2.1 水库调度运行情况
2.1.1 运行方式及调整
初步设计确定三峡水库运行方式为蓄清排浑,即145m-155m-175m方案,(水库运用控制水位为汛限水位145m,消落水位155m,正常蓄水位175m)围堰发电期(2003—2007年)运用方式为135~139m,初期运用期(2008—2013年)运用方式为144~156m。2003年6月三峡水库蓄水至135m,进入围堰发电期,同年11月,水库蓄水至139m。围堰发电期运行水位为135m(汛限水位)至139m(蓄水期)。2006年10月水库蓄水至156m,较初步设计提前一年进入初期运行期,初期运行期运行水位为144~156m。2008年汛后,三峡水库开始进行175m试验性蓄水,当年最高蓄水位达到了172.8m,较初步设计提前5年进行175m试验性蓄水[1]。
2009年针对三峡水库蓄水运用以来运行条件发生的较大改变,为满足水利部门和航运部门从提高下游供水、防洪、航运等方面对三峡水库调度提出的更高需求,水利部等有关部门组织对三峡水库进行了优化调度研究。同年10月,国务院批准了《三峡水库优化调度方案》(以下简称《方案》),将三峡水库汛后蓄水时间由初步设计时的10月初提前到了9月中旬。《方案》提出的蓄水调度方式为:一般情况下9月15日开始兴利蓄水;蓄水期间,库水位按分时段控制上升的原则,9月30日水位不超过156m(视来水情况,经防汛部门批准后可蓄至158m),10月底可蓄至汛后最高水位175m;蓄水期间的下泄流量,9月控制不小于8000~10000m3/s,10月上旬、中旬、下旬分别按不小于8000m3/s、7000m3/s、6500m3/s控制,11月按保证葛洲坝枢纽下游(庙嘴站)水位不低于39m和三峡水电站保证出力对应的流量控制;允许汛限水位上浮至146.5m。2009年汛末,三峡水库从9月15日开始蓄水,由于遭遇了上游来水偏枯与下游持续干旱的情况,水库蓄水至171.43m。
2010年,国家防汛抗旱总指挥部在“关于三峡-葛洲坝水利枢纽2010年汛期调度运用方案的批复”中明确了“当长江上游发生中小洪水,根据实时雨水情况和预测预报,在三峡水库尚不需要实施对荆江或城陵矶河段进行防洪补偿调度,且有充分把握保障防洪安全时,三峡水库可以相机进行调洪运用”,第一次明确提出了“中小洪水调度”的运用方式,并予以实施。根据2009年调度的经验和教训,2010年以后,三峡水库在提前蓄水方面,采取了汛末蓄水与前期防洪运用相结合的方法,根据国家防总批复意见,汛末蓄水时间进一步提前至9月10日,2010—2013年连续4年均实现了175m蓄水目标。
2011年消落期,三峡水库根据坝下游抗旱补水需求,实施了抗旱补水调度。根据四大家鱼繁殖条件研究,2011年汛初开展了生态调度试验。2012年消落期,三峡水库实施了库尾泥沙减淤调度试验,并在2012年汛前和汛初实施了两次生态调度试验。为提高水库排沙比,2013年汛期实施了沙峰排沙调度,汛期成功经受了建库以来最大洪峰71200m3/s的洪水考验。2013年消落期,三峡水库再次实施了库尾减淤调度,并在2013年汛前再次实施了生态调度试验,汛期实施了沙峰调度[2]。
2.1.2 水库蓄水位变化过程
2003年6月—2006年9月为三峡水库围堰发电期,坝前水位为135m(汛期)至139m(非汛期),水库回水末端达到重庆市涪陵区李渡镇,回水长度约498km;2006年9月—2008年9月为三峡水库初期运行期,汛期在水库没有防洪任务时坝前水位控制在143.9~145m范围内,枯季水位控制在156m,水库回水末端达到重庆铜锣峡,回水长度约598km。
2008年汛末开始实施175m试验性蓄水,水库回水末端达到重庆江津附近,回水长度约660km。2008年和2009年水库最高蓄水位分别为172.80m和171.43m,2010—2013年三峡水库实现了175m蓄水目标。三峡水库蓄水运用以来,坝前水位变化过程如图2.1-1所示,水库蓄水期各年特征水位和流量见表2.1-1。
图2.1-1 三峡水库蓄水运用以来坝前水位变化过程
