三峡工程优化调度与洪水资源利用问题.ppt

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长江水利委员会,长江三峡工程优化调度与洪水资源利用问题思考,1、长江三峡工程概况,2、长江流域洪水特性及三峡工程的防洪作用,4、防洪调度与洪水资源利用的对策探讨,3、三峡工程防洪调度与洪水资源利用存在的问题,5、结语,1、长江三峡工程概况,长江流域面积180万km2，占全国国土面积的18.8。

长江流域人口4.24亿人，占全国总人口的1/3，GDP占全国的34。

长江全长6363km，仅次于尼罗河、亚马逊河居世界第三位。

长江多年平均径流量为9600亿m3，占全国水资源总量的35。

长江流域水能蕴藏量2.68亿kw，为全国的40。

长江流域干支流通航里程5.7万km。

三峡工程是治理开发长江的关键性骨干工程，具有防洪、发电、航运、供水等综合效益。

三峡工程坝址位于湖北省宜昌市三斗坪，下距葛洲坝水利枢纽工程约40km。

坛子岭,中堡岛,白岩尖,三峡工程主要建筑物由大坝、电站厂房、船闸及升船机组成。

1.控制流域面积100万km2多年平均径流量：

4510亿m3多年平均流量：

14300m3/s电站装机容量：

18200Mw年平均发电量：

846.8亿kwh2.总库容450亿m3正常蓄水位库容393亿m3防洪库容221.5亿m33.特征水位正常蓄水位175m防洪限制水位145m百年一遇洪水位166.9m设计洪水位（千年一遇）175m校核洪水位（万年一遇加10）180.4m,大坝为混凝土重力坝，坝顶高程185.0m，最大坝高181.0m，坝顶长度2309.5m。

泄洪坝段位于河床中部，两侧为电站厂房坝段及非溢流坝段。

泄洪坝段沿坝轴线长483.0m，分为23个坝段，每个坝段中部设宽7m、高9m的泄洪深孔，进口底高程90.0m；两个坝段之间跨缝布置净宽8.0m的泄洪表孔，堰顶高程158.0m。

电站为坝后式，分设左岸及右岸电站厂房，分别安装14台及12台700MW水轮发电机组，右岸地下电站安装6台700MW水轮发电机组，另在左岸设枢纽建筑物运行使用的电源电站安装2台50MW水轮发电机组，三峡电站总装机容量22500MW。

通船建筑物包括船闸和升船机，均布置在左岸。

双线五级船闸,上游引航道,下游引航道,垂直升船机,船闸为双线五级连续船闸，单级闸室有效尺寸为长280m、宽34m，坎上水深5m，可通过万吨级船队，设计单向年通过能力为5000万t。

升船机为单线一级垂直升船机，采用齿轮齿条爬升平衡重式，最大提升高度113.0m。

升船机承船厢有效尺寸为长120m、宽18m，水深3.5m，一次可通过一艘3000t级客货轮或1500t级船队。

单向运行的间隔时间约40min，年单向通过能力约400万t。

三峡工程主要工程量：

土石方开挖12446万m3土石方填筑4209万m3混凝土浇筑2819万m3固结灌浆44.6万m帷幕灌浆32.4万m金属结构安装27.85万t,三峡工程施工采用三期导流、明渠通航、碾压混凝土围堰挡水发电施工方案，初步设计总工期17年，其中：

一期工程5年二期工程6年三期工程6年,一期,二期,三期,工程建设进程：

施工准备1993年1月开工1994年12月14日大江截流1997年11月8日导流明渠截流2002年11月6日水库蓄水135m、船闸试通航2003年6月18日首台机组发电2003年7月18日大坝全线到顶2006年5月20日水库蓄水至156m2006年10月27日左右岸电站机组全部投产运行2008年10月30日试验性蓄水至172.80m2008年11月4日三峡工程除升船机（国家批准缓建）续建工程和地下电站（国家批准提前建设）正在施工外，枢纽建筑物已较初步设计提前一年全部建成投入运行。

