如何評價三峽工程的防洪作用
2011/4/12 9:04:54 新聞來源:紅旗文稿
——以2010年的調度實踐為例
三峽工程是長江治理開發的關鍵性工程,是長江綜合防洪體係的骨幹工程,在長江中下遊防洪體係中占有重要地位。經過17年的建設,三峽工程已經全麵建成。2010年汛期,三峽工程迎來了建成以來首次較大洪水的考驗,通過精細調度、科學調控,三峽工程充分發揮了防洪作用。汛後,三峽水庫首次實現蓄水至正常蓄水位175米的目標,三峽工程的發電、航運、供水等綜合效益開始全麵發揮作用。
一、三峽工程的防洪作用
1. 長江中下遊的防洪形勢
長江是一條雨洪河流,流域內雨量豐沛,多年平均年降水量約1100mm,但地區分布差異較大,總的趨勢是自東南向西北遞減;降水量年內分配也不均勻,5—10月的降水量約占全年降水量的70%—90%。流域內洪水主要由暴雨形成,暴雨出現時間一般中下遊早於上遊,江南早於江北。由於暴雨發生季節的差異,一般年份幹支流洪峰互相錯開,中下遊幹流可順序承泄中下遊支流和上遊幹流洪水,不致造成大的洪災。但如果氣象異常,上下遊、幹支流洪水遭遇,就會形成大洪水或特大洪水;暴雨量大、曆時長,則導致中下遊幹流洪水峰高量大,高水位持續時間長。
新中國成立後,黨和政府高度重視長江防洪問題,開展了大規模的防洪工程建設,並取得了巨大成就。特別是1998年長江大洪水後,國家投入大量資金對長江幹堤進行全麵加固,長江中下遊的防洪能力有了較大提高。但是,仍然存在以下突出問題:
(1)長江的洪水來量遠遠超過中下遊各河段的安全泄量。自1153年以來,宜昌流量超過80000m3/s的有8次,城陵磯以上幹流和洞庭湖的彙合洪峰流量在1931年、1935年和1954年均超過100000m3/s,而目前上荊江的安全泄量為60000—68000m3/s、城陵磯附近約60000m3/s、漢口約70000m3/s、湖口約80000m3/s,洪水來量大與河道泄洪能力不足的矛盾十分突出。
(2)三峽工程興建前,荊江河段如果遇1860年或1870年型洪水,運用現有荊江分洪工程分洪後,尚有30000—35000m3/s的超額洪峰流量無法安全下泄,不論荊江南潰還是北潰,均將淹沒大片農田和村鎮,造成大量人口傷亡,特別是北潰還將嚴重威脅武漢市的安全。
(3)長江中下遊蓄滯洪區內人口多,安全建設滯後,實施計劃分洪十分困難,一旦分洪損失大;湖區及支流堤防工程仍存在薄弱環節和隱患,堤防缺乏必要的安全監測和搶險設備,技術手段落後,防洪形勢依然嚴峻。
2. 三峽工程的防洪作用
三峽水庫正常蓄水位175m以下庫容393億m3,其中防洪庫容221.5億m3,工程建成後通過水庫調蓄運用,長江中下遊的防洪能力將有較大的提高,特別是荊江地區的防洪形勢將發生根本性的變化。
(1)荊江地區若遇百年一遇及以下洪水,通過水庫攔蓄洪水,可使沙市水位不超過44.50m,不需啟用荊江分洪區;遇千年一遇或1870年型洪水,可控製枝城流量不超過80000m3/s,配合荊江地區蓄滯洪區的運用,可使沙市水位不超過45.00m,從而保證荊江河段與江漢平原的防洪安全。此外,由於水庫攔蓄、清水下泄,使分流入洞庭湖的水沙減少,可減輕洞庭湖的淤積,延長洞庭湖的調蓄壽命。
(2)城陵磯附近地區通過三峽水庫調蓄上遊洪水,一般年份基本上不分洪(各支流尾閭除外),若遇1931年、1935年、1954年和1998年型大洪水,可減少本地區的分蓄洪量和土地淹沒。
(3)武漢地區由於長江上遊洪水得到有效控製,從而可以避免荊江大堤潰決後洪水取捷徑直趨武漢的威脅。此外,武漢以上控製洪水的能力除了原有的蓄滯洪區容量外,增加了三峽水庫的防洪庫容221.5億m3,大大提高了武漢防洪調度的靈活性。
二、2010年長江洪水特性及調度實踐
1. 汛情特點
(1)暴雨過程多、強度大。入汛後長江流域暴雨持續不斷,主汛期發生了4次相對集中的強降雨階段,且持續時間長,強雨帶南北拉鋸、上下遊移動。各階段降水強度多以大到暴雨、局地大暴雨為主。6月16—24日強雨區主要發生在長江中下遊的兩湖水係,最大降雨中心位於信江和撫河一帶;7月8—15日主雨區略有北抬,強雨區主要發生在長江中下遊幹流至兩湖水係偏北地區一帶,最大降雨中心位於長江下遊幹流區間;7月15—25日強雨區西進北抬,強降雨主要發生在嘉、岷流域及漢江上中遊地區,最大降雨中心位於渠江;8月12—25日多雨區再次出現在嘉、岷流域及漢江上中遊地區一帶。各階段最大暴雨中心日雨量均超過250mm,如鄱陽湖進賢站6月19日雨量達329mm,7月8日安慶站雨量達291mm、鄂東北英山站雨量達287mm,嘉陵江通江站7月16日雨量達277mm, 8月18日岷江楊柳坪站雨量達254mm。
(2)汛情來勢猛、範圍廣。主汛期長江流域大部分地區發生或多次發生大範圍暴雨,僅統計上述4次集中性強降雨階段,累計雨量大於100mm的籠罩麵積分別約為39.8萬、46.3萬、61.4萬和69.1萬km2;大於300mm的籠罩麵積分別約為7.1萬、10.1萬、6.5萬和2.6萬km2。與曆史同期降雨量相比,6—8月長江流域偏多1成,長江上遊基本正常,中下遊偏多2成;其中,6月洞庭湖水係、鄱陽湖水係偏多3成多,7月長江下遊幹流偏多約1.6倍、長江中遊幹流和漢江分別偏多6—7成、嘉陵江偏多3成,8月岷沱江、漢江和長江下遊幹流分別偏多約2—3成。受強降雨過程影響,長江流域相應出現了明顯的漲水過程。
