長江流域控制性水庫聯(lián)合調(diào)度探索與實踐

褚明華，廖鴻志

（1.國家防汛抗旱總指揮部辦公室，100053，北京；2.水利部長江水利委員會防汛抗旱辦公室，430010，武漢）

長江流域在全國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局中占有十分重要的戰(zhàn)略地位，依托黃金水道建設(shè)長江經(jīng)濟(jì)帶的國家戰(zhàn)略部署對長江防汛抗旱工作提出了新的更高的要求。近10年，長江三峽及金沙江溪洛渡、向家壩等一批庫容大、調(diào)節(jié)能力好的控制性水庫相繼建成并投入運行，水庫群總調(diào)節(jié)庫容超過1 000億m3，預(yù)留防洪庫容約570億m3。水庫是長江流域防洪抗旱減災(zāi)體系的重要組成部分，也是近期長江流域工程體系變化最大的部分。面對新形勢、新要求、新常態(tài)，科學(xué)實施長江流域控制性水庫聯(lián)合調(diào)度，充分發(fā)揮水庫群在防洪、抗旱、發(fā)電、供水、航運、生態(tài)與環(huán)境保護(hù)等方面的綜合效益，是一項重要而緊迫的任務(wù)，必須在深入探索和廣泛實踐的基礎(chǔ)上，積極穩(wěn)妥地有序推進(jìn)。

一、長江流域控制性水庫聯(lián)合調(diào)度探索

近年，國家防總、長江防總和流域有關(guān)?。ㄖ陛犑校┓姥纯购抵笓]部分別從國家層面、流域?qū)用?、區(qū)域?qū)用妫M織開展了長江干支流控制性水庫聯(lián)合調(diào)度的探索，初步建立了長江流域控制性水庫聯(lián)合調(diào)度的統(tǒng)一調(diào)度機制、方案預(yù)案體系、信息共享體系和技術(shù)支撐體系，跨行業(yè)、跨部門、多種經(jīng)營屬性單位相融合的聯(lián)合調(diào)度格局已經(jīng)形成，為各項工作順利開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.建立聯(lián)合調(diào)度體制機制

大力推進(jìn)三峽水庫與上游水庫聯(lián)合調(diào)度體制機制的建立與完善，形成了高效的溝通協(xié)作機制，在防汛抗旱實踐中統(tǒng)籌考慮長江防洪、發(fā)電、航運、供水、補水、生態(tài)保護(hù)等因素，著力加強了國家防總及各級防汛抗旱指揮部的統(tǒng)一指揮和統(tǒng)一調(diào)度，基本形成了國家防總和流域防總對長江流域洪水和水量調(diào)度的綜合管理體制和工作機制，進(jìn)一步明確了國家防總、流域防總及地方防汛抗旱指揮部對重要控制性水庫的協(xié)調(diào)指揮和相應(yīng)的調(diào)度管理權(quán)限。

2.制定聯(lián)合調(diào)度方案預(yù)案

國家防總相繼批復(fù)了2012—2015年度《長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度方案》，納入調(diào)度范圍的水庫由10座增加到17座又增加到21座，聯(lián)合調(diào)度工作逐步擴(kuò)展和深入。其他與長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度相關(guān)的調(diào)度方案也分別由國務(wù)院或國家防總批復(fù)，其中《長江防御洪水方案》和《三峽水庫優(yōu)化調(diào)度方案》分別于2015年和2009年經(jīng)國務(wù)院批復(fù)，《長江洪水調(diào)度方案》于2011年經(jīng)國家防總批復(fù)，《漢江洪水與水量調(diào)度方案》于2012年經(jīng)國家防總批復(fù)，各年度的 《三峽—葛洲壩水利樞紐汛期調(diào)度運用方案》《三峽工程試驗性蓄水實施計劃》經(jīng)國家防總批復(fù)。各省也逐步推進(jìn)水庫群聯(lián)合調(diào)度工作，其中陜西省防汛抗旱指揮部制定了《陜西省大型水庫參與渭河及漢江干流洪水錯峰調(diào)度工作預(yù)案》，貴州省、湖南省防汛抗旱指揮部制定了《三板溪、掛治、白市、托口水電站梯級防洪調(diào)度方案》。

3.搭建聯(lián)合調(diào)度信息平臺

經(jīng)過反復(fù)磋商、協(xié)調(diào)和細(xì)化，長江防總制定了《長江上游控制性水庫群信息共享建設(shè)實施方案》，頒布了《長江流域控制性水庫群信息共享管理辦法》，并初步建設(shè)了長江干支流水庫群聯(lián)合運行信息處理中心和信息共享平臺，目前19座水庫已基本實現(xiàn)了信息共享，逐步形成了各梯級水庫間信息資源的統(tǒng)一采集、處理和成果共享機制，為實現(xiàn)跨行業(yè)、多單位、多目標(biāo)的信息共享提供了保障。

