李 鵬，李天成

(1.三峽水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心，湖北 宜昌 443002； 2.智慧長(zhǎng)江與水電科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 宜昌 443002)

0 引 言

烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩水電站為川渝河段及長(zhǎng)江中下游防洪的骨干工程，是“西電東送”的骨干電源點(diǎn)。三峽工程是長(zhǎng)江治理與保護(hù)的關(guān)鍵性骨干工程，是中國(guó)“西電東送”和“南北互供”的骨干電源點(diǎn)。葛洲壩水電站是徑流式電站，主要任務(wù)是對(duì)三峽水利樞紐日調(diào)節(jié)下泄的非恒定流過(guò)程進(jìn)行反調(diào)節(jié)。梯級(jí)6座電站水庫(kù)總防洪庫(kù)容376.43億m3，總裝機(jī)容量7 003.5萬(wàn)kW，包含5座世界排名前12的水電站，送電區(qū)域包括華東、華中、華南、西南等區(qū)域，覆蓋了半個(gè)中國(guó)(表1)[1-2]。梯級(jí)電站分布區(qū)域和規(guī)模居世界同類企業(yè)之首，調(diào)度較為復(fù)雜。當(dāng)前，烏東德、白鶴灘水電站尚未全面投入正常運(yùn)行，因此，提前研究未來(lái)梯級(jí)6座電站全面正常運(yùn)行后不同調(diào)度時(shí)期的調(diào)度運(yùn)行策略十分必要。

1 梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行節(jié)點(diǎn)

水庫(kù)調(diào)度規(guī)程是指導(dǎo)梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行的基本依據(jù)[3]。調(diào)度規(guī)程規(guī)定溪洛渡水庫(kù)、向家壩水庫(kù)和三峽水庫(kù)的運(yùn)行節(jié)點(diǎn)如表1。

表1 梯級(jí)各電站基本情況Tab.1 Basic information of cascade power stations

(1) 溪洛渡水庫(kù)水位6月底需降至560 m以下，7月1日至9月10日按防洪限制水位560 m控制運(yùn)行，當(dāng)需要水庫(kù)防洪運(yùn)用時(shí)，按防汛主管部門的調(diào)度指令實(shí)施防洪調(diào)度。根據(jù)全流域來(lái)水情況，宜在9月底前蓄至正常蓄水位600 m，后水庫(kù)進(jìn)入供水期，統(tǒng)籌考慮供水期整體效益，合理確定消落供水期水庫(kù)水位。

(2) 向家壩水庫(kù)水位6月底需降至防洪限制水位370 m，7月1日至9月10日按370 m控制運(yùn)行，當(dāng)需要水庫(kù)防洪運(yùn)用時(shí)，按防汛主管部門的調(diào)度指令實(shí)施防洪調(diào)度。一般情況下，向家壩水庫(kù)自9月11日開始蓄水，9月底前可蓄至正常蓄水位380 m；10～12月，水庫(kù)水位一般維持380 m運(yùn)行，1月開始進(jìn)入水庫(kù)供水期，水庫(kù)水位逐步消落。

(3) 三峽水庫(kù)水位4月末不低于枯期消落低水位155 m，5月25日不高于155 m，6月10日消落至防洪限制水位145 m；汛期水位按防洪限制水位145 m控制運(yùn)行，實(shí)時(shí)調(diào)度庫(kù)水位可在防洪限制水位上下一定范圍內(nèi)變動(dòng)；6月11日至8月20日，當(dāng)實(shí)時(shí)入庫(kù)流量小于28 000 m3/s、預(yù)報(bào)未來(lái)3 d入庫(kù)流量均不大于30 000 m3/s，且沙市站、城陵磯(蓮花塘)站水位分別在41.0 m、30.5 m以下、預(yù)報(bào)洞庭湖水系未來(lái)3 d無(wú)中等強(qiáng)度以上降雨過(guò)程時(shí)，庫(kù)水位可在144.9～148.0 m之間浮動(dòng)；8月21日至9月10日，當(dāng)預(yù)報(bào)入庫(kù)流量不超過(guò)55 000 m3/s，且沙市站、城陵磯(蓮花塘)站水位分別低于40.3 m、30.4 m，三峽水庫(kù)水位可適當(dāng)上浮，一般情況下不超過(guò)150 m；結(jié)合防洪抗旱形勢(shì)需要，經(jīng)水利部和長(zhǎng)江水利委員會(huì)同意，9月1日后可逐漸抬升水位，9月10日可控制在150～155 m；水庫(kù)蓄水時(shí)間不早于9月10日，一般情況下9月底控制水位162 m，視來(lái)水情況可調(diào)整至165 m，10月底可蓄至175 m；后水庫(kù)進(jìn)入供水期，在綜合考慮航運(yùn)、水生態(tài)發(fā)電、水資源需求條件下逐步消落。

