三峡及长江上游水库群水资源综合利用调度研究

图１ 三峡及长江上游干支流主要控制性枢纽分布示意
江上游干 支 流 一 些 建 设 条 件 好 的 水
第 １ ５期
刘丹雅： 三峡及长江上游水库群水资源综合利用调度研究
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利枢纽相继开工建设。目前长江上游干支流有调节能 力的主要控制性枢纽建设及前期工作情况如下： （ １ ）三峡工程已 基 本 完 建， 目前正在发挥巨大的 综合利用效益。 ２ ）金沙江下游 溪 洛 渡、 向家坝水电站已开工建 （ ０ １ ３年后建成， 乌东德、 白鹤滩水电站正在开 设， 预计 ２ 展设计工作； 中游河 段 规 划 的 梯 级 水 电 站 大 部 分 已 基 本完成前期准备工 作， 虎跳峡河段等梯级水电站目前 正在开展前期工作。 （ ３ ）雅砻江干流 已 建 成 有 二 滩 水 电 站， 目前正在 开工兴建的有锦屏一级等大型枢纽。 （ ４ ）岷江、 大渡河水系规划的梯级较多， 主要控制 性工程有紫坪铺枢纽、 双江口枢纽、 瀑布沟枢纽等。目 前已建成的有紫坪铺枢纽， 基本建成的有瀑布沟枢纽， 双江口枢纽正在开展前期准备工作。 ５ ）嘉 陵 江 干 流 亭 子 口 枢 纽 等 正 在 建 设， 预计 （ ２ ０ ２ ０年前可以建成投产； 支流 白 龙 江 上 的 宝 珠 寺 枢 纽 已建成， 梯级渠化正在逐步进行。 （ ６ ）乌江干流已投产运行的枢纽有洪家渡、 东风、 乌江渡等， 已基本建成的有构皮滩、 彭水枢纽。
６～ １ ０月） 占全年径 流 量 的 ７ ２ ． ３ ％， 枯季径流量占全 （ ７ ． ７ ％ 。宜昌以上年径流主要来自金沙江、 岷江、 年的２ 嘉陵江、 乌江， 其径流分布情况见表 １ 。
表１ 宜昌以上径流分布
水 系 金沙江（ 含雅砻江） 岷江（ 含大渡河） 嘉陵江 乌江 其他 多年平均流量 ／
的洪水 系 列， 其中历史最大洪水发生在 １ ８ ７ ０年， 洪峰
３ ０ ５０ ０ ０ｍ ／ ｓ 。上游川江洪水 是中 下游 洪水的 流量为 １
主要来源， 如１ ９ ３ １ 、 １ ９ ３ ５ 、 １ ９ ４ ９年 和 １ ９ ５ ４年 几 个 大 洪 水年， 宜昌站 ６ ０ｄ洪 量 分 别 占 荆 江 洪 量 的 ９ ５ ％、 城陵 矶洪量的 ６ １ ％～ ８ ０ ％、 汉口洪量的 ５ ５ ％～ ７ ６ ％。 宜昌站多年平均输沙量为 ５ ． ３亿 ｔ ， 多年平均含沙
４６ ０ ０ ２７ ９ ０ ２１ ０ ０ １６ ０ ０ ３２ １ ０
３ ８ｋ ｍ ， 集水面积约 １ ２万 ｋ ｍ。 游， 长约 ９ 长江上游干流宜宾 以 上 大 多 属 峡 谷 河 段 （ 宜宾至 玉树段通称金沙 江） ， 长 ３４ ６ ４ｍ ， 总 落 差 降 大， 加入的主 要支流有 北 岸 的 雅 砻 江。 宜 宾 至 宜 昌 段 （ 通称川江） ４ ０ｍ ， 沿江丘陵与阶地互间加入的主要支流有北 长 １０ 岸的岷江、 沱江、 嘉陵江， 南岸的赤水河、 乌江。干流奉 节以下为三峡河段， 两岸悬崖峭壁， 江面狭窄。 长江水量丰沛， 上游径流来量占长江下游控制站 ９ ． ６ ％。 宜 昌 站 多 年 平 均 流 量 为 １ ４３ ０ ０ 大通 站 的 ４
三峡及长江上游水库群水资源综合利用调度研究
刘 丹 雅
（ 长江勘测规划设计研究院 规划处， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要： 为了统筹协调长江流域水库群调度运用， 科学合理地运用水资源， 需要开展三峡及长江上游水库群调度 运用研究， 实现流域水资源的统一管理和调度。探讨了 水 库 群 联 合 调 度 的 主 要 研 究 内 容 和 技 术 路 径， 包括防 洪调度、 水资源联合调度、 适应生态环境和维护健康 长 江 调 度、 联 合 调 度 的 协 调 机 制 等 方 面。结 论 表 明， 在编 制的长江上游干支流综合及专业规划基础上， 利用各种技术手段， 一定能实现梯级水库群综合效益， 促进长江 流域经济社会可持续协调发展。 关 键 词： 梯级水库群；联合调度；水资源统一管理；三峡；长江上游 中图法分类号：Ｔ Ｖ ６ ９ ７ ． １ ２ 文献标志码：Ａ
