长江流域以三峡水库为核心的水库群统一联合调度思路、举措和成效
Concepts and measures for integrated and joint operation of reservoir group in the Yangtze River Basin by taking the Three Gorges Reservoir as the core
刘冬顺
（水利部长江水利委员会，430010，武汉）
摘要： 三峡水库因其所处地理位置、巨大调节能力居于长江流域控制性水库群的核心地位。为发挥好三峡水库巨大的防洪减灾作用和综合利用效益，水利部长江水利委员会持续推进以三峡水库为核心的长江流域控制性水库群统一联合调度研究和实践。从防洪、供水、发电、航运、生态方面阐述了长江流域水库群联合调度需求，从防洪调度、水资源调度、生态调度、泥沙调度、应急调度视角阐述了长江流域水库群联合调度原则与目标，明确了长江流域水库群统一联合调度思路。实施长江流域水库群统一联合调度以来，防洪调度方式不断深化优化，水资源利用策略不断丰富，生态保障措施不断完善，预报能力不断提升，决策支持体系不断完备；在防洪、供水、生态、发电、航运方面取得显著成效。总结了坚持流域统筹、坚持创新驱动、坚持制度保障、坚持共建共享的长江流域水库群统一联合调度实践经验。
关键词：三峡水库；长江流域；水库群；统一联合调度
作者简介：刘冬顺，党组书记、主任。
长江是中华民族的母亲河，是我国水资源配置的战略水源地、重要的清洁能源战略基地、横贯东西的“黄金水道”、珍稀水生生物的天然宝库，也是改善我国北方生态与环境的重要支撑。新中国成立以来，长江流域建成水库5万多座，其中大型水库300余座，防洪库容约800亿m³，包括三峡、丹江口、两河口、锦屏一级、乌东德、白鹤滩、溪洛渡、亭子口等一大批控制性水库，形成了世界上规模最大、时空调节能力最强的水库群，为流域水库群统一联合调度奠定了基础。
▲ 2024年度长江流域纳入联合调度的水库群示意
三峡水库位于长江上游与中下游的分界点，可控制长江上游100万km²的径流洪水；水库规模巨大，防洪库容221.5亿m³，占长江流域大型水库的1/4以上，可将荆江河段防洪能力提高至100年一遇以上，配合干流其他控制性水库和荆江河段蓄滞洪区运用，可保证荆江河段行洪安全，避免发生毁灭性灾害；工程水电装机规模2250万kW，居世界首位，多年平均年发电量约900亿kW·h，发挥了发电、航运、水资源利用等综合效益，是长江保护与治理的关键性骨干工程，是长江流域水库群统一联合调度的核心。
2018年4月，习近平总书记在考察三峡工程时指出：“三峡工程的成功建成和运转，使多少代中国人开发和利用三峡资源的梦想变为现实，成为改革开放以来我国发展的重要标志。这是我国社会主义制度能够集中力量办大事优越性的典范，是中国人民富于智慧和创造性的典范，是中华民族日益走向繁荣强盛的典范。”2023年10月，习近平总书记在进一步推动长江经济带高质量发展座谈会上强调，努力建设安澜长江，科学把握长江水情变化，坚持旱涝同防同治，统筹推进水系连通、水源涵养、水土保持，强化流域水工程统一联合调度，加强跨区域水资源丰枯调剂，提升流域防灾减灾能力。习近平总书记的重要指示，为三峡工程调度运行管理和长江流域水库群统一联合调度提供了根本遵循和科学指南。
水利部长江水利委员会（以下简称长江委）坚守职责使命，持续强化以三峡水库为核心的流域水库群联合调度，持续推进长江保护治理高质量发展。
长江流域水库群统一联合调度的思路
1.长江流域水库群联合调度需求