在實(shí)際調(diào)度中，梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度應(yīng)以調(diào)度規(guī)程為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況需求，科學(xué)合理地開展優(yōu)化調(diào)度。

2 消落期調(diào)度實(shí)踐

2.1 梯級(jí)水庫(kù)整體消落進(jìn)程

梯級(jí)水庫(kù)消落期往往伴隨著電站機(jī)組檢修、外送線路檢修、生態(tài)調(diào)度等多項(xiàng)需求，同時(shí)需兼顧水庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定及特殊應(yīng)急調(diào)度等。因此，梯級(jí)水庫(kù)消落期調(diào)度的總體原則為保證枯水期生態(tài)供水前提下，滿足下游河道航運(yùn)、生態(tài)、工程施工、電網(wǎng)運(yùn)行、庫(kù)岸穩(wěn)定、應(yīng)急調(diào)度等綜合利用需求，合理利用水資源。

根據(jù)梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度規(guī)程，通常情況下溪洛渡水庫(kù)供水時(shí)期為12月下旬至6月，向家壩水庫(kù)供水時(shí)期為1～6月，三峽水庫(kù)供水時(shí)期為1月至6月上旬。統(tǒng)計(jì)近5 a消落期溪洛渡水庫(kù)、向家壩水庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱“溪向”)-三峽水庫(kù)、葛洲壩水庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱“三葛”)梯級(jí)水庫(kù)水位運(yùn)行情況(圖1～3)。

圖1 溪洛渡水庫(kù)近5 a消落期運(yùn)行過(guò)程Fig.1 Operation process of Xiluodu Reservoir during the falling stage in recent 5 years

圖2 向家壩水庫(kù)近5 a消落期運(yùn)行過(guò)程Fig.2 Operation process of Xiangjiaba Reservoir during the falling stage in recent 5 years

圖3 三峽水庫(kù)近5 a消落期運(yùn)行過(guò)程Fig.3 Operation process of the Three Gorges Reservoir during the falling stage in recent 5 years

從近5 a梯級(jí)水庫(kù)消落期運(yùn)行實(shí)況可以看出：由于電網(wǎng)對(duì)三峽水電站頂峰保電的高要求，消落前期通常需要長(zhǎng)時(shí)間維持較高水位運(yùn)行。因此，三峽水庫(kù)會(huì)伴隨著明顯的消落后期集中消落情況出現(xiàn)；從梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合消落層面考慮，通常會(huì)安排溪洛渡、向家壩水庫(kù)早于三峽水庫(kù)開始消落，從一定程度上減緩三峽水庫(kù)集中消落的壓力，且三峽水庫(kù)在高水頭時(shí)期，金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)進(jìn)行消落，從水頭效益層面上考慮，有利于梯級(jí)水庫(kù)的整體發(fā)電效益。

在各水庫(kù)消落調(diào)度方面，溪洛渡水庫(kù)4月底基本消落至570 m左右，4月底前考慮外送線路檢修及電網(wǎng)保供需求，水庫(kù)整體緩步消落；5月水庫(kù)加快集中消落，考慮機(jī)組運(yùn)行工況及庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定，5月底水庫(kù)水位基本消落至545～550 m，2021年受白鶴灘水庫(kù)蓄水影響，水庫(kù)水位消落至540 m附近。

