三峡水库试验蓄水期综合利用调度研究
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前言

三峡工程是治理长江和开发利用长江水资源的关键性骨干工程,具有巨大的防洪、发电、航运、供水等综合效益。坝址控制流域面积100万km2,多年平均年径流量4510亿m3,多年平均流量14300m3/s。三峡工程正常蓄水位175.00m,相应库容393.0亿m3;汛期防洪限制水位145.00m,防洪库容221.5亿m3;枯水期最低消落水位155.00m,兴利库容165亿m3;电站的总装机容量为22500MW,多年平均年发电量882亿kW·h。三峡工程采用“一级开发、一次建成、分期蓄水、连续移民”的建设方案。按照初步设计及施工总进度安排,三峡工程1994年12月正式开工,三峡水库2003年6月蓄水至135.00m,工程进入围堰发电期;2007年汛后,水库蓄水至156.00m水位,工程进入初期运行期(初步设计报告考虑泥沙淤积观察验证和移民难度因素,初期运行期暂定为6年);2009年汛后,枢纽工程完建,水库移民搬迁任务完成。

三峡工程开工以来在各方面的共同努力下,工程建设进展顺利,于2003年6月顺利实现了蓄水、通航和7月首批机组发电三大目标。右岸大坝于2006年5月全线浇筑至坝顶高程185.00m,2006年9月底以前完成156.00m蓄水位以下库底清理和验收工作。总体进度较初步设计阶段计划均有所提前,为使三峡工程提前发挥更大的综合效益,国务院三峡工程建设委员会(以下简称“三峡建委”)第十五次全体会议批准三峡工程2006年汛后蓄水至156.00m水位。工程较初步设计提前一年进入了初期运行期运用。

2008年汛后,枢纽工程基本完建、水库四期移民及三期地质灾害治理工作基本完成,三峡工程具备了蓄水175.00m的条件。经国务院批准,2008年实施了试验性蓄水175.00m方案,自此,三峡工程进入试验蓄水期运用阶段。2010年、2011年、2012年蓄水均成功达到了正常蓄水位175.00m,工程全面发挥防洪、发电、航运等综合效益,同时,随着运行调度关键技术的研究及成功应用,三峡水库逐步具备进入正常运行的条件。

三峡水库的调度运用将对长江流域产生巨大的影响,需要统筹水资源运用与保护,协调综合利用效益与防洪、供水、生态等社会效益的关系。研究三峡水库的优化调度方式,应寻求在满足防洪、发电、航运综合利用设计调度任务的条件下,提升三峡工程在供水安全、生态与环境安全等社会公益性方面效益的有效途径;研究在保证防洪安全的前提下,利用汛末洪水资源,提高三峡综合利用效益的调度方式。

三峡水库调度涉及防洪、发电、航运、供水、生态等多个方面,具有多目标、多约束的特性,是一项复杂的系统工程。三峡工程蓄水175.00m后,工程全面承担综合利用任务,通过水库调度协调各用水部门矛盾的任务将更加艰巨。随着我国社会经济的快速发展,各有关方面从维护生态环境和保障中下游供水安全、提高三峡工程防洪、发电、航运等综合利用效益,对三峡水库调度运用提出了新的更高要求,并从不同角度,不同层面对水库调度提出了优化的建议。为进一步优化三峡水库调度方式,全面、高效发挥三峡工程的综合利用作用,并为三峡水库正常运行期调度规程的编制提供技术支撑,2008年三峡建委第十六次会议安排由水利部组织各有关部门研究三峡水库优化调度方案。为落实三峡建委第十六次会议精神,水利部安排长江水利委员会(以下简称长江委)开展三峡水库优化调度方案研究工作,并要求优化调度方案要全面考虑三峡工程蓄水运用对长江特别是长江中下游产生的影响,在有效发挥三峡水库防洪、发电和航运效益的同时,力求有效调控蓄水、泄水,科学调度,统筹考虑汛期和非汛期、丰水期和枯水期以及上游和中下游供水及生态安全需求,使三峡工程发挥应有的效益。

按照水利部要求,长江委组织有关部门开展了大量总结、分析、研究等基础工作,于2009年4月编制完成了《三峡水库优化调度方案》(以下简称《方案》)。水利部组织技术审查、主持部际协调会进一步完善《方案》,2009年8月,国务院批准了《方案》。

2009年以来,长江委在有关部门的配合下,遵照水利部颁发经国务院批准的《方案》,针对各用水部门在提高综合利用效益、保障供水安全和维护河流生态方面对水库调度提出新的高要求,并根据水文情势、工程运用条件的变化,又进一步开展了大量协调多目标需求的水库调度运用优化方案研究和水库综合调度关键技术研究。同时,长江防汛抗旱总指挥部办公室在国家防总的统一指导下、在长江委相关部门及三峡集团的配合下,遵照《方案》以及国家防总批准的三峡水库年度防洪调度方案和蓄水计划,开展了试验蓄水期的调度实践。通过5年试验性蓄水运行调度实践,对三峡水库汛期防洪调度、汛末蓄水调度及库水位消落调度、补水调度、航运调度、生态调度、库尾减淤调度等方面进行了探索,并取得了一些实践经验,在确保长江防洪安全和减少水库泥沙淤积的前提下,相机实施了兼顾对城陵矶防洪补偿调度和水库提前蓄水、预报预蓄等调度方式,协调了各方面对三峡工程的要求,利用一部分洪水资源,充分发挥了三峡工程综合效益。

依托水利部关于三峡水库优化调度方案研究任务书的批复 (水规计 ﹝2008﹞637号)、中国长江电力股份有限公司科研课题 《三峡水库科学调度》研究以及 “十一五”国家科技支撑计划 “三峡——葛洲 坝 梯 级 枢 纽 联 合 优 化 调 度 决 策 支 持 关 键 技 术 研 究(2008BAB29B09 2)”“三峡水库汛限水位动态控制关键技术示范研究 (2008BAB29B09 3)”“梯级枢纽联合调度综合优化技术研究(2008BAB29B08 5)”等项目,围绕三峡水库综合利用调度关键技术问题,长江委积极开展各项专题研究和运用实践,涵括实时预报、防洪调度、蓄水调度、生态调度、泥沙预报及减淤调度等方面内容,并将最新研究成果应用于《三峡水库优化调度方案》及调度实践,具有重要的理论价值和凸显长江委人的实践创新精神,产生了显著的社会效益和经济效益,同时对长江流域和国内外其他同类型的水库工程调度都有推广应用价值,具有广泛的发展前景和潜在的效益。本书是近年来上述大量研究成果的高度总结,该成果于2013年获水利部大禹科学技术一等奖。

另外需要说明的是,本书中的高程,除特别说明外,均为冻结吴淞高程。

作者

2015年7月