金 興 平

(水利部長江水利委員會，湖北 武漢 430010)

以三峽水庫為核心的長江流域水庫群是目前世界上最大規(guī)模的巨型水庫群，在長江流域防洪、生態(tài)、供水、發(fā)電、航運等方面發(fā)揮著重要作用。2009年以來，水利部長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)開展了以三峽水庫為核心的長江干支流控制性水庫群綜合調(diào)度研究，提出了科學(xué)協(xié)調(diào)防洪、發(fā)電、航運、供水、泥沙、生態(tài)等多目標(biāo)的長江水庫群聯(lián)合調(diào)度方式[1]，為充分發(fā)揮水庫群綜合效益提供了有效手段，尤其是在長江流域水旱災(zāi)害防御方面，效果顯著。最近20 a，長江流域先后經(jīng)歷了2010、2012年上中游區(qū)域性較大洪水，2016、2017年中下游區(qū)域性大洪水[2-3]，2020年流域性大洪水，這5場洪水基本包含了長江流域洪水的主要形式，對后三峽時期的水庫群防洪調(diào)度進(jìn)行了全方位的檢驗。其中2010、2012年洪水主要產(chǎn)生于長江上游地區(qū)，水庫群主要對荊江河段實施防洪補償調(diào)度；2016、2017年洪水主要產(chǎn)生于長江中下游地區(qū)，水庫群主要對城陵磯附近地區(qū)實施防洪補償調(diào)度；2020年則是流域性洪水，洪水先是出現(xiàn)在中下游地區(qū)，而后上中游同時發(fā)生洪水，水庫群先是主要對城陵磯附近地區(qū)實施防洪補償調(diào)度，而后同時對荊江河段和城陵磯附近地區(qū)實施防洪補償調(diào)度。3種不同來源、不同類型的洪水，防洪調(diào)度方式不盡相同，調(diào)度難度一次比一次大。

2020年7～8月長江發(fā)生流域性大洪水，其中長江干流發(fā)生5次編號洪水，經(jīng)水庫群盡力調(diào)蓄后中下游蓮花塘至大通江段洪峰水位仍列有實測記錄以來的第2～5位，馬鞍山至鎮(zhèn)江江段潮位超歷史；鄱陽湖區(qū)域發(fā)生流域性超歷史大洪水，上游支流岷江發(fā)生超歷史洪水，沱江、涪江、嘉陵江以及干流朱沱至寸灘江段發(fā)生超保證洪水，三峽水庫出現(xiàn)建庫以來最大入庫流量。

1 長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度體系

2012年國家防總首次批復(fù)了《2012年度長江上游水庫群聯(lián)合調(diào)度方案》，對三峽、二灘、紫坪埔、構(gòu)皮灘、碧口等10座水庫的調(diào)度原則和目標(biāo)、洪水調(diào)度、蓄水調(diào)度、應(yīng)急調(diào)度、調(diào)度權(quán)限、信息報送和共享等方面進(jìn)行了明確，為水庫群聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度提供了依據(jù)[4]。2016年納入水庫群聯(lián)合調(diào)度范圍的水庫增加到21座[5]，2017年又?jǐn)U展到了城陵磯河段以上的長江上中游28座水庫[6]，2018年長江中游漢江梯級、鄱陽湖水系、陸水等重要控制性水庫也進(jìn)一步納入聯(lián)合調(diào)度范圍，長江上中游聯(lián)合調(diào)度水庫數(shù)量增加到40座[7]，以三峽水庫為核心，溪洛渡和向家壩水庫為骨干，金沙江中游群(以下簡稱金中)、雅礱江群、岷江群、嘉陵江群、烏江群、清江群、洞庭湖“四水”群和鄱陽湖“五河”群等8個水庫群組相配合的涵蓋長江湖口以上的中上游水庫群聯(lián)合調(diào)度體系逐步形成[8]。