向家壩水庫(kù)調(diào)節(jié)能力有限，受溪洛渡水庫(kù)消落及自身外送線路檢修影響，消落期間水庫(kù)水位運(yùn)行規(guī)律性相對(duì)不強(qiáng)，時(shí)常有水庫(kù)水位反復(fù)回蓄情況出現(xiàn)；5月中旬至6月下旬，向家壩水庫(kù)整體處于集中消落時(shí)期，水庫(kù)水位于6月下旬基本消落至371 m附近。

三峽水庫(kù)消落規(guī)律較為明顯，整體上1～4月水庫(kù)水位緩步消落，控制4月底水位不低于155 m，5月至6月10日為集中消落期，水庫(kù)水位加快消落，控制5月25日水位不高于155 m，6月10日水位消落至145 m附近。

2.2 梯級(jí)水庫(kù)消落期典型調(diào)度過(guò)程

梯級(jí)水庫(kù)消落期，除了應(yīng)急調(diào)度之外，較為常見的典型調(diào)度包括保電調(diào)度、生態(tài)調(diào)度及向家壩反調(diào)節(jié)調(diào)度。從圖1～3可以看出，2018年梯級(jí)水庫(kù)消落過(guò)程部分時(shí)段較歷年偏差較大，因此本文選取2018年進(jìn)行典型調(diào)度過(guò)程分析。

2.2.1 保電調(diào)度

2018年2月上旬之前，受寒潮影響，電網(wǎng)電力負(fù)荷需求較大，溪洛渡電站持續(xù)加大出力為電網(wǎng)實(shí)施保電調(diào)度，全廠出力從350萬(wàn)kW最高調(diào)增至750萬(wàn)kW，并且長(zhǎng)時(shí)間維持在550萬(wàn)kW以上運(yùn)行。對(duì)應(yīng)溪洛渡水庫(kù)日均出庫(kù)流量長(zhǎng)時(shí)間維持在3 000～4 000 m3/s之間波動(dòng)，水庫(kù)水位迅速消落，2月12日水庫(kù)水位最低消落至569.88 m，1月至2月上旬溪洛渡水電站全廠平均出力約570萬(wàn)kW，較近5 a歷史同期均值偏大約100萬(wàn)kW。隨著氣溫回暖及用電負(fù)荷降低影響，水位有所回升，調(diào)度過(guò)程見圖4。

圖4 2018年溪洛渡水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.4 Xiluodu Reservoir dispatching operation process in 2018

三峽水庫(kù)水位2018年年初173.72 m，1月上中旬受寒潮影響，電網(wǎng)電力負(fù)荷需求較大，持續(xù)加大出力為電網(wǎng)實(shí)施保電調(diào)度，全廠出力持續(xù)維持在680萬(wàn)kW以上，對(duì)應(yīng)三峽水庫(kù)的日均出庫(kù)流量維持在7 000～8 000 m3/s之間波動(dòng)；2月22日起，受寒潮加劇影響，全廠出力最大增加至約960萬(wàn)kW，對(duì)應(yīng)日均出庫(kù)流量約9 800 m3/s，1月末庫(kù)水位消落至171.88 m。2月寒潮持續(xù)，上旬全廠出力基本維持在800萬(wàn)kW以上，對(duì)應(yīng)出庫(kù)流量基本維持在8 000 m3/s以上，水位持續(xù)下降，1月至2月上旬三峽水電站全廠平均出力約780萬(wàn)kW，較近5 a歷史同期均值偏大約60萬(wàn)kW；春節(jié)期間出庫(kù)雖降至約6 500 m3/s，但入庫(kù)減小至約4 100 m3/s，水位繼續(xù)下降，至2月末降至166.29 m。3月寒潮基本結(jié)束，但受3月3～21日期間保電影響，三峽水庫(kù)日均出庫(kù)維持在7 500 m3/s左右，水庫(kù)水位進(jìn)一步消落至21日161.79 m。隨著保電期結(jié)束，三峽水電站出力逐步減小，庫(kù)水位有所回升，調(diào)度過(guò)程見圖5。

