三峡-葛洲坝梯级水库兼顾航运需求的调度方式
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为解决三峡工程兴建后长江中下游航运固有的或 引 起 的 一 些 问 题 ，提 高 通 航 保 证 率 ，除 可 能 采 取 的 工 程 措施外，本文亦对汛期大流量、汛 ／枯期调峰、枯期小流 量等情况开展了兼 顾 航 运 需 求 的 调 度 方 式 研 究，可 为 三峡工程的航运安 全、高 效 调 度 运 行 提 供 一 定 的 科 学 依据。
（１．长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 ４３００１０； ２中国长江三峡 来自百度文库 团 三 峡 枢 纽 建 设 运 行 管 理 局，湖北 宜昌 ４４３０００； ３．长江航道规划设计研究院，湖北 武汉 ４３００４０）
摘要：三峡 －葛洲坝巨 型 梯 级 水 库 虽 综 合 效 益 显 著，但 由 于 汛 期 大 流 量 （２５０００～５６７００ｍ３／ｓ）、汛 ／枯 期 电 站
调峰产生的下泄流量骤变、枯期小流量航深不足等引 起 的 限 航、禁 航 问 题 日 益 突 出。在 整 合 优 化 初 步 设 计 及
现 行 相 关 调 度 方 式 的 基 础 上 ，通 过 拟 定 不 同 的 泄 量 控 制 、水 位 控 制 和 调 峰 幅 度 等 ，分 析 了 梯 级 水 库 对 长 江 中 下
收 稿 日 期 ：２０１８－０５－１０ 基 金 项 目 ：国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 （２０１６ＹＦＣ０４０２２０３） 作 者 简 介 ：张 先 平 ，男 ，高 级 工 程 师 ，硕 士 ，主 要 从 事 水 利 规 划 、动 能 经 济 、河 流 泥 沙 等 研 究 。 Ｅ－ｍａｉｌ：９５２５３１０５＠ ｑｑ．ｃｏｍ
由于三峡 －葛洲坝梯级水库位于长江干流梯级开 发的最末端，是长江 航 运 的 总 开 关，承 担 航 运 任 务 重，
压力大，相应安全 问 题 亦 最 突 出。 三 峡 航 运 问 题 按 发 生对象可分为船舶 标 准 化、航 道 尺 度 以 及 港 口 码 头 等 问题；按发生空间范 围 可 分 为 不 同 区 段，即 三 峡 库 区、 两坝间（三峡 －葛 洲 坝 ）、葛 洲 坝 下 游；按 碍 航 成 因 又 可分汛期大流量 限 航、汛 ／枯 期 调 峰 流 量 骤 变 禁 航、枯 期小流量碍航等。三峡水库的航运调度管理涉及长江 航务局、国家防办、长 江 三 峡 枢 纽 管 理 局、国 家 电 网 和 南 方 电 网 等 多 个 部 门 ，任 务 重 ，协 调 难 度 较 大 。
中 图 法 分 类 号 ：ＴＶ６９７ 文 献 标 志 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１８．１３．００６
１ 研 究 背 景
三峡工程正 常 蓄 水 位 １７５ｍ，汛 期 防 洪 限 制 水 位 １４５ｍ，枯季消 落 低 水 位 １５５ｍ，拥 有 防 洪 库 容 ２２１．５ 亿 ｍ３，兴利库容 １６５亿 ｍ３。 电 站 安 装 ３２台 单 机 容 量 ７００ＭＷ 的水轮发电机组（含 地 下 厂 房 ）及 电 源 电 站 ２ 台单 机 容 量 ５０ ＭＷ 的 水 轮 发 电 机 组，总 装 机 容 量 ２２５００ＭＷ。葛洲坝枢纽位于三峡坝 下约 ３８ｋｍ的 宜 昌 市 ，是 三 峡 工 程 的 反 调 节 航 运 梯 级 ，水 库 水 位 运 行 范 围为 ６３～６６ｍ，反调节库容 ０．８６亿 ｍ３，电站装机容量 ２７３５ＭＷ。
３２
人 民 长 江
２０１８年