2019年除長江上中游40座控制性水庫外，長江中下游地區(qū)的46處蓄滯洪區(qū)、宜昌至湖口河段(含洞庭湖區(qū)和鄱陽湖區(qū))的10座重要排澇泵站以及南水北調(diào)中線引江濟漢工程、南水北調(diào)中線一期工程、南水北調(diào)東線一期工程、引江濟太等4項引調(diào)水工程也納入到了聯(lián)合調(diào)度范圍，長江流域水工程聯(lián)合調(diào)度體系初步形成。2020年金沙江烏東德水庫也納入了聯(lián)合調(diào)度范圍，長江上中游控制性水庫數(shù)量增加至41座(見圖1)，長江流域防洪能力進(jìn)一步增強。

至此，納入長江流域聯(lián)合調(diào)度范圍的水工程共計101座(處)，其中：控制性水庫總調(diào)節(jié)庫容884億m3，防洪庫容598億m3；蓄滯洪區(qū)總蓄洪容積591億m3，排澇泵站總設(shè)計排澇能力1 562 m3/s，引調(diào)水工程年設(shè)計引調(diào)水規(guī)模241億m3[9]。

2 長江中下游流域水工程防洪調(diào)度目標(biāo)

長江的防洪調(diào)度堅持“蓄泄兼籌，以泄為主”的指導(dǎo)方針及“江湖兩利，左右岸兼顧，上中下游協(xié)調(diào)”的指導(dǎo)原則[10]。長江流域防洪的重點和難點在長江中下游地區(qū)，以防御新中國成立以來發(fā)生的最大洪水——1954年洪水為目標(biāo)。水庫工程的防洪調(diào)度目標(biāo)是三峽及上游干支流水庫聯(lián)合調(diào)度，通過攔洪、削峰和錯峰，使荊江河段的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100 a一遇以上，遇100 a一遇及以下洪水不需要啟用蓄滯洪區(qū)；遇1 000 a一遇洪水或類似1870年洪水時，配合蓄滯洪區(qū)運用，可以避免荊江兩岸發(fā)生毀滅性洪水災(zāi)害；同時，使長江中下游防洪能力進(jìn)一步提高，遇1954年洪水，超額洪量大幅度減少，蓄滯洪區(qū)運用的機率和數(shù)量均進(jìn)一步減少[11]。此外，當(dāng)沙市水位超過44.5 m、城陵磯水位超過34.0 m、漢口水位超過29.0 m或者湖口水位超過22.0 m時，排澇泵站服從統(tǒng)一調(diào)度，部分泵站停止或者限制運行，以配合保證相應(yīng)河段防洪安全。

3 2020年水工程聯(lián)合調(diào)度實踐及成效

3.1 水工程聯(lián)合調(diào)度過程

2020年汛前，40座水庫水位全部按照調(diào)度計劃消落到汛限水位以下，為防洪調(diào)度留足庫容777億m3(其中汛限水位以下217億m3)。在水利部的組織下，還專題開展了1954年洪水預(yù)報調(diào)度演練、大洪水水文監(jiān)測演練、預(yù)報調(diào)度方案的修訂完善，為迎戰(zhàn)可能發(fā)生的大洪水做好了堅實的技術(shù)準(zhǔn)備。7～8月大洪水期間，長江委強化監(jiān)測預(yù)報預(yù)警、日夜會商分析研判，共向三峽等水庫發(fā)出調(diào)度指令94份，向相關(guān)省市發(fā)出有關(guān)蓄滯洪區(qū)、洲灘民垸、排澇泵站等防洪工程運用文件8份。根據(jù)對水庫群攔蓄洪水的統(tǒng)計，2020年長江流域聯(lián)合調(diào)度水庫群攔蓄洪水約490億m3。水工程調(diào)度情況見表1和圖2。

3.1.1長江1號洪水期間水工程調(diào)度

2020年7月上旬(7月1～13日)，主要以控制城陵磯水文站不超過保證水位34.4 m、降低鄱陽湖區(qū)水位為調(diào)度目標(biāo)，并利用三峽水庫158 m以下庫容對城陵磯附近地區(qū)實施防洪補償調(diào)度，同時限制城陵磯、湖口河段農(nóng)田澇片排澇泵站對江、對湖排澇，必要時啟用鄱陽湖區(qū)洲灘民垸分蓄洪水，全力減輕長江中下游防洪壓力。

圖1 長江上中游聯(lián)合調(diào)度水庫群(40座)Fig.1 Joint operation reservoir groups in upper and middle reaches of Changjiang River(40 reservoirs)