(3)洪水漲幅大、超警多。受強降雨影響,長江幹流大部江段和撫河、信江、嘉陵江、漢江等多條重要支流及洞庭湖、鄱陽湖區均發生超警戒以上的洪水,且水位漲勢迅猛。鄱陽湖水係昌江渡峰坑站最大日漲幅5.41m,洪峰水位超過警戒水位4.25m;幹流寸灘站7月19日24小時水位漲幅近5m,從接近警戒水位到超過保證水位;三峽水庫庫水位最大日漲幅4.06m,最大日攔蓄洪水量24.68億m3;嘉陵江支流渠江羅渡溪站水位最大日漲幅11.39m,洪峰水位超過曆史最高水位,流量超過曆史最大流量;漢江幹流白河站水位最大日漲幅12.46m,水位超過保證水位,流量從4610m3/s猛增到21400m3/s。
(4)洪災類型多、損失重。山洪、泥石流、滑坡、城市內澇等多種類型災害頻繁發生,造成了大量人員傷亡和財產損失。截止8月底,長江流域共有9個省(直轄市)1046個縣(市、區)受災,山洪災害數百起,大量縣(市)城受淹,洪災損失慘重。
2. 調度實踐
(1)優化調度方案。三峽工程初期運行以來,防洪、發電、航運、生態及中下遊用水等各方麵都對三峽水庫調度提出了新的要求。2009年10月,《三峽水庫優化調度方案》(以下簡稱《方案》)經國務院批準實施。
《方案》在防洪調度方麵,考慮到三峽工程初步設計主要采用對荊江河段防洪補償調度的方式,重點是防禦荊江特大洪水,三峽水庫防洪庫容的利用效率明顯不夠高,難以適應中下遊地區的現實要求,因此通過擬訂荊江與城陵磯不同補償方式以及分析其對水庫泥沙淤積、水庫淹沒等方麵的影響,提出了在保證樞紐大壩安全和不降低荊江防洪標準的前提下,合理兼顧對城陵磯防洪補償的調度方式。
《方案》提出的對城陵磯防洪補償調度方式,將三峽水庫防洪庫容221.5億m3自下而上分為三部分。第一部分庫容約56.5億m3,用於城陵磯地區防洪,相應庫水位為155.0m;第二部分庫容125.8億m3,用於荊江地區防洪補償,相應庫水位為171.0m;第三部分庫容約39.2億m3,用於防禦荊江特大洪水。在遇到三峽上遊來水不很大而城陵磯附近(主要是洞庭湖)來水較大,迫切需要三峽水庫攔洪以減輕防洪壓力的情況下,三峽水庫運用預留的56.5億m3防洪庫容(庫水位145—155m),按控製城陵磯(蓮花塘)水位34.4m(保證水位)進行防洪補償調度。在運用上,首先用第一部分防洪庫容調蓄洪水,按控製城陵磯水位不超過34.4m進行調度;蓄水155m後,即不再考慮城陵磯防洪補償的要求,改按隻考慮荊江地區的防洪補償要求調度;蓄水171.0m後,則按遭遇特大洪水時荊江河段在分蓄洪措施配合下安全行洪進行調度。
(2)實際調度運行。2010年汛期,在遵循《方案》的基礎上增加了對中小洪水的調度實踐,即“當長江上遊發生中小洪水,根據實時雨水情和預測預報,在三峽水庫尚不需實施對荊江或城陵磯河段進行補償調度,且有充分把握保障防洪安全時,三峽水庫可以相機進行調洪運用。”
為應對主汛期長江洪水,三峽水庫實施了5次攔洪調度,累計攔洪230多億m3。其中,7月20—22日,入庫洪峰流量達70000m3/s,通過控製下泄流量,為下遊防洪削峰約30000m3/s,庫水位迅速上漲,22日19時上升至158m,攔蓄洪水約73億m3。
三峽工程2010年175m試驗性蓄水從9月10日0時開始,起蓄水位承接前期防洪調度的實際庫水位160.2m。9月30日8時蓄水位為162.55m,10月10日8時蓄至168.85m,10月16日6時庫水位達到了前兩年試驗性蓄水最高蓄水位172.8m,10月26日9時首次蓄水至175m。本次175m蓄水在總結2008年和2009年試驗性蓄水工作的基礎上,按照國務院確定的“安全、科學、穩妥、漸進”的原則,做好充分準備,蓄水過程兼顧了上下遊用水需求,較好處理了防洪、發電、航運和補水之間的關係。
(3)調度效果與效益分析。2010年汛期,長江防總通過科學調度三峽水庫,及時攔洪、適時泄洪,有效削峰錯峰,不僅充分發揮了三峽工程的防洪作用,而且也取得了顯著的發電、航運等綜合利用效益。
在防洪方麵,有效避免了長江上遊洪水與中下遊洪水疊加給沿岸人民造成的安全威脅,緩解了中下遊地區的防洪壓力。比如,7月20日8時,三峽迎來建庫以來最大的入庫流量70000m3/s,長江防總通過滾動會商、精細調度,將三峽水庫下泄流量控製在40000 m3/s,削減洪峰流量30000m3/s,削峰40%以上,從而降低長江中遊幹流沿線水位0.45—2.55m,使中下遊河段特別是沙市和武漢河段未超警戒水位,中下遊幹流堤防無一處險情發生,長江中下遊的防汛壓力得到有效緩解。如果沒有三峽水庫攔洪蓄峰,這次洪水過程將使沙市和城陵磯的洪水位接近保證水位,沿線需要調配大量人員巡堤查險,防洪的壓力、消耗與風險將明顯增大。
在發電方麵,三峽水庫攔蓄洪水期間一直維持在高水位運行,最高達到161.01m,增加了發電量。據初步統計,與同期相比,6—8月三峽水庫增加發電量30多億kwh。
在航運方麵,及時調控三峽水庫下泄流量至25000 /s,分兩次疏散了積壓在三峽至葛洲壩之間的中小船舶,僅7月31日8時—8月1日20時,就疏散了滯留在三峽河段的船隻500條(艘),有效地保障了交通安全,穩定了船員情緒。
在水庫提前蓄水和對中下遊補水方麵, 2010年9月10日提前蓄水,保障了10月底成功蓄水至175m目標的實現,水庫具備了枯期為中下遊補水165.5億m3的能力。10月26日蓄水至175m後,自12月下旬開始加大出流,對長江中下遊實施補水,截至2011年2月底,共向下遊補水約70億m3。由於三峽水庫實施補水調度,長江中下遊幹流主要控製站流量比常年同期偏多1—6成,對保證長江中下遊及兩湖地區用水需求、葛洲壩下遊三江航道暢通、抵製鹹潮入侵等發揮了重要作用。
