三峡水库提前蓄水方案的优化选择

［收稿日期］　２０１１－０５－１２［基金项目］　“十一五”国家科技支撑计划项目（２００８ＢＡＢ２９Ｂ０８）；水利部公益性行业专项经费项目（２００８０１０３５）［作者简介］　刘丹雅（１９５４—），女，湖南新田县人，教授级高级工程师，主要从事水利水电规划、水库调度等方面的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｄａｎｙａ＠ｃｊｗｓｊｙ．ｃｏｍ．ｃｎ三峡水库综合利用调度关键技术研究与实践刘丹雅，纪国强，安有贵（长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，武汉４３００１０）［摘要］　为全面提升三峡工程的综合利用效益，三峡水库蓄水以来对规划设计的水库调度方式进行了优化研究与实践。

文章对其关键技术进行分析总结，主要有协调防洪、发电、航运、供水和生态等多目标需求的技术、调度风险控制技术、调度决策优化技术、编制调度规程以规范调度工作等。

通过分析以寻求不断完善三峡水库综合利用调度方式的路径，力求实现三峡工程效益最优，成为环境友好且对社会公益性贡献突出的跨世纪宏伟工程。

［关键词］　三峡水库；综合利用；优化调度决策；风险控制［中图分类号］　ＴＶ６９７　［文献标识码］　Ａ　［文章编号］　１００９－１７４２（２０１１）０７－００６６－０４1　前言三峡工程具有防洪、发电、航运和枯期向下游补水等巨大的综合利用效益，其水库调度运用是实现这些效益的重要手段。

三峡水库正常蓄水位为１７５ｍ，有防洪库容２２１．５亿ｍ３，兴利调节库容１６５亿ｍ３，具有年调节能力。

三峡水库蓄水运用以来，为提前、高效、全面发挥三峡工程的综合效益，实现蓄水１７５ｍ的目标，结合水库蓄水运用的实践，开展了一系列水库调度运用方案的深入研究和优化工作以及调度规程编制工作，为三峡工程的科学调度运用提供了技术支撑，对推进三峡工程全面发挥效益起了重要作用。

2　三峡—葛洲坝梯级调度规程编制２００３年６月三峡工程开始蓄水至１３５ｍ，实现围堰发电及通航，这标志着三峡工程从勘测设计、建设走向运用且逐步发挥效益的阶段。

三峡工程八大焦点问题透视泥沙淤积情况怎样？西南大旱和三峡工程真有关系吗？……兴建20年、枢纽成功运行10周年，暨连续4年成功实现175米蓄水之际，新华社记者走进国务院三峡办、水利部、长江水利委员会、中国工程院、中国长江三峡集团公司等单位，向权威专家请教，并走访了三峡坝区、库区及下游多个地方，掌握了大量第一手资料，试图梳理解读笼罩在“三峡工程”上的是是非非的焦点问题。

焦点一：泥沙淤积埋大坝？泥沙淤积问题是三峡工程最主要的技术问题之一。

面对泥沙问题，三峡水库采用“蓄清排浑”的方法，即在汛期时加大排水量使浑水出库，在枯水季节大量蓄积清水，以此减少泥沙在水库内的淤积。

近年研究表明，三峡水库泥沙入库量呈现不断减少的趋势。

根据中国工程院2013年《三峡工程试验性蓄水阶段评估综合报告》，自三峡水库开始蓄水以来（2003年至2012年），入库年均水量变化不大，但入库年均沙量为2．03亿吨，为1990年前均值的42％。

175米试验性蓄水以来，三峡水库上游来沙减少趋势仍然持续，2009年至2012年的年均入库悬移质输沙量为1．83亿吨，仅为1990年前均值的38％。

三峡工程试验性蓄水阶段性评估项目组组长、原中国工程院副院长沈国舫院士认为，三峡入库泥沙量减少，一方面是因为上游不断实施水土保护工程，水土流失局面得到很大改善；另一方面，三峡上游新建了一系列水库，对泥沙有一定拦截作用。