表1 2020年長江流域性大洪水期間水工程攔蓄量Tab.1 Storage capacity of water conservancy projects during Changjiang River Basin flood in 2020 億m3

在此期間的防洪調(diào)度以三峽水庫為主，長江上游水庫群聯(lián)合運用施以配合。三峽水庫自2020年7月1日起控制出庫流量在35 000 m3/s左右，此后逐步壓減至19 000 m3/s左右，以調(diào)度城陵磯水文站不超過保證水位34.4 m。7月2日14：00，三峽水庫入庫洪峰流量53 000 m3/s，削峰率約34%，庫水位由146.5 m左右漲至149.6 m左右后波動，三峽水庫共攔蓄洪量約25億m3。與此同時，調(diào)度上游水庫群攔蓄洪水，減少進(jìn)入三峽水庫洪量，三峽以上上游水庫群合計攔蓄約34億m3。同期，洞庭湖水系多條支流發(fā)生多次較快漲水過程，各主要水庫預(yù)泄騰庫，適時攔蓄，減輕洞庭湖區(qū)防洪壓力，合計攔蓄約15億m3。鄱陽湖水系水庫群攔蓄約5億m3。在上中游水庫群的全力配合下，延緩了中下游主要控制站水位上漲速度，減小了上漲幅度，蓮花塘站、湖口站水位均未超過保證水位。

3.1.2長江2號洪水期間水工程調(diào)度

2020年7月中旬(7月14～21日)，主要以控制城陵磯站盡量不超過保證水位為目標(biāo)，在保證荊江河段和三峽庫區(qū)防洪安全的前提下，繼續(xù)兼顧城陵磯附近地區(qū)防洪。洞庭湖水系主要水庫在確保自身安全前提下，減少入湖水量，減輕中下游干流的防汛壓力。在預(yù)報長江上游還有較大暴雨洪水的情況下，利用后續(xù)洪水來臨前的間歇期，在保證中游干流堤防安全和漢口站水位不超過29.00m的前提下，將蓮花塘站調(diào)度目標(biāo)水位適當(dāng)提高至34.90 m，三峽水庫適時加大下泄流量，盡量降低水位騰出庫容。

圖2 2020年長江流域性大洪水水工程防洪調(diào)度目標(biāo)及三峽水庫運行過程Fig.2 Flood control scheduling objectives of various water conservancy projects and operation progress of Three Gorges Reservoir during Changjiang River Rasin flood in 2020

2020年7月14～21日期間，長江上游地區(qū)暴雨范圍擴大，來水增加，金沙江、雅礱江主要水庫繼續(xù)發(fā)揮攔洪作用，合計攔蓄約59億m3。三峽水庫7月13日02：00出現(xiàn)37 000 m3/s最大流量后小幅消退，隨后又快速上漲，18日08：00出現(xiàn)入庫洪峰流量61 000 m3/s。此次過程，三峽水庫最高調(diào)洪水位為164.58 m(20日05：00，三峽建成以來7月最高調(diào)洪水位)，該階段三峽水庫共攔蓄洪水約88億m3，出庫流量由31 000 m3/s左右逐步增加至41 000 m3/s左右，但削峰率仍達(dá)到46%左右。按照調(diào)度規(guī)程，三峽水庫水位超過155 m之后，一般情況不再對城陵磯附近地區(qū)實施防洪補償調(diào)度。但由于洞庭湖和鄱陽湖地區(qū)防汛形勢非常嚴(yán)峻，中下游干流及其兩湖地區(qū)堤防持續(xù)高水位運行，通盤考慮后期水文氣象預(yù)報和流域整體防洪形勢、水庫群運用狀況后，經(jīng)請示水利部同意，三峽水庫在對荊江河段實施防洪補償調(diào)度的同時，繼續(xù)對城陵磯地區(qū)實施防洪補償調(diào)度，避免城陵磯附近地區(qū)動用蓄滯洪區(qū)分洪。同時洞庭湖、鄱陽湖水系水庫群也攔蓄洪水約6.4億m3。通過上中游水庫群的聯(lián)合調(diào)度，蓮花塘站沒有超過保證水位。