2010年,長江防總在遵循《方案》的基礎上,通過對中小洪水的科學精細調度,較大地發揮了三峽工程的防洪、發電、航運、供水等綜合效益,為長江中下遊地區的經濟社會發展提供了安全的環境,其社會效益、經濟效益無疑是巨大的。2010年三峽防洪調度合理兼顧了對城陵磯防洪補償,這一有益嚐試為進一步優化三峽水庫防洪調度方式積累了寶貴經驗。三峽水庫成功蓄水至175m,表明三峽工程將會按照規劃發揮其綜合效益。
三、三峽水庫調度相關問題探討
三峽工程綜合效益能否充分發揮,在很大程度上取決於優化調度。進一步加強三峽水庫調度的深化、優化、精細化研究至關重要。
1. 入庫洪水與動庫容調洪
三峽水庫動、靜庫容調洪均可滿足水庫調度的要求,但水庫建成後,楔形庫容是客觀的,在今後的水庫調度中應積極完善三峽入庫洪水動庫容調洪計算模型。入庫洪水過程線由回水末端的入庫洪水與區間洪水兩部分組成,應進一步增加對區間洪水的觀測,以獲得準確的水庫洪水資料。
水庫調洪計算的方法一般可分為壩址洪水靜庫容法和入庫洪水動庫容法。三峽水庫入庫洪水與壩址洪水相比,具有洪峰峰值增大、出現時間提前、洪量集中等特點。動庫容能較好地反映洪水進入水庫後蓄水量的實際情況,但動庫容除與庫區河道地形有關外,還與入庫洪水類型及組成、調度方式、壩前水位、水庫特性等因素有關,影響因素複雜。
以往對動、靜庫容調洪的研究說明,遇百年一遇、千年一遇洪水時雖然三峽水庫的動庫容攔洪量小於靜庫容攔洪量,但枝城的最大流量百年一遇洪水時均為56700m3/s,千年一遇洪水時均小於80000 m3/s,且三峽最高水位控製在175m。亦即三峽水庫221.5億m3防洪庫容是偏安全的,即使采用動庫容調洪,也能夠達到規劃製定的防洪要求,從而滿足長江中下遊整體防洪體係的需要。
目前,長江水利委員會已建立三峽水庫MIKE11水動力學預報調度模型,模型采用水動力學方法,模擬庫區水麵線的變化來實現動庫容的調洪計算。在2010年三峽水庫運用的實踐中,對動、靜庫容調洪進行了對比研究,計算成果與實測吻合較好。從實際應用效果來看,動、靜庫容調洪具有較好的精度,均可滿足水庫調度的要求。如要進一步分析水庫調度後庫區水麵線的實際情況,則需要采取動庫容調洪方法。因此今後還需在資料積累的基礎上,不斷完善動庫容調洪模型,並考慮適當增加入庫控製站,以獲取相對準確的入庫洪水資料。
2. 水庫蓄水對重慶河段泥沙衝淤及回水的影響
隨著長江上遊幹支流水庫的逐步建設,三峽入庫泥沙的減少對減輕庫尾特別是重慶市主城區段的泥沙淤積有較大作用。但水庫蓄水也會相對增加重慶河段泥沙淤積,特別是對於大水大沙年或小水中沙年的水庫蓄水方式需要進一步研究,並持續加強觀測。
天然情況下,重慶主城區河段年內演變規律一般表現為“洪淤枯衝”。在三峽水庫圍堰發電期和初期運行期,重慶主城區河段尚未受三峽水庫壅水影響,屬自然條件下的演變。
試驗性蓄水期重慶主城區河段受三峽庫區蓄水影響較小。2008年9月—2010年6月,全河段淤積泥沙295萬m3,淤積主要集中在長江朝天門以下河段;2010年6月11日—9月5日,全河段淤積泥沙244.6萬m3,從衝淤分布來看,長江幹流朝天門以上、以下河段分別淤積泥沙127.9萬m3、131.7萬m3,嘉陵江段則衝刷泥沙15.0萬m3。
據三峽水庫試驗性蓄水的觀測資料分析,當三峽壩前水位低於160m時,寸灘以上庫段基本不受三峽水庫蓄水影響,9月中旬—10月中旬重慶主城區河段仍然保持較強的走沙能力,泥沙主要淤積在清溪場以下庫段;汛後當三峽壩前水位超過160m時,壅水逐漸影響到主城區河段,特別是當壩前水位超過162m時,朝天門以上河段受壅水影響明顯。隨著壩前水位的逐漸抬高,重慶主城區河段天然情況下汛後河床衝刷較為集中的規律則因水庫充蓄、水位壅高、流速減緩而改變,河床也由天然情況下的衝刷轉為以淤積為主,汛後的河道衝刷期相應後移至汛前庫水位的消落期。
由於目前泥沙觀測時間尚短,對於庫尾局部淤積礙航規律還需進一步觀測驗證。從數學模型分析結果看,對於大水大沙年或小水中沙年還應注意水庫蓄水方式,盡可能增加汛後走沙的時間。隨著長江上遊幹支流水庫的逐步建設,三峽入庫泥沙將減少更多,庫尾段(特別是重慶市主城區段)的泥沙淤積情況將隨之得到很大改善,變動回水區洪水位也將明顯降低。
3. 三峽水庫對城陵磯防洪補償調度
為充分發揮三峽水庫的防洪作用,三峽水庫對城陵磯補償調度是必要的,也是現實可行的,且隨著上遊水庫的建設,對城陵磯補償預留的防洪庫容還有條件進一步增加。
2010年汛期,根據長江中下遊防洪形勢和現實需求,三峽水庫5次攔蓄洪水,充分發揮了防洪作用。雖然2010年汛期三峽水庫尚未按控製城陵磯(蓮花塘)站水位34.4m進行防洪補償調度,但從控製調度過程和效果看,兼顧對城陵磯的防洪補償調度方式是現實可行的。
三峽水庫兼顧對城陵磯防洪補償調度,隻要科學合理地設置好對不同地區補償的庫容,擬定合理的調度方案,在現階段長江水文預報技術水平基礎上,可以做到既不影響荊江地區設定的防洪標準,又可進一步降低城陵磯的洪水位。
實施城陵磯防洪補償調度,汛期三峽水庫蓄水幾率將增加,在一定程度上可能增加庫區泥沙淤積。自有實測資料以來,城陵磯水位超過34.4m的年份較多地出現在20世紀末及本世紀初(分別為1954、1996、1998、1999、2002年),經對20世紀以來的洪水年份進行還原後推算,按城陵磯(蓮花塘)水位34.4m為控製補償調度,三峽水庫平均約10年運用1次。分析表明,三峽水庫采用對荊江或對城陵磯補償調度方式對庫區泥沙的淤積差別很小。
