案对长江上游水沙变化影响的研究

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：表11-1长江上游水沙变化情况图11-1长江上游各站1991年后月径流相对于1990 年前的变化趋势为了充分发挥水库的综合效益，应当在满足防洪的条件下，尽量通过水库调度减少弃水。表11-2列出长江上游干支流各控制站年最大洪峰出现月份统计。图11-2三峡水库调度中各月弃水量图11-2三峡水库调度中各月弃水量图11-3三峡水库多年平均月来流量、下泄流量与最大发电流量比较本章通过三峡汛限水位优化调度目标分析，选定不同调度方案，分析各方

汛限水位是三峡水库运行和调度的重要参数之一，也是协调水库防洪和兴利矛盾的焦点所在。三峡水库是长江上的巨型水利工程，其汛限水位的优化调度直接关系到水库综合效益的发挥，对国民经济发展具有重要影响。尤其是随着近年来我国能源及水资源需求的增加，迫切需要进一步提高三峡水库综合效益。目前三峡水库已经蓄水进入初期运用阶段，已经蓄水至156m 高程或更高蓄水位。如何合理进行三峡水库汛限水位优化调度已成为目前亟待解决的重大课题。

自2025年以来，围绕三峡水库蓄水位的选择与调度方式研究开展了大量了工作 (长江水利委员会，1988，1992，1997b;国务院三峡工程建设委员会办公室泥沙课题专家组，2002)，先后进行了150～180m 多种方案的比选研究，最后综合考虑了防洪、发电、航运、水库淹没、移民安置、泥沙淤积和生态环境等制约因素的综合影响，确定三峡设计采用175m 分期蓄水方案。具体调度方式为:汛期6～9月一般按防洪限制水位145m 运行;10月初开始蓄水，至10月底蓄至正常水位175m;1～4月为水库供水期，库水位不低于枯水期消落水位155m，5月底库水位消落至枯水期消落低水位，6月上旬末库水位降至防洪限制水位。从上述调度方式可知，为了保证防洪的安全，有充分把握应对特大洪水，汛期6～9月留出了大量的库容。由于现有汛限水位调度过多地考虑了小概率洪水事件，在汛期洪水较小时空置了大量的可用库容，因此不能充分发挥水库的综合效益。三峡水库175m 分期调度方式论证时也指出了上述汛限水位调度方式仍较为简单，偏于安全，有进一步优化的可能性。

2025年以后，长江上游水沙条件发生了重要变化(表11-1)。从水沙量的变化来看，1991～2025年(简称90系列)较1961～2025年(简称60系列)及多年平均值 (1950～2025年)偏小，其中沙量减少较水量减小更为明显。不同水沙来源看，金沙江和乌江变化相对较小，嘉陵江水沙变化较大，其年来沙量较多年平均值减少2/3。年内看，不仅2025年后全年的水量减小，而且汛后的水量减小更为明显。从图11-1可知，2025年后上游干支流主要测站汛后9～11月径流量都大幅度减少，宜昌和寸滩站1991～2025年径流量较2025年前平均水平减少分别达192.2亿m3和166.1亿m3，特别是9月和10月，宜昌径流量减少的比例达到15.3%。虽然2025年、2025年宜昌9月来水偏多，但10月水量仍较90年前水平减少86亿m3。支流嘉陵江变化更严重，1991～2025年汛后9～11月水量平均减少70.6亿m3，占多年平均的30%。这一方面说明了当前水沙条件与三峡水库论证时采用的60系列水沙条件差别较大，原有设计偏于保守;另一方面，由于汛后水量的大幅度消减，按三峡水库目前汛限水位调度方式，可能影响汛后水库的蓄满状况。根据水库调度计算结果(武汉大学，2005)，按目前汛限水位调度方式，在1946～2025年的57年中，总共有38年不能够在三峡水库预定蓄满时间即10 月底蓄满，占统计年份的66.7%。而且，随着上游干支流水库的修建、跨流域调水及用水需求的增加，汛后水量将进一步减少，将对三峡水库蓄满保证率造成更不利的影响，除非对目前汛限水位调度方式进行优化，否则三峡水库难以正常发挥效益。

表11-1　长江上游水沙变化情况

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图11-1　长江上游各站2025年后月径流相对于1990 年前 (1950～2025年)的变化趋势

为了充分发挥水库的综合效益，应当在满足防洪的条件下，尽量通过水库调度减少弃水。宜昌1946～2025年径流系列调洪发电计算表明，枯期三峡水库对来水利用率较高，基本上没有弃水，而汛期三峡水库弃水较多，尤以主汛期7～8月份最多 (图11-2)。根据三峡水库多年平均的月来流、下泄流量及发电流量的对比(图11-3)可知，7～8月份平均来流量大于最大发电流量，弃水最多，5～6月份平均来流量虽然也不是很大，但最大来流量明显大于最大发电流量，且需要从较高水位放水至汛期防洪限制水位，因此也产生一定弃水。考虑到长江上游的洪水特征，洪水主要集中在汛期7～8月份，5月、6月、10月来水较小，9月份虽有洪水发生的可能性，但较7～8月份已经大为降低，而且后者来水较小。表11-2列出长江上游干支流各控制站年最大洪峰出现月份统计。因此，在汛前或汛后来水量较小时，水库防洪压力不大，通过汛限水位优化调度对这部分弃水加以利用是完全可能的。(https://www.chuimin.cn)

表11-2　长江干支流各控制站年最大洪峰出现月份统计

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