从防洪方面看，长江中下游是我国经济社会发展的重要区域，分布有上海、南京、武汉、合肥、南昌、长沙等重要城市和众多基础设施，历来是长江防洪的重点；而中下游地区汇聚了长江上中下游的洪水，洪水峰高、量大、历时长，经常超过河道安全泄量，历史上洪灾频繁且严重。通过长江流域水库群统一联合调度，调节洪水的时间过程、空间分布，配合蓄滞洪区分洪运用，使洪水流量尽量维持在河道安全泄量以下，保障人民群众生命财产安全，是统一联合调度面临的首要问题。
从供水方面看，长江要保障流域内4.2亿人的生活用水、16万亿元工业产值约590亿m³的工业用水和4.6亿亩（1亩=1/15hm²，下同）耕地的灌溉用水，并通过跨流域调水工程保障流域外超2亿人的饮水安全。通过长江流域水库群及跨流域调水工程的统一联合调度，统筹流域内外的生产、生活、生态用水，满足各方面用水需求，是统一联合调度面临的关键问题。
从发电方面看，长江流域是我国水能资源最为富集的地区，技术可开发量28.1万MW，年发电量1.3万亿kW·h，分别占全国的47%和48%，我国13个水电基地中有6个在长江流域。通过长江流域水库群统一联合调度，统筹好发电与防洪、供水等方面的关系，利用好水电巨大调节能力，进一步提高水能资源利用效率和洪水资源利用程度，是统一联合调度面临的重要问题。
从航运方面看，长江内河航运里程约7.1万km，占全国的56%左右，长江干线货运量连续19年居世界首位，被誉为“黄金水道”。通过长江流域水库群统一联合调度，保障好不同时间、不同江段航运对水深、流量的要求，确保黄金水道畅通平安，是统一联合调度面临的重点问题。
从生态方面看，长江拥有独特的生态系统，流域河湖、水库、湿地面积占全国的20%，淡水鱼类物种数量占全国的33%，珍稀濒危植物物种数量占全国的40%。通过长江流域水库群统一联合调度，保障江河湖库生态流量，科学实施生态调度，修复长江水生态环境，促进长江生物多样性保护，是统一联合调度面临的突出问题。
2.长江流域水库群联合调度原则与目标
长江流域水库群联合调度遵循区域服从流域、局部服从全局、兴利服从防洪、电调（航调）服从水调、常规调度服从应急调度的原则，正确处理防洪与兴利、局部与整体、汛期与非汛期、单个工程与多个工程等关系，实现流域上下游统筹、左右岸协调、干支流兼顾。
防洪调度应确保工程自身安全，实现流域防洪目标并提高整体防洪效益，流域洪水防御能力达到《长江流域综合规划（2012—2030年）》确定的防洪标准，其中长江中下游总体防洪标准达到能防御新中国成立以来长江流域发生的最大洪水（1954年型洪水），荆江河段防洪标准达到100年一遇，对类似1870年洪水有可靠的措施保证荆江南北两岸大堤不发生自然溃决，避免发生毁灭性灾害。
水资源调度应统筹协调供水、生态、发电、航运等方面的需求，充分发挥水资源综合效益，满足最小下泄流量要求，避免水库群集中蓄水、消落对下游河段和长江中下游造成不利影响。
生态调度应满足流域主要控制断面生态基流，维护流域生态环境安全，适时开展促进鱼类繁殖、减缓下泄水流滞温效应、抑制水华等生态调度试验。
泥沙调度应尽量减少水库泥沙淤积，改善库区泥沙淤积形态，保障水库库容长期有效运用。
应急调度应尽量减轻特枯水、水污染、水生态破坏、咸潮入侵、水上安全事故、船舶滞留、涉水工程事故，以及危及引调水工程供水安全的突发事件等影响。
长江流域水库群统一联合调度举措