4.強化聯(lián)合調(diào)度基礎(chǔ)研究

自2008年開始組織開展了以三峽水庫為核心的長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度研究工作，為聯(lián)合調(diào)度提供了技術(shù)支撐。研究工作以國務(wù)院批準(zhǔn)的《長江流域綜合規(guī)劃》《長江流域防洪規(guī)劃》為依據(jù)，深入系統(tǒng)地研究水庫群聯(lián)合調(diào)度涉及的重大技術(shù)問題，以充分發(fā)揮水庫群綜合利用效益為目標(biāo)，取得了一批重要成果。在前期已完成成果基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展長江上游控制性水庫優(yōu)化調(diào)度方案編制工作，目前21座水庫優(yōu)化調(diào)度方案編制工作正在全面開展。

二、長江流域控制性水庫聯(lián)合調(diào)度實踐與成效

近年，國家防總、長江防總和流域相關(guān)省（直轄市）防指組織水利、電力、航運等部門或單位，積極開展長江干支流控制性水庫聯(lián)合調(diào)度的實踐，從少數(shù)水庫到多個水庫，從單一調(diào)度目標(biāo)到多個調(diào)度目標(biāo)，從主要支流平行推進(jìn)到干支流同步配合，各項工作不斷深入，逐步積累了豐富的實踐經(jīng)驗，在防洪、抗旱、發(fā)電、供水、航運等方面取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1.充分發(fā)揮防洪減災(zāi)作用

2011年9月，嘉陵江和漢江發(fā)生嚴(yán)重秋汛，國家防總、長江防總以及相關(guān)?。ㄖ陛犑校┓乐讣訌娏碎L江三峽及漢江丹江口、安康等水庫水電站的調(diào)度，長江中下游干流經(jīng)三峽水庫調(diào)蓄后水勢平穩(wěn)；丹江口水庫削減洪峰流量13 400 m3/s，削峰率達(dá) 50%，有效減輕了漢江中下游防洪壓力。2012年7月24日，三峽水庫出現(xiàn)成庫以來最大入庫洪峰流量71 200 m3/s，國家防總、長江防總調(diào)度三峽水庫泄流不超過45 000 m3/s，降低荊江江段最高洪水位2 m以上，避免出現(xiàn)接近保證水位的高水位。2014年7月中旬，烏江流域發(fā)生大洪水，其中思林水庫40年一遇，沙沱水庫50年一遇，特別是構(gòu)皮灘至沙沱水電站區(qū)間來水量約1000年一遇。長江防總與貴州、重慶兩省（直轄市）防指成功實施水庫群聯(lián)合調(diào)度，有效緩解了思南、沿河縣城防汛壓力，確保了下游彭水、武隆兩縣城的防洪安全。2014年7月上旬至中旬末，湖南省沅水五強溪水庫發(fā)生歷史第二大洪水，入庫洪峰流量35 700m3/s，頻率接近30年一遇。湖南省防指強化五強溪、鳳灘水庫聯(lián)合調(diào)度，累計攔蓄洪量達(dá)21.4億m3，削減下游桃源站洪峰流量約10 000 m3/s，分別降低桃源、常德站洪峰水位2.0 m、1.5 m，防洪減災(zāi)作用顯著。

2.有序完成年度蓄水目標(biāo)

2013年汛末在長江來水偏枯的不利局面下，依據(jù)批復(fù)的方案，在確保防洪安全的前提下，加強了水庫蓄水調(diào)度，在確保下游用水需求的同時，通過提前蓄水、錯時蓄水等方式加強對干支流水庫的科學(xué)調(diào)度，充分利用了汛末洪水資源，三峽水庫成功蓄水至175 m，上游其他重要水庫均完成預(yù)期蓄水任務(wù)。2014年國家防總、長江防總統(tǒng)籌考慮蓄水和中下游防洪風(fēng)險、航運與生態(tài)用水等需求，加強了對三峽等長江上游水庫的精細(xì)化調(diào)度。9月20日三峽水庫出現(xiàn)當(dāng)年最大入庫洪峰流量55 000 m3/s，經(jīng)調(diào)度最大下泄流量45 000 m3/s，確保了上下游防洪安全，同時充分利用了汛末洪水資源。在確保中下游地區(qū)用水安全的前提下，三峽水庫連續(xù)5年實現(xiàn)試驗性蓄水目標(biāo)，溪洛渡、錦屏一級、瀑布溝、亭子口等水庫也順利完成蓄水任務(wù)。2014年8月份以前丹江口水庫因來水嚴(yán)重偏枯一直在極低水位運行，且后期擔(dān)負(fù)南水北調(diào)中線通水任務(wù)，國家防總、水利部強化防洪抗旱、供水的統(tǒng)一調(diào)度，在保證防洪安全的前提下，除滿足下游基本用水需求外，將上游洪水全部攔蓄，庫水位最高升到160.72m，高于南水北調(diào)中線一期工程正常供水要求的最低水位15.72m，蓄水量超過中線一期工程95億m3的年均供水量，為中線工程通水提供了充足的水量保障。蓄水過程中同時圓滿完成向中線一期工程總干渠充水試驗供水1.2億m3的任務(wù)。