鑒於上遊已建和在建水庫攔沙和水土保持減沙的作用使得三峽入庫泥沙減少,以及隨著經濟社會發展長江中下遊分洪損失越來越大等情況,在既保證荊江河段防洪目標的實現,又不增加庫區淹沒的基礎上,充分利用三峽水庫的防洪潛力,在長江中下遊遇到大洪水,中下遊防洪形勢較為嚴峻時,三峽水庫對城陵磯進行補償調節,減少中下遊的分洪量,減輕中下遊防汛壓力,是十分必要的。汛期洪水調度過程中,根據水情預報推算的長江中下遊幹流主要控製站2—3天的水位誤差基本上在厘米級,並可通過滾動預報和分析不斷進行校驗修正,為三峽水庫高效發揮控泄作用、取得比較理想的防洪效果提供了保障,使三峽水庫的防洪調度達到了比較精細的程度。從現階段各控製站水文預報的技術水平保障看,城陵磯防洪補償調度也是可行的。今後,應結合上遊水庫的不斷建成,深入研究對城陵磯補償的控製運用條件,以及進一步擴大第一部分防洪庫容的可能性,充分發揮三峽水庫對一般洪水的防洪作用,同時深入研究對一般洪水調度水庫蓄水幾率增加後的水庫泥沙淤積及下遊的衝刷問題。
4. 上遊水庫對三峽水庫蓄水的影響
隨著上遊水庫的興建,水庫群防洪庫容不斷增加,水庫蓄水與防洪以及水庫群之間的蓄水矛盾會加大,為此,需要進一步從技術及行政兩方麵協調水庫防洪與蓄水、三峽水庫蓄水與上遊水庫蓄水之間的關係,以充分發揮水庫對水資源的調節作用,獲得更大的綜合利用效益。
與三峽水庫同步蓄水的上遊水庫主要為有防洪任務水庫,同步蓄水庫容目前為20.1億m3,2013年溪洛渡、向家壩投運後將達66.6億m3。遇上遊發生枯水水情,估算上遊其他水庫還將增加與三峽同步蓄水庫容21.0億m3。按不利的來水情況考慮,2013年上遊與三峽同步蓄水庫容分別為41.1億m3、87.6億m3。
在長江流域綜合規劃和長江流域防洪規劃中,對上遊水庫防禦本支流洪水和配合三峽水庫對長江中下遊防洪預留的防洪庫容做了整體安排,總規模300多億m3。為協調水庫群汛後蓄水與防洪調度,防洪規劃提出上遊水庫以攔蓄洪水基流的方式配合三峽攔洪,也就是防洪庫容分期預留,水庫在7—8月可開始逐步蓄水。在金沙江下遊4梯級及上遊其他支流水庫的調度運行設計時,各水庫按9月底以前完成蓄水任務來設計水庫運行方式。
隨著上遊水庫的興建,當水庫群具有一定規模後,水庫興利蓄水與防洪、下遊用水需求的矛盾將會進一步加大,目前長江水利委員會正在抓緊進行三峽及上遊水庫群聯合蓄水調度方式的研究。受來水、工程建成下閘蓄水等多方麵影響,每年的汛末蓄水量都在變化,為協調上、下遊水庫蓄水關係,需要盡快建立信息通報渠道,為三峽水庫做好蓄水調度方案提供信息支持;同時,為有效利用好長江水資源,需盡快建立以三峽為核心的長江控製性樞紐統一調度的運行機製。
5. 三峽蓄水對長江中下遊水文情勢的影響
三峽水庫對徑流的調節與攔沙後清水下泄,對長江中下遊及兩湖水情會帶來影響,清水下泄是一個長期不斷發展的過程,對中下遊蓄泄關係、江湖關係的影響需要進一步加強觀測與研究,當前應關注水庫蓄水對中下遊特別是兩湖的影響。
三峽工程建成後,長江年入海總水量沒有改變,由於水庫調蓄作用,中下遊9—11月份多年平均流量較建庫前減小,12月至次年5月下泄流量有所增加,尤以最枯季節增幅較大。受此影響,長江中下遊幹流低水位出現時間提前,持續時間增長,年最低水位平均值略有抬高;因水庫蓄水及荊江河道衝刷影響,致荊南三口洪道斷流時間提前,斷流天數增加;蓄水期間,洞庭湖、鄱陽湖區及漢江等支流下遊水位不同程度地受到幹流水位降低的影響。
由於三峽水庫蓄水集中在9月和10月,攔蓄水量相對較大,中下遊幹流10月平均水位較天然情況降低。如遇來水偏少年份,與三峽蓄水影響相疊加,中下遊水文情勢改變將更加突出,同時,幹流水位降低導致兩湖出流加快,相應湖區水位下降,使得兩湖枯水期有所提前,枯水時段延長。
隨著三峽水庫入庫泥沙大幅減少,加上三峽水庫運用後,水庫攔截大部分泥沙,三峽水庫出庫泥沙也有較大幅度的減少。清水下泄導致壩下遊河道發生長時期、長河段的衝刷,衝刷強度從上段向下段逐步發展。由於中下遊河道各河段在各個時期衝淤程度不同,各河段泄流能力可能發生不同的變化,必將相應引起水位的變化。
四、建議
1. 加強三峽工程投運後對長江中下遊的影響及對策研究
鑒於上遊來水來沙、壩下遊河道衝淤、江湖關係變化等的不確定性以及三峽工程蓄水運用後對長江中下遊的影響有一個逐步發展的過程,加之三峽工程對防洪、河道、供水、灌溉、生態環境等方麵的影響還需不斷地深入認知,因此,需加強對長江中下遊的專門監測和分析工作,不斷深化三峽工程運用後對長江中下遊河勢變化、江湖關係的影響及對策研究。
2. 加強三峽水庫綜合利用及優化調度研究
三峽工程投入運行後,遇特殊幹旱年份對中下遊用水和長江口段壓鹹等方麵的作用與影響,以往研究不夠,今後隨著長江流域內用水量以及跨流域調水量的增加,防洪、發電、供水、航運和生態等各方麵矛盾將進一步加劇,應加強研究,及時調整和優化調度運用方式,並研究緩解此類問題的對策措施,提高三峽水庫綜合利用效益。
3. 加強三峽與長江上遊幹支流水庫統一調度研究
優化和完善水庫群統一調度方案,加強中長期徑流預報和汛限水位動態控製技術研究,合理安排上遊幹支流水庫群的蓄、泄水時機,充分發揮上遊幹支流水庫群對長江中下遊的防洪作用和整體綜合效益。
4. 建立以三峽水庫為骨幹的水庫群聯合調度運行保障機製和政策
水庫群的聯合調度將增強流域水資源的優化配置能力,拓展流域綜合效益,建議建立跨地區、跨部門的協調機製、應急機製和補償機製,在國家層麵製定促進長江上遊水庫群聯合調度運行保障機製和政策,確保三峽工程及上遊水庫群能夠充分發揮綜合效益。