通过三峡 －葛洲坝梯级是航运调度的任务。针对长江 中上游航行的一些 主 机 功 率 较 小 的 船 舶，需 要 三 峡 水 库科学合理地进 行 调 度，全 面 协 调。 航 运 部 门 希 望 三 峡水库汛期防洪应 兼 顾 航 运 效 益 的 发 挥，认 为 间 断 性 地合理降低泄洪流 量 是 一 种 可 行 的 办 法，即 在 长 时 间 大流量情况下能采 取 间 隔 控 制 大、小 下 泄 流 量 的 方 式 进行调度，在短时间 内 将 下 泄 流 量 控 制 到 航 运 安 全 流 量 ，在 不 影 响 防 洪 安 全 的 前 提 下 ，避 免 和 减 少 因 持 续 的 大流量泄洪而导致长时间船舶限航积压造成的经济损 失。
长江干支流自古以来就是中国南方横贯东西的水 上交通大动脉，航道总长 ８万 多 ｋｍ，素 有 “黄 金 水 道 ” 之称。三峡水库的兴 建 对 航 运 产 生 了 巨 大 作 用：在 库 区 ，可 淹 没 滩 险 ，加 大 航 道 尺 度 ，减 小 比 降 和 流 速 ，渠 化 川江河道，改善航运 条 件；在 坝 下 游，削 减 汛 期 洪 峰 流 量 ，增 大 枯 水 流 量 。 兴 建 三 峡 水 库 ，无 疑 对 提 高 航 道 通 过能力和通航保证 率，促 进 长 江 航 运 事 业 的 发 展 具 有 深远影响。
游枯期小流量情况下的补水能力，并提出了切实有效的兼 顾 航 运 需 求 的 水 库 调 度 方 式，可 为 三 峡 工 程 的 航 运
安 全 、高 效 调 度 运 行 提 供 科 学 依 据 。
关 键 词 ：船 舶 积 压 ；航 运 应 急 调 度 ；调 峰 流 量 ；枯 期 小 流 量 ；补 水 能 力 ；葛 洲 坝 水 电 站 ；三 峡 水 电 站
２ 汛 期 船 舶 积 压 滞 留 条 件 下 的 航 运 应 急 调 度
２．１ 汛 期 大 流 量 时 船 舶 积 压 滞 留 问 题
三峡汛期来水较丰，出现超过 ２５０００ｍ３／ｓ流量且 可 能 持 续 的 时 间 较 长 ，两 坝 间 禁 航 和 限 航 ，对 于 较 小 的 船只尤其是大量的 民 间 中 小 船 舶，会 不 可 避 免 地 出 现 大 量 积 压 滞 留 的 局 面 。 保 障 过 坝 船 舶 安 全 、便 捷 、有 序
第 ４９卷 第 １３期 ２０１８年 ７月
文 章 编 号 ：１００１－４１７９（２０１８）１３－００３１－０７
人Ｙ ａｎｇ民ｔｚ ｅ 长Ｒ ｉｖｅ江ｒ
Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１３ Ｊｕｌｙ， ２０１８
三峡 －葛洲坝梯级水库兼顾航运需求的调度方式
张 先 平１，鲁 军１，邢 龙２，陈 婧３
（１．长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 ４３００１０； ２中国长江三峡 来自百度文库 团 三 峡 枢 纽 建 设 运 行 管 理 局，湖北 宜昌 ４４３０００； ３．长江航道规划设计研究院，湖北 武汉 ４３００４０）
摘要：三峡 －葛洲坝巨 型 梯 级 水 库 虽 综 合 效 益 显 著，但 由 于 汛 期 大 流 量 （２５０００～５６７００ｍ３／ｓ）、汛 ／枯 期 电 站
调峰产生的下泄流量骤变、枯期小流量航深不足等引 起 的 限 航、禁 航 问 题 日 益 突 出。在 整 合 优 化 初 步 设 计 及
现 行 相 关 调 度 方 式 的 基 础 上 ，通 过 拟 定 不 同 的 泄 量 控 制 、水 位 控 制 和 调 峰 幅 度 等 ，分 析 了 梯 级 水 库 对 长 江 中 下
收 稿 日 期 ：２０１８－０５－１０ 基 金 项 目 ：国 家 重 点 研 发 计 划 项 目 （２０１６ＹＦＣ０４０２２０３） 作 者 简 介 ：张 先 平 ，男 ，高 级 工 程 师 ，硕 士 ，主 要 从 事 水 利 规 划 、动 能 经 济 、河 流 泥 沙 等 研 究 。 Ｅ－ｍａｉｌ：９５２５３１０５＠ ｑｑ．ｃｏｍ
由于三峡 －葛洲坝梯级水库位于长江干流梯级开 发的最末端，是长江 航 运 的 总 开 关，承 担 航 运 任 务 重，