3.1.3長江3號洪水期間水工程調(diào)度

2020年7月下旬(7月22～30日)，主要以三峽水庫以最高調(diào)洪水位不超過165 m(為實現(xiàn)荊江河段100 a一遇防御目標(biāo)和三峽大壩防御特大洪水留有調(diào)度空間)、控制城陵磯站水位不超過34.9 m、盡量避免啟動蓄滯洪區(qū)為目標(biāo)，合理利用三峽及其他干支流水庫為洞庭湖洪水?dāng)r洪、錯峰，實現(xiàn)上游洪水與洞庭湖洪水有序錯峰，全力減少湖區(qū)防洪壓力。

在此期間，長江上游主要水庫繼續(xù)不同程度攔蓄，合計攔蓄約15億m3。鑒于預(yù)報后期仍有較大量級的洪水過程，為統(tǒng)籌上下游防洪安全，三峽水庫及時逐步加大出庫流量至45 000 m3/s，預(yù)泄騰庫，7月25日12：00庫水位降至158.56 m，準(zhǔn)備迎戰(zhàn)后續(xù)洪水。27日14：00，三峽水庫出現(xiàn)入庫洪峰流量60 000 m3/s，最大出庫流量在40 000 m3/s左右，削峰率約36%，29日08：00最高調(diào)洪水位163.36 m，該階段三峽水庫共攔蓄洪水約33億m3。同時洞庭湖、鄱陽湖水系水庫群共攔蓄約3.9億m3。通過水庫攔洪削峰錯峰，蓮花塘站洪峰水位(34.59 m，7月28日12：00)沒有超過34.90 m，超過34.40 m的幅度控制在0.2 m以內(nèi)。

3.1.48月上旬洪水間歇期水工程調(diào)度

2020年8月上旬(7月31日至8月10日)，長江流域有快速移動的降雨過程，雨強整體偏弱，降雨中心分散，流域水情出現(xiàn)平穩(wěn)間歇期，為騰庫創(chuàng)造了難得的機遇期。因此該階段的調(diào)度主要以預(yù)泄騰庫、同時保證中下游干流水位持續(xù)消退為目標(biāo)。

接上次洪水過程，三峽水庫7月29日08：00調(diào)洪高水位為163.36 m，此后持續(xù)預(yù)泄騰庫，至8月14日12：00庫水位消落至153.03 m，累計騰出防洪庫容約72億m3。上游水庫群亦借機騰庫，7月底至8月上旬累計騰出防洪庫容13億m3。及時騰出的庫容為迎戰(zhàn)接下來的長江上游100 a一遇的復(fù)式洪水提供了寶貴的“武器”。

3.1.5長江4號、5號洪水期間水工程調(diào)度

2020年8月中下旬(8月11日至9月1日)，長江2020年第4號洪水、第5號洪水接連形成。兩次洪水洪峰流量大、間隔期短，三峽及上游水庫群的大量防洪庫容在前期洪水過程中已經(jīng)被運用，洞庭湖地區(qū)降雨過程沒有結(jié)束、中下游干流及兩湖地區(qū)水位仍處在高位，這是水庫群防洪調(diào)度最艱難的時期。擬定該階段水工程防洪調(diào)度目標(biāo)為減輕川渝河段(特別是重慶市主城區(qū))防洪壓力、降低三峽水庫庫尾淹沒風(fēng)險、同時保障中下游地區(qū)防洪安全。