(作者:水利部長江水利委員會主任) 作者:蔡其華
三峽工程是長江治理開發的關鍵性工程,是長江綜合防洪體係的骨幹工程,在長江中下遊防洪體係中占有重要地位。經過17年的建設,三峽工程已經全麵建成。2010年汛期,三峽工程迎來了建成以來首次較大洪水的考驗,通過精細調度、科學調控,三峽工程充分發揮了防洪作用。汛後,三峽水庫首次實現蓄水至正常蓄水位175米的目標,三峽工程的發電、航運、供水等綜合效益開始全麵發揮作用。
一、三峽工程的防洪作用
1. 長江中下遊的防洪形勢
長江是一條雨洪河流,流域內雨量豐沛,多年平均年降水量約1100mm,但地區分布差異較大,總的趨勢是自東南向西北遞減;降水量年內分配也不均勻,5—10月的降水量約占全年降水量的70%—90%。流域內洪水主要由暴雨形成,暴雨出現時間一般中下遊早於上遊,江南早於江北。由於暴雨發生季節的差異,一般年份幹支流洪峰互相錯開,中下遊幹流可順序承泄中下遊支流和上遊幹流洪水,不致造成大的洪災。但如果氣象異常,上下遊、幹支流洪水遭遇,就會形成大洪水或特大洪水;暴雨量大、曆時長,則導致中下遊幹流洪水峰高量大,高水位持續時間長。
新中國成立後,黨和政府高度重視長江防洪問題,開展了大規模的防洪工程建設,並取得了巨大成就。特別是1998年長江大洪水後,國家投入大量資金對長江幹堤進行全麵加固,長江中下遊的防洪能力有了較大提高。但是,仍然存在以下突出問題:
(1)長江的洪水來量遠遠超過中下遊各河段的安全泄量。自1153年以來,宜昌流量超過80000m3/s的有8次,城陵磯以上幹流和洞庭湖的彙合洪峰流量在1931年、1935年和1954年均超過100000m3/s,而目前上荊江的安全泄量為60000—68000m3/s、城陵磯附近約60000m3/s、漢口約70000m3/s、湖口約80000m3/s,洪水來量大與河道泄洪能力不足的矛盾十分突出。
(2)三峽工程興建前,荊江河段如果遇1860年或1870年型洪水,運用現有荊江分洪工程分洪後,尚有30000—35000m3/s的超額洪峰流量無法安全下泄,不論荊江南潰還是北潰,均將淹沒大片農田和村鎮,造成大量人口傷亡,特別是北潰還將嚴重威脅武漢市的安全。
(3)長江中下遊蓄滯洪區內人口多,安全建設滯後,實施計劃分洪十分困難,一旦分洪損失大;湖區及支流堤防工程仍存在薄弱環節和隱患,堤防缺乏必要的安全監測和搶險設備,技術手段落後,防洪形勢依然嚴峻。
2. 三峽工程的防洪作用
三峽水庫正常蓄水位175m以下庫容393億m3,其中防洪庫容221.5億m3,工程建成後通過水庫調蓄運用,長江中下遊的防洪能力將有較大的提高,特別是荊江地區的防洪形勢將發生根本性的變化。
(1)荊江地區若遇百年一遇及以下洪水,通過水庫攔蓄洪水,可使沙市水位不超過44.50m,不需啟用荊江分洪區;遇千年一遇或1870年型洪水,可控製枝城流量不超過80000m3/s,配合荊江地區蓄滯洪區的運用,可使沙市水位不超過45.00m,從而保證荊江河段與江漢平原的防洪安全。此外,由於水庫攔蓄、清水下泄,使分流入洞庭湖的水沙減少,可減輕洞庭湖的淤積,延長洞庭湖的調蓄壽命。
(2)城陵磯附近地區通過三峽水庫調蓄上遊洪水,一般年份基本上不分洪(各支流尾閭除外),若遇1931年、1935年、1954年和1998年型大洪水,可減少本地區的分蓄洪量和土地淹沒。
(3)武漢地區由於長江上遊洪水得到有效控製,從而可以避免荊江大堤潰決後洪水取捷徑直趨武漢的威脅。此外,武漢以上控製洪水的能力除了原有的蓄滯洪區容量外,增加了三峽水庫的防洪庫容221.5億m3,大大提高了武漢防洪調度的靈活性。
二、2010年長江洪水特性及調度實踐
1. 汛情特點
(1)暴雨過程多、強度大。入汛後長江流域暴雨持續不斷,主汛期發生了4次相對集中的強降雨階段,且持續時間長,強雨帶南北拉鋸、上下遊移動。各階段降水強度多以大到暴雨、局地大暴雨為主。6月16—24日強雨區主要發生在長江中下遊的兩湖水係,最大降雨中心位於信江和撫河一帶;7月8—15日主雨區略有北抬,強雨區主要發生在長江中下遊幹流至兩湖水係偏北地區一帶,最大降雨中心位於長江下遊幹流區間;7月15—25日強雨區西進北抬,強降雨主要發生在嘉、岷流域及漢江上中遊地區,最大降雨中心位於渠江;8月12—25日多雨區再次出現在嘉、岷流域及漢江上中遊地區一帶。各階段最大暴雨中心日雨量均超過250mm,如鄱陽湖進賢站6月19日雨量達329mm,7月8日安慶站雨量達291mm、鄂東北英山站雨量達287mm,嘉陵江通江站7月16日雨量達277mm, 8月18日岷江楊柳坪站雨量達254mm。
(2)汛情來勢猛、範圍廣。主汛期長江流域大部分地區發生或多次發生大範圍暴雨,僅統計上述4次集中性強降雨階段,累計雨量大於100mm的籠罩麵積分別約為39.8萬、46.3萬、61.4萬和69.1萬km2;大於300mm的籠罩麵積分別約為7.1萬、10.1萬、6.5萬和2.6萬km2。與曆史同期降雨量相比,6—8月長江流域偏多1成,長江上遊基本正常,中下遊偏多2成;其中,6月洞庭湖水係、鄱陽湖水係偏多3成多,7月長江下遊幹流偏多約1.6倍、長江中遊幹流和漢江分別偏多6—7成、嘉陵江偏多3成,8月岷沱江、漢江和長江下遊幹流分別偏多約2—3成。受強降雨過程影響,長江流域相應出現了明顯的漲水過程。