２ 综合利用任务和建设情况 ２ ． １ 综合利用任务
《 长江流域 综 合 利 用 规 划 要 点 报 告 》 以长江中下 游防洪为流域治理开 发 的 首 要 任 务， 以综合利用水资 源为重点问题， 在协调干支流和其他各种关系后， 提出 了长江流域治理开发的总体布局方案。总体方案由五 大计划组成， 以防洪、 发电为主的水利枢纽开发计划是 五大计划之一。开发计划对长江干支流上具有较大调 节库容和防洪库容的 枢 纽 进 行 研 究， 并结合河段综合 利用规划对各梯级 枢 纽 的 开 发 任 务 进 行 了 安 排， 其中 三峡及上游主要控制性的综合利用任务包括以下几个 大的方面。
３ － １ （ ｍ ·ｓ ）
占宜昌站多年平均 流量的比例 ／ ％ ３ ２ ． ２ １ ９ ． ５ １ ４ ． ７ １ １ ． ２ ２ ２ ． ４
地势西高东低， 由河源至 河口， 总落差 ５４ ０ ０余 米。长 江干流 宜 昌 以 上 为 上 游， 长 约 ４５ ０ ０ｋ ｍ ， 集水面积约
２ １ ０ ０万 ｋ ｍ ； 宜昌至江西湖口（ 鄱 阳 湖出 口 ） 称 中 游， 长 ２ 约９ ５ ５ｋ ｍ ， 集水面积 约 ６ ８万 ｋ ｍ ； 湖口至入海口为下
３ ３
１ ）三峡工程， 位于长江上游与中下游交界处， 承 （ 上启下， 连接东西， 具 有 得 天 独 厚 的 地 理 与 区 位 优 势， 是治理开发长江的 关 键 性 工 程。 一 方 面， 控制了长江 上游的全部来水， 对减轻长江中下游洪水灾害具有十 分重要的作用； 另一 方 面， 三 峡 河 段 水 能 资 源 丰 富， 是 沟通西东部、 西南与 华 中、 华 东 地 区 的 重 要 通 航 水 道， 具有巨大的发电及航 运 等 功 效， 同时三峡工程还可调 节长江的径流、 改善生态环境。 ２ ）金沙江干流主要任务为发电、 供水与灌溉、 防 （ 洪。主要控制性水库 有 虎 跳 峡 河 段 梯 级 水 库、 乌东德 水库、 白鹤滩水库、 溪洛渡水库、 向家坝水库等。 （ ３ ）雅砻江为典 型 的 峡 谷 型 大 河 流， 水力资源丰 富， 开发任务以发电 为 主， 同 时 控 制 本 河 流 洪 水， 以分 担长江干流防洪任务， 上游河段还要分担南水北调西 线调水任务。主要控 制 性 水 库 有 两 河 口 水 库、 锦屏一 级水库、 二滩水库等。 ４ ）岷江干流 水 能 资 源 丰 富。 上 游 以 发 电 为 主， （ 尽可能满 足 中 下 段 灌 溉、 用 水 的 要 求； 中游以灌溉为 主； 下游以灌溉为主， 兼有航运、 发电等综合利用要求。 主要控制性水库有紫坪铺水库。 （ ５ ） 大渡 河 干 流 主 要 开 发 任 务 为 发 电， 兼顾航运 与灌溉， 并分担长江中下游防洪任务， 上游河段还有分 担南水北调西线调水的任务。主要控制性水库有双江 口水库、 瀑布沟水库等。 ６ ）嘉陵江干流开发任务是： 灌 （ 溉、 防洪、 航运、 发电和水土保 持等 综 合利用。主 要 控 制 性 水 库 有 亭 子 口 水库等。支 流 白 龙 江 开 发 任 务 主 要 是发电， 兼顾灌溉， 防洪等， 主 要枢纽 有宝珠寺水库等。 （ ７ ）乌 江 干 流 开 发 的 主 要 任 务 是发电， 其 次 为 航 运， 兼顾防洪及其 他。主要控制性工程有洪家 渡水 库、 东风水库、 乌江渡水库、 构皮滩水库、 思林水库、 沙沱水库、 彭水水库等。
第４ １卷 第 １ ５期 ２０１０ 年 ８ 月
人 民 长 江 Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ
， Ｎ ｏ ． １ ５ Ｖ ｏ ｌ ． ４ １ Ａ ｕ ｇ ． ， ２ ０ １ ０
文章编号： １ ０ ０ １－ ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ０ ） １ ５－ ０ ０ ０ ５－ ０ ５
２ ． ２ 开发建设状况