长江洪水由暴雨形成，可分为区域性大洪水和全流域大洪水两种类型。

2、长江流域洪水特性及三峡工程的防洪作用,长江干支流发生暴雨强度特别大、地区集中形成洪峰高、洪量大的区域性洪水，如上游1870年、1935年、1981年大洪水。

1935年,1870年,1981年,全流域暴雨面积大、持续时间长、强度大、雨区移动方向与干流流向一致、干支流洪水遭遇形成洪峰很高、洪量很大的大洪水，如1931年、1954年和1998年大洪水。

1931年,1954年,1998年,5-8月澧水、乌江,6-9月金沙江和四川盆地,4-7月鄱阳湖及洞庭湖水系,7-10月汉江,长江流域洪水发生时间：

鄱阳湖及洞庭洞水系一般为4月7月，澧水与清江、乌江为5月8月，金沙江和四川盆地各水系为6月9日，汉江为7月10月。

坝址洪水发生时间为6月9月。

洪水组成：

金沙江33.3岷江20.2嘉陵江16.6沱江3.0乌江11.1寸滩至坝址区间占8左右，最多占20以上。

坝址水文资料采用坝址下游40km宜昌站实测资料及频率计算成果。

据1877年至2006年130年实测资料统计:

小于40000m3/s出现16年4000050000m3/s出现47年5000060000m3/s出现49年6000070000m3/s出现16年大于70000m3/s出现2年（1896年、1981年）,坝址以上洪水来量占荆江河段的95以上，占城陵矶河段的6180，占武汉以上的5576。

荆江河段,沙市,对荆江补偿初步设计调度方式,167m（1%调洪水位）,175m（0.1%调洪水位）,荆江城陵矶补偿优化调度方式,56.5亿m3，城陵矶地区防洪补偿,125.8亿m3，荆江地区防洪补偿,39.2亿m3，防御上游特大洪水,145m,155m,171m,175m,荆江补偿：

仍采用与初步设计一致的防洪调度方案,城陵矶补偿：

将三峡水库防洪库容自下而上分为3部分。

库容拟选以不影响对荆江防洪补偿调度效益、不增加水库淹没为原则。

三峡工程防洪作用：

提高荆江地区的防洪标准遇1931年、1935年和1954年类似的大洪水，可减小中下游地区分洪量，减少洪水灾害损失。

遭遇大于100年一遇至1000年一遇特大洪水，配合分蓄洪措施，可避免荆江河段堤防溃决而发生毁灭性灾害。

减少长江分流入洞庭湖的洪水与泥沙，延缓洞庭湖泥沙淤积。

3、三峡工程防洪调度与洪水资源利用存在的问题,防洪调度原则：

汛期6月中旬9月底坝前水位145.0m运行,防洪库容221.5亿m3，水库防洪库容运用及蓄泄方式根据荆江河段防洪要求确定,发电、航运调度要服从防洪调度。

当发生洪水时，水库拦蓄洪水，库水位超过145.0m；洪峰过后，水位降至145.0m以迎接下次洪水。

水库采用“蓄清排浑”调度原则,为有利于排沙,汛后10月初开始蓄水,最小下泄流量需满足航运要求和电站保证出力相应的流量,库水位逐步上升至175.0m；枯期维持高水位运行,当来流量小于航运要求及电站保证出力相应的流量,动用水库存蓄水量加大泄流量,至5月底库水位消落至155.0m,6月上旬降至防洪限制水位145.0m。

