2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考

2022年，长江流域遭受严重旱情。为缓解长江中下游严重枯水给供水、灌溉等用水需求带来的影响，保障流域粮食安全、供水安全，在水利部统一部署下，长江水利委员会同湖南、江西省水利厅分别于8月中旬和9月中旬实施了两次长江流域水库群抗旱保供水保秋粮丰收补水调度。在分析长江中下游用水需求、前期水库群蓄水及调度情况和来水预测的基础上，确定了调度长江上游、洞庭湖水系、鄱阳湖水系水库群的抗旱补水方案，两次专项行动分别补水35.7亿，25.9亿m³。根据2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践，提出了存在干旱预报能力有待提升、旱区用水需求掌握不够精准、抗旱补水调度规则体系有待建立和抗旱调度基础研究有待深入等问题，并提出了有针对性的建议。     

珠江委正式启动2021—2022年珠江枯水期水量调度

正2021年9月30日,珠江委组织召开2021—2022年珠江枯水期水量调度会商会,分析研判今冬明春珠江水量调度面临的复杂形势,正式启动第18次珠江枯水期水量调度。珠江委副主任苏训出席会议并讲话,委副主任胥加仕主持会议。会议分析了2021—2022年珠江枯水期水量调度面临的4个方面不利因素。一是可能遭遇偏枯年。据气象水文部门预测,今冬明春西北江流域降雨偏少、来水偏枯的可能性较大。二是流域骨干水库蓄水偏少。9月底西江上游天生桥一级、光照、龙滩和百色4座水库有效蓄水量115亿立方米,有效蓄水率53%,较近10年同期少蓄32亿立方米。三是骨干水库调度协调难度大。今年以来流域来水持续偏少,水库群联合调度需统筹防洪、供水、发电、航运、生态等多方需求。     

三峡水库连续三年成功实现175m蓄水目标

2012年10月30日8:00,三峡水库水位蓄至175 m,标志着2012年三峡水库汛末蓄水任务顺利完成,这也是连续第3年成功蓄满,为今冬明春发电、供水、航运提供了强有力的保障。根据国家防总《关于三峡工程2012年试验性蓄水实施计划的批复》和《2012年度长江上游水库群联合调度方案》,长江防总统筹协调长江上游各水库蓄水进度,安排二滩、金安桥等     

以三峡水库为核心的长江干支流控制性水库群综合调度研究

随着三峡工程、溪洛渡水电站的建成,长江上游控制性水库群初步形成,长江上游水库群在流域水资源配置、水资源综合利用方面发挥着越来越重要的作用。以长江上游干支流控制性水库群为研究对象,系统分析了流域防洪、供水、发电、航运、水生态环境保护、"两湖"等方面对水库群调度的需求,建立以三峡水库为核心的长江干支流控制性水库群联合调度体系,提出了充分发挥水库群综合效益的联合调度运行原则、方式和方案,可为流域层面科学统一调度提供技术支撑。     

基于不同需求的长洲水利枢纽汛期优化调度研究

针对长洲水利枢纽防洪与水资源供需矛盾日益突出问题，首先从供水、发电、航运、生态等方面分析了水库现状调度方案，提出综合调度需求；其次利用现代预测预报和调度技术，系统研究基于不同调度需求的优化调度方案，将汛期运行水位由18.6 m提高至19.6 m,并分析其风险和效益。结果表明，方案实施可在保障防洪安全的前提下提高库区水位1.0～1.5 m,增蓄水量2亿m³,充分发挥了水库供水、航运、生态效益，同时增加发电量5.05%,经济、社会效益显著。     

长江上游控制性水库群联合调度及水资源影响分析

针对长江上游控制性水库群联合调度问题,建立了大规模混联水库群联合优化调度模型,并提出离散微分动态规划(DDDP)和逐步优化算法(POA)相结合的混合方法,实现大规模混联梯级水库群联合优化调度问题的高效求解。在此基础上,结合流域长系列历史径流资料,进行了长江上游控制性梯级水库群调度模拟,分析了联合调度的发电效益;并在此基础上,结合相关研究成果,探究并分析了梯级水库群建成投运后,联合调度对流域水资源的影响。成果表明,梯级水库群的建成及联合调蓄对于长江中下游枯水期的流量补偿效益十分明显,供水、航运以及压咸补淡等综合效益十分显著。     