3.保障流域抗旱供水安全

2006年重慶遭遇特大干旱，國家防總會同長江防總首次在嘉陵江實施四川、重慶跨省調(diào)水，通過水庫聯(lián)合調(diào)度等措施，有效緩解了重慶市干旱缺水造成的飲水困難問題，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。2009年10月，長江中下游干支流來水總體嚴(yán)重偏少，長江防總?cè)渭哟笕龒{水庫下泄流量，城陵磯、湖口站水位分別上漲0.77 m和0.19 m，有效緩解了長江中下游旱情；同時加強上游水庫群蓄水聯(lián)合調(diào)度，緊急停止了長江上游雅礱江、烏江等梯級水庫的攔蓄，增加對下游的補水流量。江西省防指加強對萬安、江口、洪門等水庫調(diào)度，調(diào)度萬安水庫加大下泄流量，保障南昌等城市水廠的取水安全。湖南省防指聯(lián)合調(diào)度湘江上游的株洲航電樞紐、大源渡航電樞紐、近尾洲水電站、東江水庫等工程為下游補水，確保了長沙、湘潭城市的供水安全。2011年長江中下游和西南五省發(fā)生嚴(yán)重干旱災(zāi)害，國家防總、長江防總加強了對三峽水庫的抗旱應(yīng)急補水調(diào)度，累計向下游補水約200億m3，保障了沿江地區(qū)農(nóng)村飲水安全。2014年河南省平頂山市主要水源地白龜山水庫水位降至死水位以下，城市供水形勢十分嚴(yán)峻，國家防總、長江防總加強漢江統(tǒng)一調(diào)度，8月和9月累計從丹江口水庫向白龜山水庫調(diào)水5 011萬m3，滿足了平頂山市2015年4月份以前的用水需求。

4.有效發(fā)揮綜合效益

在保證流域防洪和抗旱供水安全的同時，考慮發(fā)電、航運等方面需求，加強實時調(diào)度，水庫的發(fā)電、航運等效益也得到了有效發(fā)揮。2010年長江大洪水期間，調(diào)度三峽水庫兩次適時減小下泄流量，滯留長達(dá)20余天的500余艘船只及時疏散，保障了航運安全；同時三峽水庫電站實現(xiàn)了滿負(fù)荷連續(xù)運行168小時試驗，全年增加發(fā)電量59.3億kWh。

2012年7月長江大洪水期間，國家防總與交通運輸部聯(lián)合發(fā)出緊急通知，加強汛期長江水上運輸安全監(jiān)督管理和疏導(dǎo)，利用洪水間隙期，相機減小三峽水庫泄量，疏散待閘船舶2 000余艘，增加發(fā)電量約80億kWh。通過優(yōu)化調(diào)度，三峽水庫2014年發(fā)電量達(dá)988億kWh，刷新了單座水電站年發(fā)電量的世界紀(jì)錄，通過三峽船閘貨運量突破1億t，并創(chuàng)造了通航以來歷史最高水平。

為協(xié)調(diào)三峽工程防洪、航運和發(fā)電等與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，減少對關(guān)鍵物種和生態(tài)環(huán)境的不利影響，在確保防洪安全的前提下，國家防總、長江防總組織三峽集團(tuán)等單位，從2011年開始開展了生態(tài)調(diào)度試驗和庫尾泥沙減淤調(diào)度試驗，已積累了一定的監(jiān)測資料，在三峽水庫運用對四大家魚自然繁殖的影響機理、規(guī)律等方面取得了初步的研究成果。