他表示：“今后，随着三峡上游新建各大水库的蓄水拦沙和上下游水库的联合调度，三峡水库的泥沙淤积总体会进一步缓解，三峡水库可以在100年内维持200个亿的库容量。

”目前，三峡水库已蓄水运用10年。

2009年以来三峡水库采取提前蓄水、中小洪水调度、汛限水位上浮等优化调度措施后，年均淤积沙量仅为论证阶段预测值的45％，防洪库容的淤积好于初步设计阶段预测水平。

2012年，三峡水库采取了库尾减淤调度、沙峰调度措施，进一步减少了库尾及库区泥沙淤积，有利于水库更长时间保持有效库容。

长江三峡水库枢纽调度优化研究长江三峡水库的建设成为了中国乃至世界上一项具有里程碑意义的工程。

随着其建设的逐渐完善，长江三峡水库枢纽调度优化的研究因此而展开，这是全球水力发电领域的一大研究难题。

长江三峡水库枢纽调度优化旨在通过最优控制来获得最佳水资源利用效果，如实现旱涝季节国家用水需求的合理分配、确保生态环境水质的稳定保持、增强控制水位进行洪水预警和防范等。

为了达到这一目的，必须进行调度优化，即根据长江三峡水库枢纽水能存储特性进行水位控制策略的优化。

目前，调度优化主要涉及到两个方面：一是适应变化的环境、满足广泛需求的水资源供应与各类工程的需求；二是对水库枢纽的运营模式进行分析与调整，以求效益的最大化。

因此，调度优化问题包括调度算法、调度规律、调度时间等的综合考虑。

从调度的理念出发，水库枢纽及其管理机构应继续推进以水量为中心的操作模式，并逐渐将其扩展至以生态、航运、渔业、灾害监测、水质监测等为中心的多方面操作，以实现长江三峡水库枢纽的综合治理。

为了实现长江三峡水库枢纽调度优化，必须依据长江三峡水库特点开展相应的研究。

目前，调度规律、调度时间、配合水库运行等都已经成为长期研究的内容。

在研究中，采用了优化模型、计算机仿真、概率分析、生态学、经济学和生产力手段等方法，以及长江三峡水库运行实例的观测以及相关数据分析，以求得最佳的长江三峡水库枢纽调度方案。

长江三峡水库枢纽在挖掘水能、调度用水、防洪等方面都具有重要意义。

随着国家生态建设和区域协调发展战略的推进，长江三峡水库枢纽的调度优化研究将成为探讨长江水域及其流域生态、经济、社会等协调发展模式的重要基础。

在未来，长江三峡水库枢纽调度优化的研究将面临更高的挑战，同时也将为其管理部门提供更加有效、稳定、可持续的水资源调度策略，从而使得长江三峡水库枢纽真正成为长江流域水资源利用的“活”库、可持续发展的支撑点。

长江上游梯级水库群蓄水方式初步研究丁毅;傅巧萍【摘要】长江上游干支流将建成一大批库容大、调节能力好的梯级水利枢纽,可发挥规模巨大的综合利用效益.为尽可能满足蓄水期间上下游对水资源的不同需求,在各水库规划设计的蓄水调度原则和方式的基础上,从达到水库设计蓄满率和尽可能提高蓄水期间下泄流量,以及统筹调配流域水资源、兼顾上下游的角度综合考虑,对长江上游梯级水库群的蓄水调度方式和调度模型进行了初步研究,提出了长江上游梯级水库群蓄水调度的建议方案.为确定上游梯级骨干水库蓄水调度模式、统筹各水库蓄泄关系,提供了切实的指导意见.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2013(044)010【总页数】4页(P72-75)【关键词】梯级水库调度;蓄水方式;调度模型;长江上游【作者】丁毅;傅巧萍【作者单位】长江勘测规划设计研究院规划处,湖北武汉430010;长江勘测规划设计研究院规划处,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TV697长江流域集中了全国35%的水资源、50%的技术可开发水能资源，是中国水资源配置的战略水源地、水电开发的主要基地。

同时，长江流域洪涝灾害严重，历来是中华民族的心腹之患。

为了兴利除害，长江干流及主要支流规划了以三峡水库为核心的一批调节作用大、综合利用效益好的控制性水库，总调节库容近1370亿m3，其中防洪库容约770亿m3，其规模之大，堪称世界第一。

梯级水库蓄水直接关系到其综合利用效益的发挥。

长江流域控制性水库主要集中在长江上游地区，这一区域具有水文同步性，水库蓄水时间集中在6～10月，这些控制性水库除兴利外，一般还承担有防洪任务，防洪库容与兴利库容完全结合。