圖5 2018年三峽水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.5 Dispatching operation process of Three Gorges Reservoir in 2018

2.2.2 生態(tài)調(diào)度

5月15～25日，溪洛渡水庫(kù)、向家壩水庫(kù)、三峽水庫(kù)開展了梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合生態(tài)調(diào)度。此次生態(tài)調(diào)度旨在宜賓以下河段制造一場(chǎng)連續(xù)的洪水過(guò)程，為魚類繁殖創(chuàng)造適宜的水文、水力條件，促進(jìn)川江河段和長(zhǎng)江中下游河段產(chǎn)漂流性卵魚類繁殖。溪洛渡-向家壩生態(tài)調(diào)度時(shí)間為5月15～18日，考慮向家壩出庫(kù)流量到達(dá)三峽水庫(kù)傳播時(shí)間，根據(jù)氣象預(yù)報(bào)，三峽水庫(kù)生態(tài)調(diào)度時(shí)間為5月19～25日。通過(guò)溪洛渡、向家壩水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，向家壩日均出庫(kù)流量從3 300 m3/s上漲至4 300 m3/s，流量日漲幅約300 m3/s。由于試驗(yàn)期間向家壩出庫(kù)流量較大，溪洛渡水庫(kù)向向家壩水庫(kù)補(bǔ)水，溪洛渡庫(kù)水位從562.7 m消落至557.0 m，向家壩庫(kù)水位從376.9 m消落至375.5 m。三峽水庫(kù)根據(jù)防總調(diào)度令，出庫(kù)流量從14 100 m3/s逐步上漲至24 600 m3/s。梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度過(guò)程見圖6～8。

圖6 溪洛渡水庫(kù)生態(tài)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.6 Operation process of ecological regulation of Xiluodu Reservoir

圖7 向家壩水庫(kù)生態(tài)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.7 Operation process of ecological regulation of Xiangjiaba Reservoir

圖8 三峽水庫(kù)生態(tài)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.8 Operation process of ecological regulation of Three Gorges Reservoir

2.2.3 檢修協(xié)同調(diào)度

消落期間溪洛渡、向家壩水庫(kù)時(shí)常面臨外送線路檢修，尤其是溪洛渡水庫(kù)外送線路檢修期間，電站出力受限，出庫(kù)流量大幅減小。然而，向家壩水庫(kù)在消落期承擔(dān)著對(duì)下游航運(yùn)和生態(tài)補(bǔ)水任務(wù)，此時(shí)往往還需要配合溪洛渡外送線路檢修進(jìn)行反調(diào)節(jié)，開展梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，共同保障線路檢修的順利實(shí)施。4月1～15日，溪洛渡水電站右岸外送線路牛從直流開展檢修工作，期間溪洛渡出庫(kù)流量大幅減小，最低日均減小至1 700 m3/s。為應(yīng)對(duì)牛從直流檢修工作，向家壩水庫(kù)在牛從直流檢修前，抬升水庫(kù)水位至377.42 m，牛從直流檢修期間，配合溪洛渡進(jìn)行反調(diào)節(jié)，利用自身庫(kù)容向下游補(bǔ)水，牛從檢修期末水庫(kù)水位消落至371.15 m。牛從檢修結(jié)束后，溪洛渡電站恢復(fù)出力，增加出庫(kù)流量，向家壩水庫(kù)適當(dāng)減小出庫(kù)流量，水位適當(dāng)抬升(圖9，10)。

圖9 溪洛渡水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.9 Joint dispatching operation process of Xiluodu Reservoir

圖10 向家壩水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行過(guò)程Fig.10 Joint dispatching operation process of Xiangjiaba Reservoir