长江上游梯级水库群多目标联合调度技术研究

长江上游梯级水库是流域治理开发保护的骨干性工程,在保障流域防洪安全、供水安全、生态安全等方面发挥着重要作用.为有效解决长江上游巨型水库群防洪、供水、生态、发电、航运、应急等多目标联合调度关键技术瓶颈,开展了"长江上游梯级水库群多目标联合调度技术"研究攻关.首先重点介绍了长江上游梯级水库群多目标联合调度研究的重点难点问题...     

应对长江口咸潮入侵的临界流量经验模型研究

1994年以来,长江口咸潮入侵严重威胁当地供水安全,随着长江上游水库群陆续建成,有关部门提出了通过上游水库群压咸调度保障长江口地区供水安全的方案。为明确压咸调度的目标流量(即临界流量),基于统计分析的方法,采用多元回归分析和主成分分析方法,选取实测站点数据建立了盐度-潮差-入海流量的相关关系统计模型,研究了咸潮发生的机理;通过模型分析多次咸潮入侵数据,确定临界流量为一个变化值,潮差290～335 cm下的临界流量在9 390～21 633 m³/s之间。研究表明,当长江口咸潮入侵时,单独依靠长江上游水库调度压咸所需的流量大,响应时间长,压咸效果不明显。因此,实际压咸调度应通过流域整体调度与本地蓄淡避咸水库共同作用应对咸潮入侵。     

长江上游水库群2016年洪水联合防洪调度研究

随着长江上游水库群不断建成投入运行,水库群联合防洪调度势在必行。在分析研究长江洪水组合遭遇和重要防洪对象防洪需求的基础上,采用集合与解耦相结合的方法,按照就近有效与遏制洪源相结合的原则,提出长江上游水库群联合防洪调度总体布局。以防御长江1954年洪水为目标,分析了联合防洪调度的效益;回顾了水库群联合调度方案指导下2016年实际防洪调度的过程及当时的考量,总结分析了水库群联合调度的成效,提出了长江流域水库群联合调度的下一步努力方向。     

新疆山区水库参与调度后平原水库废弃可行性分析

新疆山区水库参与调度后部分平原水库可不再承担原有任务,使平原水库废弃成为可能。以玛纳斯河灌区夹河子水库为例,对比分析夹河子水库废弃前后灌区种植业与水库群联合调度方案的变化,确定平原水库废弃的可行性及对灌区种植业与水库群联合调度等的影响。结果表明:夹河子水库废弃可以降低水库群年蒸发(980.9万~1 884.0万m³)与渗漏(135.7万~878.2万m³)损失;丰水年与平水年增加水库群弃水量(分别增加3 474.4万,1 360.1万m³),枯水年减少弃水量(2 140.1万m³);显著提高灌区种植业产值(30.8%~43.9%)与种植面积(17.4%~29.9%)。故山区水库参与调度后夹河子水库废弃可行,而新疆其他类似地区也可以有选择地废弃部分水深浅、库容小、安全状态差的平原水库。     

长江2017年第1号洪水莲花塘站洪水预报分析

“长江2017年第1号洪水”为长江中游区域性大洪水,面对严峻的防洪形势,长江上中游水库群实施联合防洪调度,三峡水库出库流量由27 300 m³/s逐步减至8 000 m³/s,为有史以来最大幅度补偿调度,确保了莲花塘站水位不超过分洪水位。在此期间,莲花塘站洪水预报是决定水库群联合调度启用时机及调度成败的关键因素之一。通过介绍莲花塘站洪水预报方法,分析了2017年长江第1号洪水中莲花塘站洪水预报的成果及误差成因,总结了莲花塘站洪水预报的关键点及难点,从而进一步为防汛决策提供更有力更科学的技术保障。     