为协调好水库蓄水与枢纽工程安全、防洪、兴利、生态保护等关系，保障梯级水库综合效益的发挥，本次规划中对长江上游梯级水库群蓄水方式进行了初步研究。

1 研究范围长江上游支流众多，洪水与径流组成十分复杂，且各干支流水库开发任务不同，目标存在多重化，因此，水库群蓄水调度是一个十分复杂、庞大的系统工程。

如何为水库运用选择合格的汛限水位目前我国的水库数量有数万座，但大型水库仅占据300多座，其中长江三峡水库、四川都江堰工程举世闻名。

但因某些原因，造成了这些水库的兴利效益与水资源利用率很低。

本文根据我国水库目前存在的问题及改善措施做出研究，以期水库在后期蓄水能带来实际的经济效益。

标签：水库运用；合格；汛限水位1、我国基本水情的特殊性1.1河流水系复杂，南北分布不均我国地势的分布情况呈三级阶梯状，山丘高原众多，地形比较复杂。

江河众多，水系支流多，依据河流水系可分为长江、黄河、淮河、海河、松花江、辽河、珠江等七大江河干流及其支流。

我国河流水系南北分布不均衡，南方比北方的河网密度大，水量丰富。

北方地区的河流多为季节性河流，河流沙量较多，水量较少。

同时，河流的上游地区河道狭窄，冲刷现象严重；中游地区及下游地区河道相对平缓，河段淤积严重，有的甚至会形成地上河现象。

1.2水资源空间分布失调，人均占有量少由于我国人口众多，人口与水资源关系复杂。

我国的水资源占据世界第六位，总量达到2.84万亿立方米，人均水资源占有量只有世界平均水平的28%，约为2100立方米。

从水资源的空间分布来看，降水主要集中在汛期，变化较大，地表径流最大达到十倍以上。

我国北方地区的国土面积占全国的64%，耕地占60%，人口占46%，而水资源仅占全国的19%，成为我国水资源供需最匱乏的区域。

我国由于气候变化及人类活动的影响，水资源情势发生巨大变化，北方流域的支流总量减少13%.总体上看，我国水资源条件严重匮乏，特别是时空分布不均，增加了水资源的开发难度。

1.3人为破坏水资源现象严重，水生态环境脆弱我国因气候特殊、地貌条件及人为因素对水生态环境的破坏，成为世界上水土流失最为严重的国家之一，土壤侵蚀占全球的20%。

在居民的总体素质方面我国还处在偏下阶段，保护水资源方面没有较强的意识，不合理的生产建设活动，严重破坏了水生态环境。

此外，我国的部分国土面积为干旱半干旱地区，降雨少，蒸发量大，植被覆盖面积低，尤其是西北干旱地区，以塔里木河、黑河为主的河流受人类活动的干扰十分严重，恢复难度大。

小型水库初期蓄水方案策划方案嘿，各位小伙伴，今天我们要聊的是小型水库初期蓄水方案策划，这是一个技术活儿，但我保证让大家听起来轻松愉快，就像喝杯下午茶一样自在。

一、项目背景咱们先聊聊背景。

我国水资源丰富，但分布不均，所以建水库成了调节水资源的一个重要手段。

小型水库作为大中型水库的补充，对于缓解地区水资源紧张、保障农业灌溉、提高抗旱能力等方面都有着重要作用。

那么，小型水库的初期蓄水就是关键一步，就像给水库穿衣服，得量身定做。

二、项目目标1.确保水库安全：初期蓄水过程中，要确保水库大坝、溢洪道等设施的安全，不能有半点马虎。

2.合理调配水资源：蓄水要充分考虑上下游、左右岸的用水需求，实现水资源的最优配置。

3.提高蓄水效率：初期蓄水时间有限，我们要在短时间内完成蓄水任务，提高蓄水效率。

三、策划方案1.调查研究（1）收集资料：了解水库所在地的气候、水文、地质、生态环境等基本情况。

（2）现场踏勘：实地查看水库大坝、溢洪道、渠道等设施，了解工程现状。

2.制定蓄水计划（1）确定蓄水时间：根据当地气候、水文条件，选择最佳蓄水时间。

（2）计算蓄水量：结合水库容量、上下游用水需求，计算蓄水量。

（3）制定蓄水方案：包括蓄水顺序、蓄水速度、蓄水过程中的监测和调整等。

3.实施蓄水（1）准备工作：对水库大坝、溢洪道等设施进行检查、维护，确保安全。

（2）蓄水过程：按照蓄水计划，逐步提高水位，注意监测水位、流量等参数。

（3）应急处理：遇到突发情况，如降雨、洪水等，及时调整蓄水方案，确保安全。

4.监测与评估（1）水位监测：实时监测水库水位，确保水位在安全范围内。

（2）水质监测：定期检测水库水质，确保水质达标。

四、项目风险与应对措施1.水库安全风险：加强监测，及时发现隐患，采取措施消除。

2.水资源调配风险：加强与上下游、左右岸的沟通协调，合理调配水资源。

3.时间风险：加强项目管理，确保在规定时间内完成蓄水任务。

4.环境风险：注重环境保护，采取措施减少对生态环境的影响。

水利部工作人员在水库蓄水调度中的算法和决策依据在水库蓄水调度中，水利部工作人员需要运用科学的算法和合理的决策依据，以确保水库的蓄水与供水任务的平衡，以及最大限度地发挥水资源的效益。