2020年8月11～31日期間，暴雨主要出現(xiàn)在岷江、沱江、嘉陵江、涪江以及上游干流區(qū)間，兩次暴雨過程強度巨大、落區(qū)基本重疊、且基本沒有間歇，致使岷江高場站發(fā)生超歷史記錄洪水，沱江、涪江、嘉陵江以及干流朱沱至寸灘江段發(fā)生超保證洪水，除了發(fā)揮暴雨區(qū)的水庫群為該流域防洪攔蓄洪水之外，動用金沙江、雅礱江和烏江水庫群全力攔蓄水量，其中金沙江最下游梯級向家壩水庫出庫流量一度減小至4 000 m3/s，烏江流域水庫群也通過上下游梯級配合，將彭水水庫的日均下泄流量減小至300 m3/s。長江上游水庫群(不含三峽)累計攔蓄洪量約82.1億m3。其中，4號洪水期間總攔蓄洪量約20.5億m3，5號洪水期間總攔蓄洪量約61.6億m3。正是這些水庫的攔蓄，才將寸灘站90 a一遇的洪峰削減至20 a一遇，將130 a一遇的7 d洪量減小至40 a一遇。經(jīng)過上游水庫群全力攔蓄之后，4號和5號洪水三峽水庫入庫洪峰流量仍分別達(dá)到62 000 m3/s和75 000 m3/s。三峽水庫的調(diào)度既需要滿足中下游地區(qū)防洪要求，又要最大程度地降低三峽水庫庫尾淹沒風(fēng)險，減輕庫區(qū)防洪壓力。由于三峽水庫為河道性水庫，庫尾水面線受到入庫洪峰、壩前水位和出庫流量等因素的影響，這也是調(diào)度的關(guān)鍵點之一，需要通過上游水庫削減入庫洪峰，控制三峽水庫壩前水位降低洪水的起調(diào)水位，從而減小庫尾洪水楔形體、降低庫尾水位。在此過程中三峽水庫控制出庫流量由41 500 m3/s逐步增加至49 400 m3/s，削峰率分別達(dá)到33%和34%，庫水位最高漲至167.65 m。三峽水庫4號、5號洪水期間分別攔蓄洪水25.65億m3和81.89億m3，累計攔蓄約108億m3，避免了使用荊江分洪區(qū)分洪。

3.2 水工程調(diào)度成效

據(jù)長江委水文局反演計算，通過上中游水庫群的聯(lián)合運用，可降低長江干流川渝河段洪峰水位2.9～3.3 m，降低中下游干流宜昌至大通河段最高水位0.3～3.6 m，避免了宜昌至石首河段水位超保證水位，縮短中下游干流各站超警時間8～22 d。長江干流主要控制站還原特征值見表2。

2020年1號洪水期間(7月2～12日)，上中游水庫群攔蓄洪水約73億m3，降低城陵磯蓮花塘洪峰水位0.8 m左右，降低漢口站洪峰水位0.5 m左右，降低湖口站洪峰水位0.2 m左右；其中，三峽水庫共攔蓄洪水約25億m3，降低蓮花塘洪峰水位0.2 m左右，降低漢口站洪峰水位0.1 m左右，降低湖口站洪峰水位0.1 m左右。此外，根據(jù)江西省提供的信息，截至7月15日，鄱陽湖區(qū)185座單退圩全部運用，蓄洪容積總計約24億m3，經(jīng)初步分析，降低鄱陽湖湖區(qū)水位約0.2～0.3 m。

2020年2號洪水期間(7月12～21日)，上中游水庫群攔蓄洪水約173億m3。其中，長江上游水庫群(不含三峽水庫)攔蓄洪水約59億m3，將三峽水庫入庫洪峰流量從70 000 m3/s削減至61 000 m3/s；三峽水庫攔蓄洪水約88億m3。長江上中游水庫群聯(lián)合運用，降低沙市站、監(jiān)利站、蓮花塘站、漢口站洪峰水位分別約1.0，1.5，1.6，1.7 m，其中三峽水庫發(fā)揮了50%以上的作用。

2020年3號洪水期間(7月25～28日)，上中游水庫群攔蓄洪水約56億m3。其中，長江上游水庫群(不含三峽水庫)攔蓄洪水約15.5億m3，將三峽水庫入庫洪峰流量從67 000 m3/s削減至60 000 m3/s，三峽水庫攔蓄洪水約33億m3；洞庭湖主要水庫攔蓄約3.5億m3，清江梯級水庫攔蓄約2億m3，其他水庫攔蓄約2億m3。長江上中游水庫群聯(lián)合運用，降低蓮花塘站洪峰水位約0.6 m，降低漢口站洪峰水位約0.4 m，其中三峽水庫發(fā)揮了60%以上的作用。