基于改进调度图的跨流域水库群供水调度研究

为利用径流信息挖掘跨流域水库群的调度潜力,并保留简单直观性,提出一种改进型水库调度图。以重庆市巴南区下涧口、丰岩和南彭水库群为例,采用POA算法以模拟-优化的方式构建跨流域水库群的引水和供水联合调度模型。设置现状调度、常规调度图优化调度、改进调度图优化调度3种情景,评估水库群引、供水性能,并分析径流信息不确定性对调度性能的影响。结果表明：(1)在长系列调度中改进调度图表现最优,相比现状可使水库群年均供水量增加6.87%,弃水量减少87.58%;(2)在枯水年,该方法可在现状基础上减少486.3×10⁴ m³缺水,增加477.6×10⁴ m³发电用水;(3)考虑径流信息不确定性时,改进调度图的供水量较理想情况降低3.37%,但仍比常规优化多5.96%。研究结果有助于科学决策提升供水效果。     

三峡水库运用对坝下游干流河道水文情势的影响研究

三峡水库调度运用改变坝下游水沙条件,会对坝下游河道水文情势产生影响。利用坝下游长河段一维水沙数学模型计算分析了丰水年、平水年与枯水年情况下三峡水库调度运用对坝下游干流河道沿程流量、水位及输沙量的影响。结果表明：枯水期与泄水期出库流量增加,坝下游沿程枯水位相应抬高;蓄水期下泄流量减少,同时期沿程水位下降;遇枯水年,水库蓄水使得坝下游来流量过小（10月下旬大通站平均流量小于 9 000 m³/s ）;遇平水年蓄水期,中下游水位下降较多,沿程水位下降 1.71 ～ 3.68 m ,对坝下游河道的航运及供水等带来一定的影响。     

考虑生态流量分级约束的跨流域引水与供水优化调度研究

针对大型引水工程由于改变了河流自然流态,受水城区生产生活用水与生态环境用水矛盾突出的问题,将大伙房输水工程与大伙房水库供水联合优化调度作为典型案例,以浑江下游与大伙房水库地区用水需求、环境流态因子为优化子目标,引入3个引水比例与36个旬水库蓄水量共39个决策变量,采用遗传算法搜寻引水比例与水库蓄水量最佳解。结果表明:优化方案平均年引水量为17 242万 m³,比原计划引水量少638万 m³,对浑江流域生产生活用水、生态环境用水与大伙房水库生态环境用水之间的矛盾有显著改善;依据整体生产生活缺水与整体环境流态因子的权重,设定了多种模型子目标的权重分配组合,能够恰当地反映缺水量与环境流态因子两者间的相关性,水库调度运行管理者可以根据需要调整权重,获得满足需水条件的引水比例与水库蓄水规线。研究成果可以为大型水利工程运行管理决策提供参考。     

三峡水库连续7a完成175m水位试验性蓄水任务

正2016年11月1日7:00,三峡水库水位达到175.00 m,标志着2016年三峡水库汛末蓄水任务顺利完成,这也是三峡水库连续7 a圆满实现175 m水位试验性蓄水目标,为今冬明春供水、发电、航运提供了有力保障,也为三峡工程全面发挥防洪、供水、发电、航运、生态等综合效益奠定了坚实基础。2016年三峡水库蓄水期入库水量较近30 a均值偏少近3成,9月10日三峡水库开始蓄水时,三峡及长江上游水库群待     