3 汛期調(diào)度實(shí)踐

3.1 梯級(jí)水庫(kù)汛期整體調(diào)度過(guò)程

汛期梯級(jí)水庫(kù)來(lái)水量約占全年來(lái)水量的70%，面臨巨大防洪壓力，調(diào)度期內(nèi)按規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行防洪調(diào)度。溪洛渡水庫(kù)汛期為7月1日至9月10日，水位一般按在汛限水位560 m上下浮動(dòng)2 m范圍內(nèi)運(yùn)行。向家壩水庫(kù)汛期為7月1日至9月10日，水位一般在370.0～372.5 m范圍內(nèi)運(yùn)行。三峽水庫(kù)汛期為6月10日至9月10日，根據(jù)實(shí)時(shí)水雨情情況，水庫(kù)水位一般在144.9～148.0 m之間浮動(dòng)控制。

統(tǒng)計(jì)近5 a汛期溪向-三葛梯級(jí)水庫(kù)水位運(yùn)行情況見圖11～13。

圖11 溪洛渡水庫(kù)近5 a汛期運(yùn)行過(guò)程Fig.11 Operation process of Xiluodu reservoir in flood season in recent 5 years

圖12 向家壩水庫(kù)近5 a汛期運(yùn)行過(guò)程Fig.12 Operation process of Xiangjiaba Reservoir in flood season in recent 5 years

圖13 三峽水庫(kù)近5 a汛期運(yùn)行過(guò)程Fig.13 Operation process of Three Gorges Reservoir in flood season in recent 5 years

從近5 a梯級(jí)水庫(kù)汛期運(yùn)行實(shí)況可以看出，汛期梯級(jí)水庫(kù)為了保障長(zhǎng)江中下游河道安全，經(jīng)常需在防總調(diào)度令的指導(dǎo)下實(shí)施防洪調(diào)度，水庫(kù)水位被迫上漲，梯級(jí)水庫(kù)汛期實(shí)際運(yùn)行水位往往較汛限水位偏高。在遭遇多場(chǎng)洪水的情況下，水庫(kù)完成上一場(chǎng)防洪調(diào)度后，需盡快采取預(yù)泄措施，降低水庫(kù)水位，預(yù)留足夠的防洪庫(kù)容以應(yīng)對(duì)下一場(chǎng)洪水的到來(lái)，因此庫(kù)水位時(shí)常有反復(fù)漲落的情況出現(xiàn)。在遭遇大洪水時(shí)，梯級(jí)水庫(kù)將開展聯(lián)合防洪調(diào)度，共同釋放防洪庫(kù)容，攔蓄洪水，減輕長(zhǎng)江中下游防洪壓力。

3.2 梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度

汛期梯級(jí)水庫(kù)以自身及長(zhǎng)江中下游防洪安全為調(diào)度宗旨，嚴(yán)格執(zhí)行防洪調(diào)度指令，必要時(shí)開展梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度。本文以2020年第5場(chǎng)編號(hào)洪水為例進(jìn)行調(diào)度過(guò)程分析。

2020年8月15～20日，受上游流域范圍廣、強(qiáng)度大、雨區(qū)重疊的降水影響，岷江、沱江、涪江、嘉陵江等支流和上游干流來(lái)水均居歷史前列，上游多站水位和流量出現(xiàn)超警、超保、超歷史的情況。8月17日14∶00寸灘站流量50 400 m3/s，長(zhǎng)江5號(hào)洪水在三峽水庫(kù)上游形成。承接4號(hào)洪水，三峽水庫(kù)入庫(kù)流量從8月17日08∶00從47 800 m3/s開始起漲，漲至20日08∶00時(shí)洪峰75 000 m3/s，后逐步轉(zhuǎn)退。期間，三峽水庫(kù)陸續(xù)接到3道防洪調(diào)度指令，出庫(kù)流量逐步加大至48 000 m3/s；溪洛渡、向家壩梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)進(jìn)行聯(lián)合防洪調(diào)度，向家壩水庫(kù)出庫(kù)流量減小至6 300 m3/s下泄。此外，烏東德水庫(kù)在5號(hào)洪水期間首次參與防洪調(diào)度，利用自身防洪庫(kù)容抬升水位，攔蓄部分洪量，進(jìn)一步減小了長(zhǎng)江中下游的防洪壓力。