(3)洪水漲幅大、超警多。受強降雨影響,長江幹流大部江段和撫河、信江、嘉陵江、漢江等多條重要支流及洞庭湖、鄱陽湖區均發生超警戒以上的洪水,且水位漲勢迅猛。鄱陽湖水係昌江渡峰坑站最大日漲幅5.41m,洪峰水位超過警戒水位4.25m;幹流寸灘站7月19日24小時水位漲幅近5m,從接近警戒水位到超過保證水位;三峽水庫庫水位最大日漲幅4.06m,最大日攔蓄洪水量24.68億m3;嘉陵江支流渠江羅渡溪站水位最大日漲幅11.39m,洪峰水位超過曆史最高水位,流量超過曆史最大流量;漢江幹流白河站水位最大日漲幅12.46m,水位超過保證水位,流量從4610m3/s猛增到21400m3/s。
(4)洪災類型多、損失重。山洪、泥石流、滑坡、城市內澇等多種類型災害頻繁發生,造成了大量人員傷亡和財產損失。截止8月底,長江流域共有9個省(直轄市)1046個縣(市、區)受災,山洪災害數百起,大量縣(市)城受淹,洪災損失慘重。
2. 調度實踐
(1)優化調度方案。三峽工程初期運行以來,防洪、發電、航運、生態及中下遊用水等各方麵都對三峽水庫調度提出了新的要求。2009年10月,《三峽水庫優化調度方案》(以下簡稱《方案》)經國務院批準實施。
《方案》在防洪調度方麵,考慮到三峽工程初步設計主要采用對荊江河段防洪補償調度的方式,重點是防禦荊江特大洪水,三峽水庫防洪庫容的利用效率明顯不夠高,難以適應中下遊地區的現實要求,因此通過擬訂荊江與城陵磯不同補償方式以及分析其對水庫泥沙淤積、水庫淹沒等方麵的影響,提出了在保證樞紐大壩安全和不降低荊江防洪標準的前提下,合理兼顧對城陵磯防洪補償的調度方式。
《方案》提出的對城陵磯防洪補償調度方式,將三峽水庫防洪庫容221.5億m3自下而上分為三部分。第一部分庫容約56.5億m3,用於城陵磯地區防洪,相應庫水位為155.0m;第二部分庫容125.8億m3,用於荊江地區防洪補償,相應庫水位為171.0m;第三部分庫容約39.2億m3,用於防禦荊江特大洪水。在遇到三峽上遊來水不很大而城陵磯附近(主要是洞庭湖)來水較大,迫切需要三峽水庫攔洪以減輕防洪壓力的情況下,三峽水庫運用預留的56.5億m3防洪庫容(庫水位145—155m),按控製城陵磯(蓮花塘)水位34.4m(保證水位)進行防洪補償調度。在運用上,首先用第一部分防洪庫容調蓄洪水,按控製城陵磯水位不超過34.4m進行調度;蓄水155m後,即不再考慮城陵磯防洪補償的要求,改按隻考慮荊江地區的防洪補償要求調度;蓄水171.0m後,則按遭遇特大洪水時荊江河段在分蓄洪措施配合下安全行洪進行調度。
(2)實際調度運行。2010年汛期,在遵循《方案》的基礎上增加了對中小洪水的調度實踐,即“當長江上遊發生中小洪水,根據實時雨水情和預測預報,在三峽水庫尚不需實施對荊江或城陵磯河段進行補償調度,且有充分把握保障防洪安全時,三峽水庫可以相機進行調洪運用。”
為應對主汛期長江洪水,三峽水庫實施了5次攔洪調度,累計攔洪230多億m3。其中,7月20—22日,入庫洪峰流量達70000m3/s,通過控製下泄流量,為下遊防洪削峰約30000m3/s,庫水位迅速上漲,22日19時上升至158m,攔蓄洪水約73億m3。
三峽工程2010年175m試驗性蓄水從9月10日0時開始,起蓄水位承接前期防洪調度的實際庫水位160.2m。9月30日8時蓄水位為162.55m,10月10日8時蓄至168.85m,10月16日6時庫水位達到了前兩年試驗性蓄水最高蓄水位172.8m,10月26日9時首次蓄水至175m。本次175m蓄水在總結2008年和2009年試驗性蓄水工作的基礎上,按照國務院確定的“安全、科學、穩妥、漸進”的原則,做好充分準備,蓄水過程兼顧了上下遊用水需求,較好處理了防洪、發電、航運和補水之間的關係。
(3)調度效果與效益分析。2010年汛期,長江防總通過科學調度三峽水庫,及時攔洪、適時泄洪,有效削峰錯峰,不僅充分發揮了三峽工程的防洪作用,而且也取得了顯著的發電、航運等綜合利用效益。
在防洪方麵,有效避免了長江上遊洪水與中下遊洪水疊加給沿岸人民造成的安全威脅,緩解了中下遊地區的防洪壓力。比如,7月20日8時,三峽迎來建庫以來最大的入庫流量70000m3/s,長江防總通過滾動會商、精細調度,將三峽水庫下泄流量控製在40000 m3/s,削減洪峰流量30000m3/s,削峰40%以上,從而降低長江中遊幹流沿線水位0.45—2.55m,使中下遊河段特別是沙市和武漢河段未超警戒水位,中下遊幹流堤防無一處險情發生,長江中下遊的防汛壓力得到有效緩解。如果沒有三峽水庫攔洪蓄峰,這次洪水過程將使沙市和城陵磯的洪水位接近保證水位,沿線需要調配大量人員巡堤查險,防洪的壓力、消耗與風險將明顯增大。
在發電方麵,三峽水庫攔蓄洪水期間一直維持在高水位運行,最高達到161.01m,增加了發電量。據初步統計,與同期相比,6—8月三峽水庫增加發電量30多億kwh。
在航運方麵,及時調控三峽水庫下泄流量至25000 /s,分兩次疏散了積壓在三峽至葛洲壩之間的中小船舶,僅7月31日8時—8月1日20時,就疏散了滯留在三峽河段的船隻500條(艘),有效地保障了交通安全,穩定了船員情緒。
在水庫提前蓄水和對中下遊補水方麵, 2010年9月10日提前蓄水,保障了10月底成功蓄水至175m目標的實現,水庫具備了枯期為中下遊補水165.5億m3的能力。10月26日蓄水至175m後,自12月下旬開始加大出流,對長江中下遊實施補水,截至2011年2月底,共向下遊補水約70億m3。由於三峽水庫實施補水調度,長江中下遊幹流主要控製站流量比常年同期偏多1—6成,對保證長江中下遊及兩湖地區用水需求、葛洲壩下遊三江航道暢通、抵製鹹潮入侵等發揮了重要作用。