本文将介绍水利部工作人员在水库蓄水调度中所使用的算法和决策依据。

一、算法在水库蓄水调度中，水利部工作人员运用以下几种算法：1.1、优先级调度算法：优先级调度算法是指根据不同水库的用水需求和供水任务的紧迫程度，确定优先进行蓄水的水库。

这个算法的核心思想是根据不同水库的供水能力和供水需求来调整水库的蓄水量，以确保供水任务的完成。

1.2、水量平衡算法：水量平衡算法是指根据历史水文资料以及预测水文情况，对水库的入库和出库水量进行计算和控制。

该算法通过准确预测降雨情况、水文过程等，综合考虑水库的蓄水容量和下游供水需求，实现水库蓄水和出水的平衡。

1.3、动态规划算法：动态规划算法是一种优化决策方法，通过划分多个阶段和状态，确定每个阶段的最优蓄水量，从而实现整体的最优调度。

该算法能够在复杂的水情变化中找到最优的蓄水和供水方案，提高水资源的利用效率。

二、决策依据水利部工作人员在水库蓄水调度中，需要基于以下几个方面的决策依据：2.1、水资源状况：水利部工作人员需了解水库所在地区的水资源状况，包括降雨情况、河流径流情况、水库蓄水量等。

通过综合分析这些数据，可以判断水库蓄水和供水任务的紧迫程度，从而调整蓄水量。

2.2、下游供水需求：水利部工作人员需要根据下游的供水需求来确定水库的蓄水量和出水量。

通过与下游供水单位沟通，了解下游的用水需求，从而做出合理的决策。

2.3、水库特性和限制条件：每个水库都有其特定的水量容纳能力和限制条件。

水利部工作人员需要考虑水库的蓄水能力、泄洪能力以及相关的技术指标，根据这些限制条件来确定水库的蓄水方案。

2.4、生态环境保护：水利部工作人员需要充分考虑生态环境保护的因素，遵循生态优先、保护优先的原则。

他们需要评估蓄水对河流生态系统的影响，确保蓄水调度不会对生态环境造成重大的影响。

２０２４年４月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷　第４期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０４－０３７９－１０收稿日期：２０２３－０８－２４；网络首发日期：２０２４－０４－２５网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０４２３．１１１７．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金长江联合基金项目（Ｕ２３４０２０５）；国家重点研发计划课题（２０２２ＹＦＣ３２０２８０１）；中国长江三峡集团有限公司科研项目（０７９９２５４）作者简介：郭生练（１９５７－），教授，挪威工程院外籍院士，主要从事水文水资源研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｌｇｕｏ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ面向新时期新需求的三峡水库运行方案研究郭生练１，王　俊１，谢雨祚１，钟斯睿１，胡　挺２，李　帅２（１．武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，湖北武汉　４３００７２；２．中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心，湖北宜昌　４４３１３３）摘要：本文回顾三峡水库设计洪水、特征水位、运行方案变化调整过程，综述三峡水库运行调度关键技术研究进展和分析来水来沙变化情况。

分别采用最可能洪水地区组成法和非一致性洪水频率分析两种途径，推求考虑上游水库群调蓄影响的三峡水库运行期设计洪水及特征水位。

结果表明：近１０年三峡入库泥沙量比初设成果减少了８４．４％，宜昌站水文情势ＩＨＡ－ＲＶＡ综合指标为７４％、发生了重度改变，三峡水库运行期１０００年一遇７～１５ｄ洪量减少了约８１．５亿～１４２．８亿ｍ３，初设确定汛限水位的主要制约因素（防洪、泥沙）发生了很大的变化。

原单站设计洪水及确定的三峡水库１７５－１５５－１４５ｍ运行方案，已无法满足新时期水资源高效利用和生态环境保护的新需求。

建议把三峡水库运行方案调整为１７５－１６０－１５５ｍ，主汛期水位在１５５～１６０ｍ区间动态控制运行，长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水，８月底蓄至１６３ｍ左右，９月底蓄至１６５ｍ，１０月底蓄满。