压力大，相应安全 问 题 亦 最 突 出。 三 峡 航 运 问 题 按 发 生对象可分为船舶 标 准 化、航 道 尺 度 以 及 港 口 码 头 等 问题；按发生空间范 围 可 分 为 不 同 区 段，即 三 峡 库 区、 两坝间（三峡 －葛 洲 坝 ）、葛 洲 坝 下 游；按 碍 航 成 因 又 可分汛期大流量 限 航、汛 ／枯 期 调 峰 流 量 骤 变 禁 航、枯 期小流量碍航等。三峡水库的航运调度管理涉及长江 航务局、国家防办、长 江 三 峡 枢 纽 管 理 局、国 家 电 网 和 南 方 电 网 等 多 个 部 门 ，任 务 重 ，协 调 难 度 较 大 。
中 图 法 分 类 号 ：ＴＶ６９７ 文 献 标 志 码 ：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１８．１３．００６
１ 研 究 背 景
三峡工程正 常 蓄 水 位 １７５ｍ，汛 期 防 洪 限 制 水 位 １４５ｍ，枯季消 落 低 水 位 １５５ｍ，拥 有 防 洪 库 容 ２２１．５ 亿 ｍ３，兴利库容 １６５亿 ｍ３。 电 站 安 装 ３２台 单 机 容 量 ７００ＭＷ 的水轮发电机组（含 地 下 厂 房 ）及 电 源 电 站 ２ 台单 机 容 量 ５０ ＭＷ 的 水 轮 发 电 机 组，总 装 机 容 量 ２２５００ＭＷ。葛洲坝枢纽位于三峡坝 下约 ３８ｋｍ的 宜 昌 市 ，是 三 峡 工 程 的 反 调 节 航 运 梯 级 ，水 库 水 位 运 行 范 围为 ６３～６６ｍ，反调节库容 ０．８６亿 ｍ３，电站装机容量 ２７３５ＭＷ。
３２
人 民 长 江
２０１８年
通过三峡 －葛洲坝梯级是航运调度的任务。针对长江 中上游航行的一些 主 机 功 率 较 小 的 船 舶，需 要 三 峡 水 库科学合理地进 行 调 度，全 面 协 调。 航 运 部 门 希 望 三 峡水库汛期防洪应 兼 顾 航 运 效 益 的 发 挥，认 为 间 断 性 地合理降低泄洪流 量 是 一 种 可 行 的 办 法，即 在 长 时 间 大流量情况下能采 取 间 隔 控 制 大、小 下 泄 流 量 的 方 式 进行调度，在短时间 内 将 下 泄 流 量 控 制 到 航 运 安 全 流 量 ，在 不 影 响 防 洪 安 全 的 前 提 下 ，避 免 和 减 少 因 持 续 的 大流量泄洪而导致长时间船舶限航积压造成的经济损 失。
长江干支流自古以来就是中国南方横贯东西的水 上交通大动脉，航道总长 ８万 多 ｋｍ，素 有 “黄 金 水 道 ” 之称。三峡水库的兴 建 对 航 运 产 生 了 巨 大 作 用：在 库 区 ，可 淹 没 滩 险 ，加 大 航 道 尺 度 ，减 小 比 降 和 流 速 ，渠 化 川江河道，改善航运 条 件；在 坝 下 游，削 减 汛 期 洪 峰 流 量 ，增 大 枯 水 流 量 。 兴 建 三 峡 水 库 ，无 疑 对 提 高 航 道 通 过能力和通航保证 率，促 进 长 江 航 运 事 业 的 发 展 具 有 深远影响。
游枯期小流量情况下的补水能力，并提出了切实有效的兼 顾 航 运 需 求 的 水 库 调 度 方 式，可 为 三 峡 工 程 的 航 运
安 全 、高 效 调 度 运 行 提 供 科 学 依 据 。
关 键 词 ：船 舶 积 压 ；航 运 应 急 调 度 ；调 峰 流 量 ；枯 期 小 流 量 ；补 水 能 力 ；葛 洲 坝 水 电 站 ；三 峡 水 电 站
２ 汛 期 船 舶 积 压 滞 留 条 件 下 的 航 运 应 急 调 度
２．１ 汛 期 大 流 量 时 船 舶 积 压 滞 留 问 题
三峡汛期来水较丰，出现超过 ２５０００ｍ３／ｓ流量且 可 能 持 续 的 时 间 较 长 ，两 坝 间 禁 航 和 限 航 ，对 于 较 小 的 船只尤其是大量的 民 间 中 小 船 舶，会 不 可 避 免 地 出 现 大 量 积 压 滞 留 的 局 面 。 保 障 过 坝 船 舶 安 全 、便 捷 、有 序
第 ４９卷 第 １３期 ２０１８年 ７月
文 章 编 号 ：１００１－４１７９（２０１８）１３－００３１－０７
人Ｙ ａｎｇ民ｔｚ ｅ 长Ｒ ｉｖｅ江ｒ
Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１３ Ｊｕｌｙ， ２０１８
三峡 －葛洲坝梯级水库兼顾航运需求的调度方式
张 先 平１，鲁 军１，邢 龙２，陈 婧３