 m左右,后维持在159.00 m左右波动运行;根据8月下旬来水预报,三峡水库将迎来一次30 000~40 000 m3/s的涨水过程,为控制库水位上涨幅度,三峡水库出库流量逐步加大至24 000 m3/s,库水位最低降至153.29 m(8月25日22:00),随后结合8月27日35 000 m3/s入库涨水过程逐步抬升库水位,8月底库水位抬升至156.88 m,较近5 a同期均值高4.76 m;9月上旬,三峡水库结合退水过程适度调减出库流量,进一步抬升库水位,有序衔接蓄水调度。主汛期(6月10日至9月10日)三峡水库平均运行水位154.81 m,较近5 a均值高约5.00 m。

2.3  汛末蓄水

金下梯级和三峡水库以水利部和长江水利委员会批复的联合蓄水计划为主要依据实施蓄水调度,蓄水期间,在满足防洪、电力保供、航运、中下游供水、应急等多方调度需求前提下,根据来水滚动预报精细化控制下泄流量,加快推进梯级水库蓄水进程,成功保障梯级水库顺利实现2023年度蓄水目标且均未开闸弃水。梯级水库蓄水完成时间见表2,汛期水位动态控制和蓄水调度过程见图4。

乌东德水库8月1日开始蓄水,起蓄水位950.18 m;8月上旬,根据电网保供需求发电,水位缓升;8月中旬,结合涨水过程和电网负荷需求逐步调整出力,控制水位涨幅;8月下旬,结合电网负荷需求,偏低控制库水位;9月初入库流量较大,尽量满发控制水位上涨幅度,库水位涨至969.64 m(9月5日)后逐步降至965.00 m以下运行,国庆节前库水位逐步降至952.00 m左右,国庆期间由于电网负荷需求较小,库水位逐步抬升;10月18日,乌东德水库水位蓄至974.22 m,圆满完成2023年蓄水任务,蓄水历时79 d,水位涨幅24.04 m,蓄水总量25.02亿m3。

白鹤滩水库8月1日开始蓄水,起蓄水位788.55 m;8月上旬,根据结合小幅涨水过程及电网调度需求,逐步抬升库水位,8月底库水位抬升至814.00 m左右;为配合溪洛渡水库实施应急调度,9月4日起白鹤滩水库按维持溪洛渡水库满发控制出库流量,9月中旬末库水位逐步上涨至822.00 m左右,9月下旬控制水位缓降,为节日期间调度预留空间;国庆节期间根据电网调度需求调控出库,10月6日,白鹤滩水库水位蓄至824.01 m,圆满完成2023年蓄水任务,蓄水历时67 d,水位涨幅35.46 m,蓄水总量67.21亿m3。

溪洛渡水库9月1日开始蓄水,起蓄水位587.86 m;为支持四川金阳“8·21”山洪灾害事件失联人员的搜寻工作,根据长江水利委员会要求,9月4~19日联合调度梯级水库,维持溪洛渡水库日均出库流量在6 500 m3/s左右,乌东德、白鹤滩、向家坝水库配合调度,控制溪洛渡水库水位在589.40 m左右(±0.50 m以内);9月28日前库水位按不超594.50 m控制;国庆期间与上下游梯级联合调度,水位缓涨,节后逐步抬升库水位;10月16日,溪洛渡水库水位蓄至599.24 m,圆满完成2023年蓄水任务,蓄水历时46 d,水位涨幅11.38 m,蓄水总量14.56亿m3。

向家坝水库9月1日开始蓄水,起蓄水位372.44 m;9月6日起满发运行,水位缓升,9月16日,向家坝水库水位蓄至379.17 m,完成2023年蓄水任务,蓄水历时16 d,水位涨幅6.73 m,蓄水总量6.14亿m3。

按照蓄水计划批复要求,三峡水库于9月上旬逐步抬升库水位,9月10日承接前期运行水位正式开始蓄水,起蓄水位158.97 m,蓄水期间,综合考虑来水及多方调度需求,合理控制三峡水库出库流量,稳步推进蓄水进程,9月26日三峡水库水位最高抬升至170.00 m左右;为应对国庆期间20 000 m3/s量级小幅涨水过程,于国庆节前将出库加大至满发流量,后根据来水情况逐步调减出库,以控制国庆期间库水位上涨速率,节后库水位继续稳步抬升;10月20日13:00,三峡水库水位蓄至175.00 m,圆满完成2023年蓄水任务,为自2008年首次开展175.00 m试验性蓄水以来,三峡水库第13次实现175.00 m蓄水目标。本次蓄水历时41 d,水位涨幅16.03 m,蓄水总量138.23亿m3。