2008—2013年汛期,长江上游多次发生较大洪水,水库进行了中小洪水调度。如2010年汛期,三峡水库先后三次对入库流量大于50000m3/s的洪水进行调度,累计拦蓄水量为260多亿m3,其中,对最大入库流量70000m3/s的洪水,出库流量按40000m3/s控制,拦蓄水量约80亿m3,库水位最高达161.24m。2012年汛期,先后四次对入库流量大于50000m3/s的洪水进行调度,累计拦蓄水量为228.2亿m3,其中,对三峡水库建库以来最大入库流量71200m3/s的洪水,控制出库流量为44100m3/s,拦蓄水量为51.75亿m3,库水位最高达163.11m[3]。
表2.1-1 三峡水库蓄水运用以来各年特征水位和流量
2.1.2.1 围堰发电期水库运行调度
2003年6月—2006年9月为三峡水库围堰发电期,坝前水位为135m(汛期)至139m(非汛期)。为确保三峡水利枢纽(围堰发电期)和葛洲坝水利枢纽工程安全,逐步发挥综合效益,三峡工程实施了三峡(围堰发电期)和葛洲坝梯级调度。三峡围堰发电期的主要任务是在保证工程安全的前提下,逐步发挥发电、通航效益。葛洲坝水利枢纽是三峡水利枢纽的航运反调节枢纽,主要任务是对三峡水利枢纽日调节下泄的非恒定流过程进行反调节,在保证航运安全和通畅的条件下充分发挥发电效益。
围堰发电期,防洪调度以确保三峡水利枢纽工程及其施工安全为前提条件。围堰发电期三峡水库没有为长江中下游设置防洪库容。在非常情况下,确保围堰安全运行的同时,可以适度发挥滞洪错峰作用,每年汛期(6—9月),水库水位一般维持在防洪限制水位(135m);10月水库开始蓄水,一般年份10月末水库蓄水至139m;枯水期(11月至次年4月底)维持139m运行;4月底至5月中旬水库水位消落至低水位135m。
三峡水库围堰发电期水库运行特征值见表2.1-2。
表2.1-2 三峡水库围堰发电期水库运行特征值
2.1.2.2 初期运行期水库运行调度
2006年10月至2008年9月为三峡水库初期运行期,水库最高蓄水位达到初期蓄水位156m。三峡水库初期运行期的主要任务是在保证已建工程及施工安全的前提下,逐步发挥防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益。葛洲坝水利枢纽是三峡水利枢纽的航运反调节枢纽,主要任务是对三峡水利枢纽日调节下泄的非恒定流过程进行反调节,在保证航运安全和通畅的条件下充分发挥发电效益。防洪调度的主要任务是在保证三峡水利枢纽工程及施工安全和葛洲坝水利枢纽度汛安全的前提下,利用水库拦蓄洪水,提高荆江河段防洪标准;特殊情况下,适当考虑城陵矶附近的防洪要求。当发挥防洪作用与保证枢纽工程安全有矛盾时,服从枢纽建筑物和工程施工安全进行调度。
根据初期运行期调度规程,全年库水位控制分为4个阶段:供水期(1—4月、11月、12月)、汛前消落期(5月1日—6月10日)、汛期(6月11日—9月24日)、蓄水期(9月25日—10月23日)。水位控制范围,汛期在水库没有防洪任务时控制在143.9~145m范围内,其他阶段控制在143.9~156m范围内。
三峡水库初期运行期水位与流量特征值见表2.1-3。
表2.1-3 三峡水库初期运行期水位与流量特征值
2.1.2.3 试验性蓄水期水库运行调度
2008年汛后,三峡水库开始175m试验性蓄水,较初步设计提前了5年。2008年11月蓄水至172.8m,2009年11月蓄水至171.43m,2010年10月蓄水至正常蓄水位175m。试验蓄水期运行水位为145m(汛限水位)至175m(正常蓄水位)。三峡试验性蓄水期的主要任务是全面发挥防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益。葛洲坝水利枢纽是三峡水利枢纽的航运反调节枢纽,主要任务是对三峡水利枢纽日调节下泄的非恒定流过程进行反调节,在保证航运安全和通畅的条件下充分发挥发电效益。
2009年9月—2013年12月,坝前水位为145m(汛期)至175m(非汛期)运行,相应水位及流量特征值见表2.1-4。
表2.1-4 三峡水库试验性运行期水位及流量特征值