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三峡工程综合效益提升关键技术探讨
Discussion on Key Technologies for Enhancing Comprehensive Benefits of the Three Gorges Project
举世瞩目的三峡工程已蓄水运行20余年,在长江中下游防洪、区域电力供应、黄金水道通航等方面发挥了重要作用,并拓展实施了水资源调度,开展了生态调度试验,取得了良好的社会经济效益。基于当前长江流域治理与保护面临的实际需求,为支撑长江经济带建设和推动水利高质量发展,需要持续优化工程运行方式。系统总结了三峡工程试验性蓄水以来的综合效益;基于流域水安全保障和经济社会发展的需求,分析了进一步提升三峡工程综合效益的必要性;结合调度运行条件的变化与实践经验的积累,分析了三峡工程综合效益提升的关键路径。研究表明:提升三峡工程综合效益的关键在于优化水库汛期运行控制水位;随着气象水文预报水平的提升和流域水库群联合调度能力的增强,三峡水库汛期运行控制水位具备进一步优化的潜力,围绕兼顾城陵矶防洪补偿调度控制水位、中小洪水减压调度控制水位、汛期动态控制水位等汛期运行控制水位,探讨进一步优化相关汛期运行控制水位的策略,以期为三峡工程的优化调度和综合效益持续提升提供参考。
The world-renowned Three Gorges Project (TGP) has been operating for over two decades since its impoundment, playing a vital role in flood control, power generation, and navigation. Its functions have expanded to include water resource management and experimental ecological regulation, yielding significant social and economic benefits. Based on the actual needs of the current governance and protection of the Yangtze River Basin, in order to support the construction of the Yangtze River Economic Belt and promote the high-quality development of water conservancy, it is necessary to continuously optimize the operation control level in the flood season and improve the comprehensive benefits of the TGP. Based on the operation practice, as well as the improvement of hydro-meteorological forecasting level and the enhancement of joint operation ability of reservoir group in the basin, this paper discusses the strategy of further optimizing the operation control water level in flood season, which focuses on the Chenglingji flood control compensation operation water level, medium-small flood decompression operation water level and the dynamic control water level, so as to provide actionable research pathways for the sustained optimization of the TGP’s scheduling and holistic benefits.
三峡工程 / 综合效益 / 汛期运行水位优化 / 联合调度 / 控制水位
Three Gorges Project / comprehensive benefits / optimization of operating water level during flood season / joint operation / control water level
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三峡工程自2003年蓄水发电至今已运行20 a,初步设计主要功能全部实现,并适应运行条件变化和发展需求持续优化运行方式,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。截至2023年底,三峡工程累计拦洪运用66次,拦蓄洪水超2 088亿m<sup>3</sup>,确保了荆江河段防洪安全,极大减轻了长江中下游防洪压力;累计发出清洁电能超16 600亿kW·h,相当于节约标准煤5.1亿t,减少二氧化碳排放13.3亿t;极大改善了库区与长江中游航道条件,累计通过货运量超20亿t,有力促进了长江航运快速发展;枯水期累计向下游补水约3 400亿m<sup>3</sup>,有效保障了长江中下游供水安全;生态调度成效显著,四大家鱼资源量明显恢复。为了应对频发的极端水文事件带来的风险和挑战,确保三峡工程长期安全运行和持续发挥巨大综合效益,从推进气象水文预报技术研究与应用、三峡水库调度运行方案优化、创新成果转化运用、智慧化管理等方面提出了下一步工作展望。
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为了给虎跳峡河段梯级开发方案和工程规模的决策提供参考,促进工程早开工、早见效,基于考虑控制性水库调蓄、已建在建跨流域引调水工程和河道外新增耗水量的边界条件,建立了长江上游控制性水库联合调度模型,计算分析了虎跳峡河段梯级不同调节库容方案时水库自身库容的利用情况,以多年平均年发电量和平枯水期发电量指标为代表分析了对下游梯级电站水资源利用效益的补偿作用。通过分析论证认为:结合汛期需要预留58.6 亿m<sup>3</sup>防洪库容的要求,虎跳峡河段设置60 亿~120 亿 m<sup>3</sup>调节库容,即可在充分利用本河段水力资源的同时,增加下游梯级电站多年平均年发电量56.2 亿~119.4 亿 kW·h,多年平均平枯水期发电量161.5 亿~294.0 亿 kW·h,继续增加调节库容,虽然对下游梯级电站的补偿效益更为显著,但库容利用率较低,边际效应递减较快。
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三峡水库运行以来综合效益显著,在长江经济带发展和长江大保护中发挥了基础保障和骨干主力作用。在构建国家水网中,水库是重要调蓄节点,对流域水资源优化配置、保障国家水安全发挥着重要作用。三峡水库位于长江上游干流向中游干流过渡地带且库容调节能力较强,在流域防洪、发电、航运和水资源利用等方面具有突出作用。随着长江上游若干巨型水库陆续建成投运以及国家高质量发展战略的深入推进,三峡水库运行环境发生了新变化并且在经济社会发展中承担了更重要的任务。因此,为加强三峡水库的功能和作用,有必要重新审视三峡水库在流域水资源利用中的地位和综合利用需求,梳理总结三峡水库在水资源利用方面的优化调度研究和实践情况,深入分析三峡水库不同阶段优化调度措施实施以来水资源综合利用效益情况,在坚持旱涝同防同治和加强跨区域水资源丰枯调剂的新要求下,提出三峡水库进一步挖潜增效的举措,为未来一段时期内三峡水库充分发挥水资源综合利用效益指明方向。
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