3  联合调度成效

(1) 在年初梯级水库蓄水量低、来水持续偏枯的形势下,金下梯级水库加速消落,配合三峡水库持续开展联合补水调度,支撑和保障了消落期梯级水库综合利用效益:① 有效保障中下游主要城市生产生活用水安全;② 全力维持4月底前三峡水库水位不低于155.00 m,助力上半年三峡船闸货运量(8 148万t)创历史同期新高;③ 抢抓生态调度窗口期,先后组织开展3类12次生态调度试验,三峡水库两次“人造洪峰”生态调度响应期间,葛洲坝下游宜都江段产漂流性卵鱼类总产卵规模约310.7亿粒,创2011年三峡水库开展此类生态调度以来最高纪录。

(2) 综合考虑主汛期旱重于涝的趋势预测,水库群预留防洪库容充足、中下游干流及两湖水位偏低的实际情况,优化梯级水库汛前消落节点水位,6月10日三峡水库水位首次消落至150.00 m,高于防洪限制水位5.00 m,为应对7月枯水形势和支持电网迎峰度夏提前储备了水资源。汛期,科学研判防洪与蓄水形势,在保障防洪安全前提下,动态控制梯级水库运行水位。其中,金下梯级防洪库容整体运用、逐步释放;三峡水库结合小幅涨水过程精细化开展中小洪水调度,稳步抬升运行水位;6~8月,三峡水库平均运行水位154.14 m,较近5 a均值高约5.00 m。通过抬升汛期运行水位,白鹤滩水库起蓄水位较2022年同期高12.92 m,溪洛渡、三峡水库起蓄水位较近5 a均值分别高12.43,4.95 m,有效提升了水资源利用效率,为后期梯级水库蓄满奠定了坚实基础。

(3) 蓄水期间,充分发挥梯级水库联合调度互补优势,抢抓小幅涨水过程,精细化调控梯级水库出库流量,结合来水滚动预报动态优化梯级水库蓄水进程。在满足防洪、电力保供、航运、中下游供水、应急等多方调度需求的同时,不断增加梯级水库蓄水总量,并通过预报调度有效避免开闸弃水,实现了水资源高效利用,保障金下梯级和三峡水库全部实现蓄满目标。

4  经验总结与启示

4.1  及时推进最新研究成果转化应用

2023年,水利部长江水利委员会和中国长江三峡集团有限公司联合主持以三峡水库为核心的流域梯级水库群科学调度研究工作逐步推进,并遵循边研究边转化应用的原则,组织首次编制的《金沙江下游梯级水库联合优化调度方案(2023年度)》获水利部长江水利委员会批复,金下梯级防洪库容整体运用、汛期水位动态控制、防洪库容分期预留等最新研究成果成功纳入了长江流域水工程联合调度运用计划、汛期调度运用计划等年度调度运用方案,为2023年金下梯级和三峡水库开展联合优化调度提供了坚实依据,有效提高了梯级水库调度的灵活性和水资源综合利用效益。在此基础上,需进一步强化防洪库容联合运用、流域水安全保障相关研究和实践应用,加大关键成果转化力度,为《金沙江下游梯级水库联合优化调度方案》《金沙江下游控制性水库管理办法》等的出台,以及三峡水库调度规程再修编等提供理论和实践支撑。

4.2  常态化开展汛期运行水位动态控制

2023年,在汛期旱涝趋势预测和短期水雨情滚动预报支撑下,金下梯级和三峡水库统筹协调防洪与兴利调度,充分融合水文气象特征的动态变化及预报,突破防洪限制水位约束,在确保防洪安全前提下,精细化调控出库流量,科学释放防洪库容、抬升汛期运行水位,水库调度运行指标实现了重大突破,在来水持续偏枯不利形势下,保障了综合利用需求和梯级水库蓄满。2023年调度实践表明:结合水文气象预报,动态控制汛前消落节点水位及汛期运行水位可有效应对枯水调度,提高洪水资源的利用效率。在气候变化和水库运行边界变化环境下,应常态化开展汛期运行水位动态控制研究及实践,若预报主汛期来水偏枯,在防洪风险可控的前提下,梯级水库汛前消落节点水位及汛期运行水位可偏高控制。

4.3  协同优化水资源综合利用与生态调度

近年来金下梯级和三峡水库生态调度范围不断扩大,生态调度频次增加,生态调度成效显著,同时生态调度执行难度不断增加。如何兼顾梯级水库防洪、发电、航运、供水等综合利用需求,协同开展生态调度,是保障生态调度顺利实施和取得更好效果的关键。2023年三峡水库结合7月初30 000 m3/s量级涨水过程开展了第二次“人造洪峰”生态调度试验,监测到四大家鱼总产卵规模达94.4亿粒,创单次调度产卵规模新高。此次结合中小洪水调度的生态调度试验结果表明,协同梯级水库综合利用需求开展生态调度可有效保障生态调度质量,实现水资源优化利用效益和生态效益共赢。

5  结 语

近年来,随着研究和调度实践的不断深入,长江流域纳入联合调度范围的控制性水库逐步发展至2023年的53座,形成了以三峡水库为核心、金下梯级为骨干、各水库相配合的流域控制性水库群。流域水库群联合调度目标也从单一防洪调度向防洪、供水、发电、航运、生态等多目标综合调度转变,流域统一联合调度协调机制逐步完善,整体效益明显提升。

2023年,以三峡水库为核心的流域水库群科学调度研究工作稳步推进,金下梯级水库防洪库容整体运用、分期预留等最新优化调度技术指标成功纳入年度调度运用方案。在来水持续偏枯的不利形势下,坚持防洪风险可控,结合水雨情滚动预报成果,金下梯级和三峡水库科学开展了联合补水、汛期运行水位动态控制、汛末提前蓄水等调度实践,水资源综合利用取得显著成效,对今后流域梯级水库群统一联合优化调度具有重要的借鉴意义。

参考文献:[1]  陈辉,赵云发,梁志明.金沙江下游-三峡梯级水库联合调度技术及实践[J].人民长江,2022,53(11):203-210.