2010年,長江防總在遵循《方案》的基礎上,通過對中小洪水的科學精細調度,較大地發揮了三峽工程的防洪、發電、航運、供水等綜合效益,為長江中下遊地區的經濟社會發展提供了安全的環境,其社會效益、經濟效益無疑是巨大的。2010年三峽防洪調度合理兼顧了對城陵磯防洪補償,這一有益嚐試為進一步優化三峽水庫防洪調度方式積累了寶貴經驗。三峽水庫成功蓄水至175m,表明三峽工程將會按照規劃發揮其綜合效益。
三、三峽水庫調度相關問題探討
三峽工程綜合效益能否充分發揮,在很大程度上取決於優化調度。進一步加強三峽水庫調度的深化、優化、精細化研究至關重要。
1. 入庫洪水與動庫容調洪
三峽水庫動、靜庫容調洪均可滿足水庫調度的要求,但水庫建成後,楔形庫容是客觀的,在今後的水庫調度中應積極完善三峽入庫洪水動庫容調洪計算模型。入庫洪水過程線由回水末端的入庫洪水與區間洪水兩部分組成,應進一步增加對區間洪水的觀測,以獲得準確的水庫洪水資料。
水庫調洪計算的方法一般可分為壩址洪水靜庫容法和入庫洪水動庫容法。三峽水庫入庫洪水與壩址洪水相比,具有洪峰峰值增大、出現時間提前、洪量集中等特點。動庫容能較好地反映洪水進入水庫後蓄水量的實際情況,但動庫容除與庫區河道地形有關外,還與入庫洪水類型及組成、調度方式、壩前水位、水庫特性等因素有關,影響因素複雜。
以往對動、靜庫容調洪的研究說明,遇百年一遇、千年一遇洪水時雖然三峽水庫的動庫容攔洪量小於靜庫容攔洪量,但枝城的最大流量百年一遇洪水時均為56700m3/s,千年一遇洪水時均小於80000 m3/s,且三峽最高水位控製在175m。亦即三峽水庫221.5億m3防洪庫容是偏安全的,即使采用動庫容調洪,也能夠達到規劃製定的防洪要求,從而滿足長江中下遊整體防洪體係的需要。
目前,長江水利委員會已建立三峽水庫MIKE11水動力學預報調度模型,模型采用水動力學方法,模擬庫區水麵線的變化來實現動庫容的調洪計算。在2010年三峽水庫運用的實踐中,對動、靜庫容調洪進行了對比研究,計算成果與實測吻合較好。從實際應用效果來看,動、靜庫容調洪具有較好的精度,均可滿足水庫調度的要求。如要進一步分析水庫調度後庫區水麵線的實際情況,則需要采取動庫容調洪方法。因此今後還需在資料積累的基礎上,不斷完善動庫容調洪模型,並考慮適當增加入庫控製站,以獲取相對準確的入庫洪水資料。
2. 水庫蓄水對重慶河段泥沙衝淤及回水的影響
隨著長江上遊幹支流水庫的逐步建設,三峽入庫泥沙的減少對減輕庫尾特別是重慶市主城區段的泥沙淤積有較大作用。但水庫蓄水也會相對增加重慶河段泥沙淤積,特別是對於大水大沙年或小水中沙年的水庫蓄水方式需要進一步研究,並持續加強觀測。
天然情況下,重慶主城區河段年內演變規律一般表現為“洪淤枯衝”。在三峽水庫圍堰發電期和初期運行期,重慶主城區河段尚未受三峽水庫壅水影響,屬自然條件下的演變。
試驗性蓄水期重慶主城區河段受三峽庫區蓄水影響較小。2008年9月—2010年6月,全河段淤積泥沙295萬m3,淤積主要集中在長江朝天門以下河段;2010年6月11日—9月5日,全河段淤積泥沙244.6萬m3,從衝淤分布來看,長江幹流朝天門以上、以下河段分別淤積泥沙127.9萬m3、131.7萬m3,嘉陵江段則衝刷泥沙15.0萬m3。
據三峽水庫試驗性蓄水的觀測資料分析,當三峽壩前水位低於160m時,寸灘以上庫段基本不受三峽水庫蓄水影響,9月中旬—10月中旬重慶主城區河段仍然保持較強的走沙能力,泥沙主要淤積在清溪場以下庫段;汛後當三峽壩前水位超過160m時,壅水逐漸影響到主城區河段,特別是當壩前水位超過162m時,朝天門以上河段受壅水影響明顯。隨著壩前水位的逐漸抬高,重慶主城區河段天然情況下汛後河床衝刷較為集中的規律則因水庫充蓄、水位壅高、流速減緩而改變,河床也由天然情況下的衝刷轉為以淤積為主,汛後的河道衝刷期相應後移至汛前庫水位的消落期。
由於目前泥沙觀測時間尚短,對於庫尾局部淤積礙航規律還需進一步觀測驗證。從數學模型分析結果看,對於大水大沙年或小水中沙年還應注意水庫蓄水方式,盡可能增加汛後走沙的時間。隨著長江上遊幹支流水庫的逐步建設,三峽入庫泥沙將減少更多,庫尾段(特別是重慶市主城區段)的泥沙淤積情況將隨之得到很大改善,變動回水區洪水位也將明顯降低。
3. 三峽水庫對城陵磯防洪補償調度
為充分發揮三峽水庫的防洪作用,三峽水庫對城陵磯補償調度是必要的,也是現實可行的,且隨著上遊水庫的建設,對城陵磯補償預留的防洪庫容還有條件進一步增加。
2010年汛期,根據長江中下遊防洪形勢和現實需求,三峽水庫5次攔蓄洪水,充分發揮了防洪作用。雖然2010年汛期三峽水庫尚未按控製城陵磯(蓮花塘)站水位34.4m進行防洪補償調度,但從控製調度過程和效果看,兼顧對城陵磯的防洪補償調度方式是現實可行的。
三峽水庫兼顧對城陵磯防洪補償調度,隻要科學合理地設置好對不同地區補償的庫容,擬定合理的調度方案,在現階段長江水文預報技術水平基礎上,可以做到既不影響荊江地區設定的防洪標準,又可進一步降低城陵磯的洪水位。
實施城陵磯防洪補償調度,汛期三峽水庫蓄水幾率將增加,在一定程度上可能增加庫區泥沙淤積。自有實測資料以來,城陵磯水位超過34.4m的年份較多地出現在20世紀末及本世紀初(分別為1954、1996、1998、1999、2002年),經對20世紀以來的洪水年份進行還原後推算,按城陵磯(蓮花塘)水位34.4m為控製補償調度,三峽水庫平均約10年運用1次。分析表明,三峽水庫采用對荊江或對城陵磯補償調度方式對庫區泥沙的淤積差別很小。