此次梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度期間，烏東德水庫(kù)水位由957.39 m攔蓄至965.41 m，溪洛渡水庫(kù)水位由580.22 m攔蓄至593.27 m，向家壩水庫(kù)水位由372.03 m攔蓄至379.70 m，三峽水庫(kù)水位由157.7 m攔蓄至167.65 m，梯級(jí)水庫(kù)累計(jì)攔蓄洪量約137.9億m3，有效減輕長(zhǎng)江中下游的防洪壓力。調(diào)度過(guò)程見圖14～16。

圖14 溪洛渡水庫(kù)防洪調(diào)度過(guò)程Fig.14 Flood control operation process of Xiluodu Reservoir

圖15 向家壩水庫(kù)防洪調(diào)度過(guò)程Fig.15 Flood control operation process of Xiangjiaba Reservoir

圖16 三峽水庫(kù)防洪調(diào)度過(guò)程Fig.16 Flood control operation process of Three Gorges Reservoir

4 蓄水期調(diào)度實(shí)踐

4.1 梯級(jí)水庫(kù)蓄水期整體調(diào)度過(guò)程

隨著汛期的結(jié)束，梯級(jí)水庫(kù)水位需逐步蓄至正常蓄水位，以應(yīng)對(duì)枯期電網(wǎng)電力供應(yīng)需求和下游航運(yùn)、生態(tài)等用水需求。溪洛渡水庫(kù)汛后開始逐步蓄水，宜在9月底前蓄至正常蓄水位600 m；向家壩水庫(kù)一般自9月11日開始蓄水，9月底前可蓄至正常蓄水位380 m；三峽水庫(kù)開始興利蓄水時(shí)間一般不早于9月10日，10月底可蓄至正常蓄水位175 m。

統(tǒng)計(jì)近5 a蓄水期溪向-三葛梯級(jí)水庫(kù)水位運(yùn)行情況見圖17～19。

圖17 溪洛渡水庫(kù)近5 a蓄水期運(yùn)行過(guò)程Fig.17 Operation process of Xiluodu Reservoir during the storage period of recent 5 years

圖18 向家壩水庫(kù)近5 a蓄水期運(yùn)行過(guò)程Fig.18 Operation process of Xiangjiaba Reservoir during the storage period of recent 5 years

圖19 三峽水庫(kù)近5 a蓄水期運(yùn)行過(guò)程Fig.19 Operation process of Three Gorges Reservoir during the storage period of recent 5 years

從近5 a梯級(jí)水庫(kù)蓄水期運(yùn)行實(shí)況可以看出，蓄水期梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行規(guī)律相對(duì)較為明顯?？紤]到金沙江流域來(lái)水規(guī)律及梯級(jí)水庫(kù)上下游關(guān)系，從梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合蓄水層面考慮，在梯級(jí)水庫(kù)蓄水階段，通常會(huì)安排溪洛渡、向家壩水庫(kù)早于三峽水庫(kù)蓄水，在三峽水庫(kù)蓄水后期若遭遇較強(qiáng)秋汛，溪-向梯級(jí)水庫(kù)可利用已騰出的調(diào)節(jié)庫(kù)容協(xié)助三峽水庫(kù)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，順利完成蓄水任務(wù)。

各水庫(kù)蓄水調(diào)度層面上，溪洛渡水庫(kù)9月上旬末水位基本控制在585～595 m(2019年受汛期運(yùn)行水位嚴(yán)格不超汛限水位影響，起蓄水位偏低)， 9月底至10月上旬逐步蓄至正常蓄水位。向家壩水庫(kù)調(diào)節(jié)能力有限，相較溪洛渡水庫(kù)而言，水位運(yùn)行過(guò)程波動(dòng)明顯，蓄滿時(shí)間跨度較長(zhǎng)，在9月下旬至10月上旬之間。三峽水庫(kù)9月上旬末水位基本控制在155～165 m之間(2019年水位偏低原因同溪洛渡水庫(kù))，后續(xù)逐步抬升水位，基本于10月底前后蓄至正常蓄水位。