近20年实测水文资料与初步设计成果对比坝址上游径流量呈减小趋势,总体偏枯。

上游干流、支流兴建一批水利水电工程，水库调蓄作用改变了天然径流年内分配状况。

向家坝,溪落渡,乌东德,白鹤滩,锦屏级,二滩,汛期固定的汛限水位制约了洪水资源利用。

三峡工程电站总装机容量22500MW,机组全部运行引用流量30000-31000m3/s，汛期入库流量小于引用流量时，机组不能全部运行。

宜昌站130年汛期（6月9月）实测流量资料统计表,2008年汛期防洪要求控制坝前水位146.0m144.9m,实际调度运行水位为145.98m144.97m。

当年最大流量41000m3/s,坝前水位日最大变幅0.5m,部分支流库湾段发生了水华现象。

水库汛后开始蓄水，降低了蓄水至正常运行水位的保证率。

1991年2006年实测10月份平均流量减少2500m3/s。

坝下游地区要求蓄水期下泄流量由5000m3/s增加到800010000m3/s。

水库蓄满的保证率降低，影响发挥综合效益。

航运,供水,发电,4、防洪调度与洪水资源利用的对策探讨汛期坝前水位视水情变动：

汛期运行水位设一定的变幅，在来水平稳，下游主要控制站水位较低尚不需要防洪蓄水时，库水位上浮运行，预报上游洪水时，水库预泄至防洪限制水位运行。

坝址上游大洪水由大范围降雨，持续23天暴雨形成。

我国气象及水文预报技术水平，可达35天预报期。

流量坝前水位小于25000m3/s150.0m2500035000m3/s149.0m147.0m3500045000m3/s147.0m145.0m4500055000m3/s145.0m143.0m,三峡工程大坝泄洪设施泄洪能力大，汛期可利用一部分洪水资源，库水位按流量大小变动。

降雨过程：

今年7月30日8月4日，长江上游流域出现持续6天的强降水过程。

降水于7月30日白天开始于四川盆地西部，随后降水落区缓慢向四川盆地东部转移，8月1日降水中心东移至三峡区间西段，2日降水中心又西退至四川盆地，34日强降水中心再度南压至长江干流附近。

整个过程中最强降水区集中在嘉陵江、宜宾-重庆和重庆-万州段。

日最大面雨量41.5mm，于8月3日出现在宜宾-重庆，为今年入汛以来的最强降水。

2009年8月洪水调度实例分析,入库流量：

受上游流域各主要区域涨水影响，三峡入库流量从8月1日14:

00的22000m3/s开始上涨，8月6日8:

00达到洪峰流量55000m3/s，之后，入库流量开始快速下退。

洪水总量达到了401.7亿m3。

水库调度运用：

应湖北省防办的请求，为减轻长江干流湖北段及荆南四河防洪压力，三峡控制下泄流量不超过40000m3/s，实际控制在39000m3/s左右，库水位最高达到152.89m，本次蓄洪总量为42.7亿m3，约占本次洪水总量的10%。

本次防洪调度对三峡工程的洪水资源利用有很好的启示作用。

防洪效益：

共削减洪峰16000m3/s，通过三峡水库蓄洪削峰，沙市站水位最大降低约2.4m，沙市站最高水位41.43m，如果不削峰，将超警戒水0.83m，防洪工作将要投入大量的人力物力。

航运效益：

应交通部门要求，退水过程中通过控泄25000m3/s，两坝间地方航运小马力船舶得以及时过坝，通过控泄35000m3/s提前恢复了滚装船通航。

发电效益：

三峡电站增发电量6.8亿kW.h。

汛后蓄水时间提前：

水库蓄水时间提前至汛末9月中旬开始蓄水。

据130年实测水文资料，9月10日以后未出现流量大于55000m3/s的洪水。

9月坝址下游城陵矶河段水位较低，有利于水库实施预泄。

9月10日15日水库开始蓄水，9月底蓄水至水位158.0m160.0m,10月底蓄水位175.0m。

汛前消落水位相机调整：

三峡水库水位消落至防洪限制水位145.0m的时间可视当年5月6月坝址流量及下游水情适时调整。

上游水库梯级联合调度：

长江上游干支流是我国水电能源集中地区，为适应我国的经济社会发展的需要，国家加快了对长江上游干支流水电的开发和建设，预计2030年长江上游干支流主要控制性枢纽将全部建成。

长江干支流控制性工程逐步建成后，流域水资源综合利用体系将全面的完善，为实现水库群防洪、发电、航运、供水、生态等多目标调度创造了条件。

将综合技术成果运用于上、中、下游水库群调度运行，形成有效、完善的调度体系和调度技术，三峡工程将更好地利用部分洪水资源全面发挥综合效益。

5、结语保障防洪安全前提下，优化调整防洪调度，利用一部分洪水资源，全面发挥三峡工程综合效益。

三峡坝址下游宜昌站实测水文资料系列长，洪水预报精度较高，可为长江防洪安全和利用洪水资源提供技术支撑。

通过气象水文预报，水库科学调度，采取预泄措施，可最大限度降低防洪风险。

探索一条解决长江防洪安全与洪水资源利用的途径。

谢谢！