[2]  胡向阳.长江流域水工程联合调度实践与思考[J].人民长江,2023,54(1):75-79.

[3]  长江水利委员会.2023年长江流域水工程联合调度运用计划[R].武汉:长江水利委员会,2023.

[4]  丁胜祥,张俊,牛文静,等.应对2022年枯水的长江上游水库群联合调度方案[J].人民长江,2023,54(2):1-6.

[5]  陈桂亚,郭生练.水库汛期中小洪水动态调度方法与实践[J].水力发电学报,2012,31(4):22-27.

[6]  李安强,张建云,仲志余,等.长江流域上游控制性水库群联合防洪调度研究[J].水利学报,2013,44(1):59-66.

[7]  周新春,许银山,冯宝飞.长江上游干流梯级水库群防洪库容互用性初探[J].水科学进展,2017,28(3):421-428.

[8]  胡挺,陈国庆,汪芸,等.长江干流梯级水库群联合调度[J].中国科学:技术科学,2017,47(8):882-890.

[9]  邹强,丁毅,肖扬帆,等.以三峡为核心的长江上游水库群防洪优化调度策略[J].人民长江,2023,54(12):8-14.

[10]黄艳.长江流域水工程联合调度方案的实践与思考:2020年防洪调度[J].人民长江,2020,51(12):116-128,134.

[11]金兴平.2021年长江流域水工程联合调度实践与成效[J].中国水利,2022(5):16-19.

[12]郑静,张虎.2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考[J].人民长江,2023,54(2):7-11,42.

[13]赵建华,舒卫民,王文军.金沙江下游-三峡梯级水库水文预报技术及应用[J].人民长江,2022,53(增2):52-58.

[14]郭生练,刘攀,王俊,等.再论水库汛期水位动态控制的必要性和可行性[J].水利学报,2023,54(1):1-12.

[15]李肖男,傅巧萍,张松,等.三峡水库汛期运行水位运用方式研究[J].人民长江,2022,53(2):21-26,40.

[16]周研来,郭生练,王俊,等.金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究[J].水利学报,2023,54(6):633-643.

[17]陈炯宏,陈桂亚,宁磊,等.长江上游水库群联合蓄水调度初步研究与思考[J].人民长江,2018,49(15):1-6.

[18]何绍坤,郭生练,刘攀,等.金沙江梯级与三峡水库群联合蓄水优化调度[J].水力发电学报,2019,38(8):27-36.

[19]曹瑞,李帅,邢龙,等.极端枯水条件下梯级水库蓄水调度策略:以金沙江下游-三峡梯级为例[J].水力发电学报,2023,42(6):1-12.

(编辑:郭甜甜)

Joint operation practice of lower reaches of Jinsha River-Three Gorges cascade reservoirs in 2023

CAO Rui1,LI Shuai1,GONG Wenting1,XU Weili2,ZHU Wenli1,SUN Zhifeng1

(1.River Basin Complex Administration Center,China Three Gorges Corporation,Yichang 443133,China;

2.China Yangtze Power Co.,Ltd.,Yichang 443001,China)

Abstract:

The lower reaches of Jinsha River-Three Gorges cascade reservoirs are the key projects for the development and protection of the Changjiang River.To further improve the ability of cascade reservoir to cope with persistent drought and ensure the comprehensive utilization of water resources,combined with the characteristics of rainfall and inflow stream in the upper reaches of the Changjiang River in 2023,the optimal operation measures such as joint water supply,dynamic control of water level in flood season and joint impoundment of cascade reservoirs were comprehensively analyzed,and the effectiveness and experiences of joint operation of cascade reservoirs were summarized.The practical results showed that the cascade reservoir replenished 24.3 billion m3 water to the downstream in the dry season,which effectively guaranteed the security of water supply and the benefits of shipping and ecology in the middle and lower reaches of the Changjiang River.The utilization efficiency of water resources was effectively improved and the goal of full storage of cascade reservoir was guaranteed by raising water level in flood season and refining forecast and dispatching in impoundment period.The proposed operation measures and experience can provide an important reference for the joint optimal operation of controlling reservoirs in the Changjiang River Basin in the future.

Key words:

joint operation; flood control capacity; water supply security; comprehensive utilization benefits; lower reaches of Jinsha River; Three Gorges Reservoir

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