长江上 游 干 支 流 是 我 国 水 电 能 源集中地 区， 改 革 开 放 以 来， 我国的 经济建设取得了巨大成就， 国 家综合 国力不断增强， 经济社会的可 持续 发 展对长江 流 域 水 资 源 开 发 利 用 的 要 求迫切。随着 我 国 “ 西电东送” 能源 开发战 略 格 局 的 形 成， 尤其是发展 “ 低碳 ” 经 济 对 清 洁 能 源 的 要 求， 长
３ ３ ｍ ／ ｓ ， 年径流量 ４５ １ ０亿 ｍ ， 年径流 比较 稳定， 变差 系
２
长江洪水由暴雨 形 成， 因此洪水发生时间和地区 分布与暴雨相应。从 暴 雨 特 性 分 析 可 知， 宜昌洪水总 ／ ３是 来 自 金 沙 江， ２ ／ ３以 上 来 自 宜 宾 量平均有接近 １
２ 至宜昌之间 ５ ０万 ｋ ｍ 的 暴 雨 区。 宜 昌 站 有 １ ０ ０多 年
１ 长江上游基本情况
长江是我国第一大河流， 干流全长 ６３ ０ ０余 千 米， 流域集水总面 积 约 １ ８ ０万 ｋ ｍ， 占我国大陆总面积的 １ ８ ． ８ ％ 。流域内气候温和湿润， 雨量丰沛， 多年平 均降
３ ０ ０ｍ ｍ ， 多年平均径流量为 ９６ １ ３亿 ｍ 。流 域 水量 １１ ２
３ 量为 １ ． ２ｋ ｇ ／ ｍ 。近年来输沙量有大幅下降的趋势。
数Ｃ ． １ １ 。 汛 期 水 量 比 较 集 中， 宜昌站汛期径流 ｖ为 ０
收稿日期： ２ ０ １ ０－ ０ ６－ ２ ５
基金项目： “ 十一五” 国家科技支撑计划项目（ ２ ０ ０ ８ Ｂ Ａ Ｂ ２ ９ Ｂ ０ ９－ ２ ） 作者简介： 刘丹雅， 女， 教授级高级工程师， 主要从事水库调度规划工作。
固堤防， 整治河道， 安 排 与 建 设 平 原 蓄 滞 洪 区， 结合兴 利， 逐步修 建 干 支 流 水 库， 逐步达到以三峡水库为骨 干、 堤防为基础， 配合其他干支流水库、 分蓄洪工程、 河 道整治工程及防洪非 工 程 措 施， 使长江中下游防洪问 题得到较好的解决。 兴建水库工程拦蓄洪水是长江防洪综合治理的重 要措施之一， 以三峡工程为骨干的长江干支流水库群， ９ ９ ８年 长 江 发 生 是长江防 洪 体 系 的 重 要 组 成 部 分。 １ 了自 １ ９ ５ ４年以来的又一次全流域性特大洪水， 实际洪 水调度显示， 丹江口、 隔 河 岩、 葛 洲 坝、 柘 溪、 五强溪等 大型枢纽水库， 对各 自 保 护 区 发 挥 了 拦 洪、 削 峰、 错峰 的作用， 直接或间接 地 对 长 江 中 下 游 总 体 防 洪 发 挥 了 重大作用。三峡水库 完 建 后， 初步形成了以三峡水库 为主体的长江中下游防洪体系， 可达到遇 １ ９ ５ ４年洪水 重要区不受灾的目 标。 为 进 一 步 提 高 防 洪 能 力， 以逐 步减少分蓄洪工程运用数量与机会。长江防洪规划提 出， 应进一步提高现有水库的防洪能力、 继续结合兴利 建设干支流水库， 拦 蓄 洪 水， 减 轻 长 江 防 洪 压 力， 逐步 完善总体防洪体系。 三峡工程处在长 江 上 游 与 中 游 的 交 接 处， 长江上 游的洪水主要来至于金沙江、 岷江、 嘉陵江和宜昌至上 游干支流 的 区 间。 上 游 洪 水 是 中 下 游 洪 水 的 主 要 来 源。三峡工程位于宜 昌 西 陵 峡 口， 是扼住上游洪水进 入中下游平原的咽喉。长江防洪的重点在中下游平原 地区， 这一地区人口稠密， 但地面高程普遍低于河道洪 水位， 主要 依 靠 堤 防 保 护， 历史上洪水灾害频繁而严 重。三峡工程位置紧靠防洪重点保护区— — —江汉平原 与洞庭湖平原上端， 控制了长江上游全部洪水， 具有较 大的防洪库容， 具有蓄泄自如的调控洪水的手段， 因而 是长江防洪治理的关 键 工 程， 是长江中下游防洪系统 的主体。 三峡 工 程 防 洪 运 用 后， 可 以 达 到： ① 使荆江河段 在不 分 洪 条 件 下 防 洪 标 准 由 目 前 １ ０ａ一 遇 提 高 到 １ ０ ０ａ 一遇； ０ ０ａ 一遇至 １０ ０ ０ａ 一遇洪水， ② 遇超过 １ 包括类似历史上的 １ ８ ７ ０年洪水， 可控制枝城泄量不 超