4.2 中小洪水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度

汛末蓄水時(shí)期遭遇中小洪水時(shí)，在保障梯級(jí)樞紐運(yùn)行安全的情況下，為提高水資源利用率，宜適時(shí)開展中小洪水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，攔蓄洪水退水段洪量。本文以2021年三峽水庫(kù)10月上中旬調(diào)度過(guò)程為例進(jìn)行分析。

受2021年9月中下旬洪水過(guò)程影響，三峽水庫(kù)10月初水位較歷年同期偏高。根據(jù)氣象中期預(yù)報(bào)，10月3～7日將長(zhǎng)江上游流域?qū)⒊霈F(xiàn)一次明顯的強(qiáng)降雨過(guò)程?？紤]三峽水庫(kù)自身運(yùn)行安全及庫(kù)尾淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)，采取聯(lián)合調(diào)度措施，通過(guò)預(yù)泄提前降低三峽水庫(kù)水位，并減少向家壩水庫(kù)出庫(kù)流量。于10月5日下達(dá)調(diào)度指令，三峽水庫(kù)出庫(kù)流量加大至26 500 m3/s，向家壩出庫(kù)流量減小至4 000 m3/s；7日三峽水庫(kù)迎來(lái)洪峰流量為38 000 m3/s的洪水過(guò)程，為1981年以來(lái)10月份遭遇的最大洪峰。本次聯(lián)合調(diào)度有效保障了三峽水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行安全，避免了庫(kù)尾淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)。洪峰過(guò)后，向家壩水庫(kù)恢復(fù)正常調(diào)度，三峽水庫(kù)入庫(kù)流量逐步轉(zhuǎn)退，及時(shí)減小了出庫(kù)流量，攔蓄洪水退水段洪量，提高了水資源利用率，保障了三峽水庫(kù)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行期首年正式蓄水任務(wù)的順利完成(圖20)。

圖20 三峽水庫(kù)2021年10月上中旬調(diào)度過(guò)程Fig.20 Dispatching process of the Three Gorges Reservoir in the first and middle of October 2021

5 梯級(jí)六庫(kù)調(diào)度策略討論

隨著烏東德水庫(kù)、白鶴灘水庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱“烏白”)相繼投運(yùn)，金沙江下游-三峽梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度模式逐步向六庫(kù)模式轉(zhuǎn)變，亟待探索新的聯(lián)合調(diào)度策略。本文僅對(duì)六庫(kù)聯(lián)調(diào)模式下的梯級(jí)調(diào)度策略可能發(fā)生的變化提出初步的思考，后續(xù)再進(jìn)行研究探索。

(1) 消落期。梯級(jí)水庫(kù)在保障順利消落及保電、生態(tài)調(diào)度順利實(shí)施的情況下，實(shí)現(xiàn)發(fā)電效益最大化是調(diào)度目標(biāo)。從調(diào)度實(shí)況看，由于受前期電網(wǎng)保電及后續(xù)電站機(jī)組、外送線路檢修影響，梯級(jí)水庫(kù)在5～6月集中消落期面臨的不棄水消落壓力通常較大。隨著烏東德、白鶴灘水庫(kù)(以下簡(jiǎn)稱“烏白水庫(kù)”)的蓄水投產(chǎn)，將改變下游水庫(kù)的年內(nèi)來(lái)水分布，導(dǎo)致消落期間下游水庫(kù)的入庫(kù)流量進(jìn)一步增加，尤其是烏白水庫(kù)的集中消落將加劇下游水庫(kù)集中消落期不棄水消落的壓力。因此，需要進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化烏白水庫(kù)投產(chǎn)之后下游梯級(jí)四庫(kù)集中消落期前的水位控制節(jié)點(diǎn)和消落次序。