鑒於上遊已建和在建水庫攔沙和水土保持減沙的作用使得三峽入庫泥沙減少,以及隨著經濟社會發展長江中下遊分洪損失越來越大等情況,在既保證荊江河段防洪目標的實現,又不增加庫區淹沒的基礎上,充分利用三峽水庫的防洪潛力,在長江中下遊遇到大洪水,中下遊防洪形勢較為嚴峻時,三峽水庫對城陵磯進行補償調節,減少中下遊的分洪量,減輕中下遊防汛壓力,是十分必要的。汛期洪水調度過程中,根據水情預報推算的長江中下遊幹流主要控製站2—3天的水位誤差基本上在厘米級,並可通過滾動預報和分析不斷進行校驗修正,為三峽水庫高效發揮控泄作用、取得比較理想的防洪效果提供了保障,使三峽水庫的防洪調度達到了比較精細的程度。從現階段各控製站水文預報的技術水平保障看,城陵磯防洪補償調度也是可行的。今後,應結合上遊水庫的不斷建成,深入研究對城陵磯補償的控製運用條件,以及進一步擴大第一部分防洪庫容的可能性,充分發揮三峽水庫對一般洪水的防洪作用,同時深入研究對一般洪水調度水庫蓄水幾率增加後的水庫泥沙淤積及下遊的衝刷問題。
4. 上遊水庫對三峽水庫蓄水的影響
隨著上遊水庫的興建,水庫群防洪庫容不斷增加,水庫蓄水與防洪以及水庫群之間的蓄水矛盾會加大,為此,需要進一步從技術及行政兩方麵協調水庫防洪與蓄水、三峽水庫蓄水與上遊水庫蓄水之間的關係,以充分發揮水庫對水資源的調節作用,獲得更大的綜合利用效益。
與三峽水庫同步蓄水的上遊水庫主要為有防洪任務水庫,同步蓄水庫容目前為20.1億m3,2013年溪洛渡、向家壩投運後將達66.6億m3。遇上遊發生枯水水情,估算上遊其他水庫還將增加與三峽同步蓄水庫容21.0億m3。按不利的來水情況考慮,2013年上遊與三峽同步蓄水庫容分別為41.1億m3、87.6億m3。
在長江流域綜合規劃和長江流域防洪規劃中,對上遊水庫防禦本支流洪水和配合三峽水庫對長江中下遊防洪預留的防洪庫容做了整體安排,總規模300多億m3。為協調水庫群汛後蓄水與防洪調度,防洪規劃提出上遊水庫以攔蓄洪水基流的方式配合三峽攔洪,也就是防洪庫容分期預留,水庫在7—8月可開始逐步蓄水。在金沙江下遊4梯級及上遊其他支流水庫的調度運行設計時,各水庫按9月底以前完成蓄水任務來設計水庫運行方式。
隨著上遊水庫的興建,當水庫群具有一定規模後,水庫興利蓄水與防洪、下遊用水需求的矛盾將會進一步加大,目前長江水利委員會正在抓緊進行三峽及上遊水庫群聯合蓄水調度方式的研究。受來水、工程建成下閘蓄水等多方麵影響,每年的汛末蓄水量都在變化,為協調上、下遊水庫蓄水關係,需要盡快建立信息通報渠道,為三峽水庫做好蓄水調度方案提供信息支持;同時,為有效利用好長江水資源,需盡快建立以三峽為核心的長江控製性樞紐統一調度的運行機製。
5. 三峽蓄水對長江中下遊水文情勢的影響
三峽水庫對徑流的調節與攔沙後清水下泄,對長江中下遊及兩湖水情會帶來影響,清水下泄是一個長期不斷發展的過程,對中下遊蓄泄關係、江湖關係的影響需要進一步加強觀測與研究,當前應關注水庫蓄水對中下遊特別是兩湖的影響。
三峽工程建成後,長江年入海總水量沒有改變,由於水庫調蓄作用,中下遊9—11月份多年平均流量較建庫前減小,12月至次年5月下泄流量有所增加,尤以最枯季節增幅較大。受此影響,長江中下遊幹流低水位出現時間提前,持續時間增長,年最低水位平均值略有抬高;因水庫蓄水及荊江河道衝刷影響,致荊南三口洪道斷流時間提前,斷流天數增加;蓄水期間,洞庭湖、鄱陽湖區及漢江等支流下遊水位不同程度地受到幹流水位降低的影響。
由於三峽水庫蓄水集中在9月和10月,攔蓄水量相對較大,中下遊幹流10月平均水位較天然情況降低。如遇來水偏少年份,與三峽蓄水影響相疊加,中下遊水文情勢改變將更加突出,同時,幹流水位降低導致兩湖出流加快,相應湖區水位下降,使得兩湖枯水期有所提前,枯水時段延長。
隨著三峽水庫入庫泥沙大幅減少,加上三峽水庫運用後,水庫攔截大部分泥沙,三峽水庫出庫泥沙也有較大幅度的減少。清水下泄導致壩下遊河道發生長時期、長河段的衝刷,衝刷強度從上段向下段逐步發展。由於中下遊河道各河段在各個時期衝淤程度不同,各河段泄流能力可能發生不同的變化,必將相應引起水位的變化。
四、建議
1. 加強三峽工程投運後對長江中下遊的影響及對策研究
鑒於上遊來水來沙、壩下遊河道衝淤、江湖關係變化等的不確定性以及三峽工程蓄水運用後對長江中下遊的影響有一個逐步發展的過程,加之三峽工程對防洪、河道、供水、灌溉、生態環境等方麵的影響還需不斷地深入認知,因此,需加強對長江中下遊的專門監測和分析工作,不斷深化三峽工程運用後對長江中下遊河勢變化、江湖關係的影響及對策研究。
2. 加強三峽水庫綜合利用及優化調度研究
三峽工程投入運行後,遇特殊幹旱年份對中下遊用水和長江口段壓鹹等方麵的作用與影響,以往研究不夠,今後隨著長江流域內用水量以及跨流域調水量的增加,防洪、發電、供水、航運和生態等各方麵矛盾將進一步加劇,應加強研究,及時調整和優化調度運用方式,並研究緩解此類問題的對策措施,提高三峽水庫綜合利用效益。
3. 加強三峽與長江上遊幹支流水庫統一調度研究
優化和完善水庫群統一調度方案,加強中長期徑流預報和汛限水位動態控製技術研究,合理安排上遊幹支流水庫群的蓄、泄水時機,充分發揮上遊幹支流水庫群對長江中下遊的防洪作用和整體綜合效益。
4. 建立以三峽水庫為骨幹的水庫群聯合調度運行保障機製和政策
水庫群的聯合調度將增強流域水資源的優化配置能力,拓展流域綜合效益,建議建立跨地區、跨部門的協調機製、應急機製和補償機製,在國家層麵製定促進長江上遊水庫群聯合調度運行保障機製和政策,確保三峽工程及上遊水庫群能夠充分發揮綜合效益。
(作者:水利部長江水利委員會主任) 作者:蔡其華