“20·8”洪水金沙江流域水库群调度对川渝河段的防洪作用

2020年8月,受长江上游强降雨影响,岷江、沱江、涪江发生了大洪水或特大洪水。在长江上游水库群全力拦洪、削峰、错峰调度后,长江上游干流朱沱至寸滩江段仍出现超保证洪水,给川渝河段带来巨大的防洪压力。重点从暴雨洪水概况、金沙江水库群调度过程、还原计算等方面对“20·8”洪水展开深入研究,量化分析金沙江水库群调度对川渝河段的防洪作用。研究结果表明:金沙江水库群在长江4号、5号洪水期间共拦蓄洪量47.37亿m³,占寸滩以上水库群总拦蓄量的57.7%,成功实现与嘉岷流域的洪水错峰调度,削减了川渝河段洪峰流量9 400~11 700 m³/s,降低川渝河段洪峰水位2.6~2.8 m,避免了上游干流全线超保证水位,降低寸滩站洪峰水位约2.6 m,占其洪峰水位总削减值近9成,有效减轻了防洪压力。     

长江流域水库群联合调度关键技术研究

2008年三峡水库进入175m试验蓄水期,溪洛渡、向家坝等一批控制性防洪水库也陆续投入运行,标志着长江流域防洪、水资源综合利用格局发生了重大调整。水库群联合调度涉及目标、主体多元,关系、矛盾错综复杂,事关防洪安全、能源安全、航运安全、供水安全、生态安全,如何既从根本上解除长江洪涝心腹大患、高效利用水资源,又走生态优先、绿色发展之路,支撑长江经济带建设、造福亿万人民,是一项重大课题。介绍了长江流域水库群防洪兴利联合调度关键技术研究成果,可为实时调度提供科学支撑。     

基于多目标调节的东庄水库运行可靠性研究

为了解决东庄水库供水系统中需考虑供水、发电、生态等问题,通过构建调水调沙情景下考虑供水-发电-生态需求的东庄水库多目标调度模型,并采用随机森林算法提取东庄水库调度规则。结果表明：东庄水库可以保障下游河道的生态基流需求,多年平均生态供水量为1.66亿m³;供水受调水调沙的影响较大,中线、北线和南线多年平均缺水量分别约为0.33亿m³、0.21亿m³、0.07亿m³;t、t+1时段入库流量、t+1时段总需水量、t时段初、末水位是东庄水库调度函数的关键决策因子。研究成果可为未来东庄水库协调多目标间的竞争关系、制定科学的调度规则和提高东庄水库运行可靠性提供参考。     

塔里木河“二源一干”生态供水潜力研究

为解决塔里木河干流水资源短缺、流域损失水量过大、用水效率低下、农业灌溉用水挤占生态用水等问题,基于“节水优先”的治水方针,以塔里木河二源流(阿克苏河、叶尔羌河)及其干流(“二源一干”)的山区水库群和平原水库群为研究对象,兼顾塔里木河干流的农业灌溉用水、生态用水、工业用水、生活用水等多目标,构建并求解了现状水平年和远景规划年的山区与平原水库群联合调度优化模型,分析了塔里木河干流的生态供水潜力和山区水库群联合调度的贡献。结果表明：仅通过干流平原水库群联合调度,农业灌溉用水和生态用水的供水保证率难以满足设计要求;通过山区与平原水库群优化调度,在远景规划年各行业均满足设计保证率要求,体现了山区水库群显著的调控性能和“节水优先”治水方针的合理性和可靠性;远景规划年塔里木河干流的生态供水潜力为2.84亿m³,可为塔里木河下游生态保护与修复提供了坚实的水量基础。     

长江上游水库群联合调度对武汉地区的防洪作用

武汉地处长江中游,是长江经济带中部城市群的核心,战略地位非常显著,有必要在新的长江流域防洪体系整体格局下,针对武汉地区防洪问题开展具体研究。为此,首先梳理了武汉地区防洪规划和防洪形势,分析了长江和汉江洪水遭遇情况,探讨了长江干流来水大时和汉江来水大时的汉口站水位情势,明确了城陵矶防洪和对武汉防洪的关联性。在此基础上,探明了武汉地区防洪控制需求,研究了上游水库群配合三峡水库对长江中下游联合防洪调度的方式,开展了对典型年份长江上游水库群联合调度的计算分析,阐述了长江上游水库群联合调度对武汉的防洪作用。研究成果可为编制长江流域水库群联合调度方案提供科学依据和一定的技术支撑。