2020年8月洪水為長江上游發(fā)生的一次復(fù)式洪水過程，相繼出現(xiàn)4號和5號編號洪水，上游水庫群實施聯(lián)合調(diào)度，累計攔蓄約190億m3。其中，三峽水庫攔蓄約108億m3，其它水庫攔蓄約82億m3。通過上中游水庫群聯(lián)合調(diào)度，降低李莊、瀘州、朱沱、寸灘站洪峰水位分別約為3.2，2.9，3.3，3.0 m，降低宜昌至蓮花塘江段洪峰水位2.0～3.6 m，降低漢口至大通江段 水位1.1～2.0m。經(jīng)水庫群攔蓄后，宜昌及以下各站僅為常遇洪水，避免了荊江分洪區(qū)的啟用。

4 啟示與思考

經(jīng)過10多年持續(xù)不斷的研究、實踐、再研究、再實踐，長江流域水工程聯(lián)合防洪調(diào)度體系逐漸打磨成型，經(jīng)歷2010、2012、2016、2017、2020年上中游、中下游、全流域3種不同洪水類型的檢驗，防洪預(yù)報調(diào)度方式等技術(shù)手段也日趨成熟完善。水工程聯(lián)合調(diào)度的防洪減災(zāi)成效非常顯著，但也還存在一些值得深入思考和研究的問題。

4.1 實時調(diào)度中需要把握的問題

長江流域的水庫大多以防洪作為首要任務(wù)，只有首先落實防洪安全的前提下，才能發(fā)揮好水庫的綜合效益。筆者曾提出將水庫調(diào)度劃分為規(guī)劃設(shè)計、聯(lián)合運用和實時調(diào)度三個層面[8]或者稱為三個調(diào)度場景，郭生練也提出梯級水庫運行期設(shè)計洪水[12]，試圖提出處理好聯(lián)合調(diào)度與單庫調(diào)度、實時調(diào)度與調(diào)度規(guī)程之間關(guān)系的一些辦法。水庫的調(diào)度規(guī)程基本以典型設(shè)計洪水為分析基礎(chǔ)，確定其調(diào)度目標(biāo)、任務(wù)和原則，一般采用最大的外包邊界條件，條款也較為寬泛，靈活性較大，遇重要節(jié)點調(diào)度決策難度大，但它是水庫調(diào)度的根本大法，是調(diào)度決策的主要依據(jù)。實時調(diào)度過程中面對的是各種各樣的的場次洪水過程，加上上游水庫的調(diào)節(jié)影響，其洪水來源、組成、洪峰、洪量及其過程與天然條件下的設(shè)計值差別很大。一方面應(yīng)當(dāng)按照流域整體防洪目標(biāo)和任務(wù)，根據(jù)流域水庫群投運后的水文情勢變化，研究制定水庫群聯(lián)合調(diào)度計劃，將防洪任務(wù)分解落實到每一座水庫或群組；另一方面在實時調(diào)度層面需要通過分析研判流域整體防洪形勢(包括水庫群運用狀況)、各場次洪水的來源和組成及其未來一段時間內(nèi)的變化趨勢，以調(diào)度規(guī)程(聯(lián)合調(diào)度計劃)為依據(jù)，確定每場洪水過程的階段調(diào)度目標(biāo)及其調(diào)度方案。因為大的洪水過程總是在不斷發(fā)展變化的，因此每一次洪水過程調(diào)度方案的確定要立足于短期水文氣象預(yù)報，調(diào)度策略上則根據(jù)暴雨洪水過程的中期預(yù)測適度把握，但是任何情況下都需要留有余地或者后手。其中對流域整體防洪形勢的研判和對未來短期雨水情預(yù)報及其中期水文氣象變化趨勢的預(yù)測是科學(xué)制定階段調(diào)度方案的關(guān)鍵，滾動分析預(yù)報、綜合會商是避免由于預(yù)報的不確定性帶來調(diào)度決策失誤的有效方法和措施。