三、下一步工作建議

2014年國務(wù)院作出了建設(shè)長江經(jīng)濟(jì)帶的重大決策部署，“進(jìn)一步開展以三峽水庫為核心的長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度研究與實踐”是長江經(jīng)濟(jì)帶綠色生態(tài)廊道建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著三峽、溪洛渡、向家壩等控制性水庫相繼建設(shè)并投入運行，長江流域上中游干支流控制性工程布局正逐步形成。為充分發(fā)揮水庫群綜合利用效益，協(xié)調(diào)防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)，有效避免單庫調(diào)度可能出現(xiàn)的上下游水庫蓄泄矛盾，在初步建立聯(lián)合調(diào)度的統(tǒng)一調(diào)度機制、方案預(yù)案體系、信息共享體系和技術(shù)支撐體系的同時，下一步建議強化以下幾方面工作。

1.繼續(xù)完善干支流控制性水庫聯(lián)合調(diào)度協(xié)調(diào)機制

以現(xiàn)有的防汛抗旱指揮體系為基礎(chǔ)，在國家防總的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，完善以流域防總為主體的聯(lián)合調(diào)度決策與管理機制，健全包括水利、電力、交通等部門及相關(guān)地方防汛抗旱指揮部等利益相關(guān)各方參與的跨部門跨地區(qū)水庫聯(lián)合調(diào)度工作協(xié)調(diào)機制，繼續(xù)強化中央與地方之間、部門之間的聯(lián)合會商和聯(lián)動配合，不斷完善統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)度的體制機制。研究制定長江干支流控制性水庫群聯(lián)合調(diào)度管理辦法，不斷規(guī)范水庫群聯(lián)合調(diào)度工作。

2.優(yōu)化完善水庫群聯(lián)合調(diào)度方案

認(rèn)真梳理已有的研究成果，分析總結(jié)近年水庫群聯(lián)合調(diào)度的實踐，結(jié)合水庫建設(shè)情況，進(jìn)一步擴(kuò)大聯(lián)合調(diào)度范圍，細(xì)化聯(lián)合調(diào)度方案。進(jìn)一步優(yōu)化各水庫的防洪和蓄水調(diào)度方式，充分考慮上下游、左右岸、干支流的洪水關(guān)系，明確各水庫以及水庫群針對不同地區(qū)、不同任務(wù)、不同時期的蓄泄方案。細(xì)化實化單庫和水庫群的汛末蓄水方案，增強方案的可操作性。

3.強化聯(lián)合調(diào)度基礎(chǔ)工作

進(jìn)一步加強長江控制性水庫聯(lián)合調(diào)度模型、調(diào)度方案、對中下游江湖關(guān)系影響等的研究，深入分析洪水地區(qū)組成和洪水特性，調(diào)查了解水庫上下游沿岸防洪工程基本情況和防洪需求，結(jié)合實際洪水預(yù)報水平，開展水庫汛期運行水位、預(yù)報預(yù)泄方式、下泄流量控制等調(diào)度方式及防洪風(fēng)險評價研究，用以指導(dǎo)水庫群、主要支流梯級水庫的聯(lián)合實時調(diào)度，更好地發(fā)揮水庫群的綜合效益。不斷提升流域水文預(yù)報水平，為實施水庫群聯(lián)合調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。進(jìn)一步完善水庫群聯(lián)合調(diào)度信息共享平臺，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)，為實施聯(lián)合調(diào)度提供信息保障。

4.逐步推進(jìn)流域聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度

長江流域上游控制性水庫聯(lián)合調(diào)度格局已經(jīng)初步形成，水庫群聯(lián)合調(diào)度需要逐步走向精細(xì)化、科學(xué)化、規(guī)范化，開展聯(lián)合調(diào)度是流域調(diào)度的必然選擇。建議按照長江上游干支流控制性水庫聯(lián)合調(diào)度模式，逐步擴(kuò)大聯(lián)合調(diào)度范圍，加強中下游兩湖及重要支流水庫聯(lián)合調(diào)度研究，進(jìn)一步完善聯(lián)合調(diào)度管理機制，推進(jìn)聯(lián)合調(diào)度方案編制工作，積極開展聯(lián)合調(diào)度實踐，形成流域水庫整體聯(lián)合調(diào)度的新局面。

[1]2015年度長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度方案（國汛〔2015〕13 號）[R].2015.

[2]陳桂亞.長江上游控制性水庫群聯(lián)合調(diào)度初步研究[J].人民長江，2013（23）.

[3]丁毅，等.以三峽水庫為核心的長江干支流控制性水庫群綜合調(diào)度研究[J].中國水利，2013（13）.

[4]許繼軍，等.長江流域梯級水庫群聯(lián)合調(diào)度關(guān)鍵問題研究[J].長江科學(xué)院院報，2011（12）.