(2) 汛期。梯級(jí)水庫(kù)首要目標(biāo)是防洪。烏白水庫(kù)投產(chǎn)后，金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容增加了99.4億m3，且隨著金沙江、雅礱江上游各級(jí)水庫(kù)的陸續(xù)興建，長(zhǎng)江上游梯級(jí)水庫(kù)的總防洪庫(kù)容逐漸增加，分擔(dān)了部分防洪壓力。此外，隨著氣象預(yù)報(bào)和水文預(yù)報(bào)技術(shù)不斷進(jìn)步，中長(zhǎng)期尺度的預(yù)報(bào)精度不斷提升，對(duì)梯級(jí)水庫(kù)防洪調(diào)度而言，可以更好地采取預(yù)報(bào)預(yù)泄措施，保障水庫(kù)及下游的防洪安全。在此情況下，需要重點(diǎn)研究如何預(yù)留梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容以及優(yōu)化梯級(jí)水庫(kù)汛期運(yùn)行水位。如遭遇大洪水需要梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合防洪調(diào)度時(shí)，如何釋放梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容等。

目前，關(guān)于梯級(jí)水庫(kù)防洪庫(kù)容釋放問(wèn)題，已有初步研究結(jié)論：金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)配合三峽水庫(kù)為長(zhǎng)江中下游防洪調(diào)度時(shí)，防洪庫(kù)容整體釋放順序?yàn)橄蚣覊巍⑾宥?、白鶴灘、烏東德；當(dāng)單庫(kù)達(dá)到滿發(fā)后停止攔蓄轉(zhuǎn)入后一級(jí)，在金下梯級(jí)四座水庫(kù)均達(dá)到額定水頭基礎(chǔ)上，考慮白鶴灘、烏東德、溪洛渡、向家壩滿發(fā)流量逐步遞減，超滿發(fā)攔蓄量可考慮分級(jí)攔蓄，上游電站能發(fā)盡發(fā)，下游電站被動(dòng)攔蓄。具體釋放方案有待在實(shí)際調(diào)度中進(jìn)一步驗(yàn)證完善。

(3) 蓄水期。隨著烏白梯級(jí)水庫(kù)的相繼蓄水，在來(lái)水偏枯的情況下，下游梯級(jí)水庫(kù)汛末水位可能會(huì)較往年偏低，此時(shí)面臨更大的蓄滿壓力，尤其是三峽水庫(kù)。在這種情況下，需要進(jìn)一步調(diào)整梯級(jí)水庫(kù)蓄水時(shí)機(jī)，有效減輕梯級(jí)水庫(kù)蓄滿壓力。隨著蓄水進(jìn)程的推進(jìn)，梯級(jí)水庫(kù)可用調(diào)節(jié)庫(kù)容逐漸減小，水庫(kù)均維持在較高的水位運(yùn)行，此時(shí)若梯級(jí)水庫(kù)面臨較強(qiáng)秋汛降雨，將會(huì)產(chǎn)生較大的棄水壓力。因此，應(yīng)基于當(dāng)前的氣象預(yù)報(bào)及水文預(yù)報(bào)技術(shù)水平，進(jìn)一步研究預(yù)留調(diào)節(jié)庫(kù)容，充分利用秋汛降雨實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水庫(kù)不棄水蓄滿。

6 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)溪向-三葛梯級(jí)水庫(kù)消落期、汛期、蓄水期近5 a整體調(diào)度策略進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)不同調(diào)度時(shí)期典型調(diào)度案例過(guò)程進(jìn)行了分析。針對(duì)烏白水庫(kù)的投產(chǎn)，提出在新的六庫(kù)聯(lián)調(diào)模式下，應(yīng)對(duì)不同調(diào)度時(shí)期調(diào)度策略可能發(fā)生轉(zhuǎn)變進(jìn)行思考，以期為后續(xù)梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度策略的制定提供思路。