4.2 期待水文氣象預(yù)報技術(shù)新的突破

在水庫調(diào)度中是否使用水文氣象預(yù)報是一個有爭議的話題，鑒于預(yù)報具有不確定性，以前從偏安全的角度考慮只是將預(yù)報作為參考，而不是作為調(diào)度的邊界條件之一。但如果不使用預(yù)報，三峽水庫汛期的運行水位將會是始終維持在汛限水位一條線上，防洪是也有可能出現(xiàn)下游防洪異常緊張或者需要運用蓄滯洪區(qū)分蓄洪水，而水庫還剩余大量調(diào)節(jié)庫容的情況。從長江水工程聯(lián)合調(diào)度實踐來看，水文氣象預(yù)報的使用對于充分發(fā)揮水工程的防洪減災(zāi)等綜合效益具有重要作用。但是隨著水工程調(diào)度范圍的不斷擴大，對水文預(yù)報預(yù)見期的要求越來越長，對預(yù)報精度的要求也越來越高，傳統(tǒng)的水文預(yù)報已經(jīng)無法滿足像長江這樣大流域水工程聯(lián)合調(diào)度的需要。一方面需要向氣象預(yù)報要預(yù)見期，將水文預(yù)見期內(nèi)的降雨作為輸入，減小由于預(yù)見期降雨帶來的過大的水文預(yù)報誤差；另一方面要創(chuàng)新水文預(yù)報方法，將傳統(tǒng)的以機理方法為主的水文預(yù)報模型與數(shù)據(jù)驅(qū)動模型結(jié)合起來，走機理模型與數(shù)據(jù)模型融合發(fā)展之路。既發(fā)揮傳統(tǒng)模型具有很強的物理基礎(chǔ)的優(yōu)勢，建立模型庫；又發(fā)揮大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)在相似性分類分析、迭代學(xué)習(xí)等方面的優(yōu)勢， 從時空等維度精細(xì)化模型參數(shù)，實現(xiàn)模型參數(shù)自優(yōu)化、預(yù)報成果的自校正，分類分型模擬水文過程，提升對不同類型、組成水文過程的預(yù)報能力和水平；基于調(diào)度目標(biāo)、對象和調(diào)度規(guī)則建立全河系預(yù)報調(diào)度知識圖譜，基于歷史預(yù)報調(diào)度案例建立典型洪水預(yù)報調(diào)度知識圖譜，建設(shè)長江洪水預(yù)報調(diào)度規(guī)則庫和長江歷史洪水預(yù)報調(diào)度案例庫。

4.3 建設(shè)以長江流域水模擬為基礎(chǔ)的控制性水利工程綜合調(diào)度支持系統(tǒng)

首先建立從大氣降水-坡面產(chǎn)流-河道匯流-湖庫調(diào)蓄的覆蓋全流域的水模擬系統(tǒng)，對江河湖庫水文要素進(jìn)行實時動態(tài)評價與預(yù)警，對各主要節(jié)點水位、流量等要素未來的變化作出預(yù)報，根據(jù)調(diào)度規(guī)則庫模擬水工程進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而自動模擬流域水文要素的發(fā)展變化，為水工程聯(lián)合調(diào)度中的預(yù)報調(diào)度一體化提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)算法。在長江上中游水庫群聯(lián)合調(diào)度基礎(chǔ)上，將調(diào)度對象從目前40座水庫擴展至165座引調(diào)水工程、涵閘、泵站等控制性水利工程，調(diào)度目標(biāo)從防洪、水量調(diào)度擴展至水生態(tài)、泥沙、應(yīng)急等方面，構(gòu)建基于統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)的多源數(shù)據(jù)匯集平臺、綜合調(diào)度數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用支撐平臺、應(yīng)用為一體的綜合調(diào)度支持系統(tǒng)。擬建中的系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)服務(wù)、計算服務(wù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用解耦分離的設(shè)計，以微服務(wù)模式構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同，且更有利于數(shù)據(jù)、模型、業(yè)務(wù)拓展的更新迭代。系統(tǒng)的建設(shè)將提高信息化支撐服務(wù)能力，提升調(diào)度決策智能化水平，實現(xiàn)流域防洪、水量、水生態(tài)等多目標(biāo)綜合調(diào)度，為全面推進(jìn)長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展提供強有力的水利支撐與保障。

致 謝

本文中有關(guān)調(diào)度效益計算和洪水還原計算由長江水利委員會水旱災(zāi)害防御局和水文局提供，特表感謝！本文2020年水文要素的統(tǒng)計分析源自報汛數(shù)據(jù)。