早在三峡水库蓄水初期，水利部、长江委就将长江流域水库群统一联合调度管理纳入日常工作。2007年启动了以三峡水库为核心的长江上游水库群联合调度技术研究，2009年开始逐步将研究成果用于水库群统一联合调度实践。2012年国家防汛抗旱总指挥部批复《2012年度长江上游水库群联合调度方案》，长江流域水库群调度进入统一联合调度时代。12年来，统一联合调度规模不断增大，从最初的10座水库转变为127座水工程；调度范围不断拓展，从上游逐步向上中下游干支流延伸；调度对象不断扩充，从单一水库向水库、排涝泵站、蓄滞洪区、引调水工程等多工程联合转变；调度目标不断丰富，从单一防洪调度向防洪、供水、发电、生态、航运、应急等多目标综合调度转变；调度时段不断延长，从汛期调度向汛前消落、汛期防洪、汛后蓄水、全年供水及应急处置的全年全过程转变。通过研究和实践，调度支撑能力不断提升，调度方式不断优化，工程的防洪减灾作用和综合利用效益不断巩固拓展。
1.防洪调度方式不断深化优化
随着纳入联合调度的上中游水工程逐渐增多和基础研究的不断深入，三峡水库防洪调度方式在实践中持续深化优化。三峡工程初步设计阶段主要考虑对荆江河段进行防洪调度，初步提出了对城陵矶河段防洪补偿调度的设想；2009年水利部批复的《三峡水库优化调度方案》进一步提出了兼顾城陵矶防洪补偿调度方式；2015年批复的《三峡（正常运行期）—葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》明确了对荆江河段兼顾对城陵矶地区防洪补偿方式，考虑三峡水库单库运行，兼顾对城陵矶地区防洪补偿控制水位为155m；2019年对调度规程进行了修订，考虑在溪洛渡、向家坝水库配合下，可将兼顾对城陵矶地区防洪补偿控制水位进一步提高至158m；随着乌东德、白鹤滩等上游控制性水库建成投运，逐步提出、深化上游水库群配合三峡水库防洪调度的方式，明确了面对不同洪水来源和地区组成情况下的分级拦蓄、等蓄量、等泄量等运行方式，进一步增强上游水库对三峡水库防洪调度的协同配合作用。
2.水资源利用策略不断丰富
面对长江流域水资源供需时空分布不均的现状，长期以来，采用“预报预泄”“预报预蓄”等研究思路，在三峡水库试点研究应用并推广到丹江口、金沙江下游梯级、清江梯级等水库；统筹水资源综合利用与防洪风险，采用水库运行水位分时、分级动态控制手段，以汛期洪水资源化为核心、枯水期供水保障为目标，逐步提出各水库汛期运行水位浮动、中小洪水调度、汛末提前蓄水等水资源利用策略，优化了水库群联合有序蓄水的次序和枯水期联合补水的方案，细化了极端枯水年的调度策略和应对长江口咸潮的调度方案，并在调度实践中不断应用提升，开展了卓有成效的水资源高效利用探索。
3.生态保障措施不断完善
1992年批准的《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》，提出运用水库调度“人造洪峰”促使宜昌至城陵矶江段的四大家鱼自然产卵繁殖。2011年以来，围绕促进鱼类繁殖、减缓水库滞温、防控水华、抑制水草过度生长等目标，长江委组织开展了大量生态调度研究试验和效果监测，并根据监测成果不断优化完善调度方案。2011年起，开展生态调度的水库已从三峡水库拓展到金沙江、雅砻江、大渡河、汉江等流域梯级水库；调度目标对象已从四大家鱼等经济鱼类拓展到珍稀特有鱼类，从产漂流性卵鱼类拓展到产黏沉性卵鱼类；调度类型从促进鱼类繁殖拓展到改善水质、调控水温等，显著改善了长江流域水生态环境。通过以三峡为核心的水库群统一联合调度，明确控制性水库生态流量控制要求，保证河流生态流量和湖泊生态水位。通过开展汛期沙峰排沙减淤、消落期库尾减淤，优化三峡库区泥沙淤积分布，减缓泥沙淤积导致的库容损失，有效保障三峡水库库容安全。
4.预报能力不断提升
实时汇集长江流域控制性水工程信息、5万余个站点的雨水情信息，以及气象部门共享的80余部雷达信息，引入雷达短临预报、气象多模式集成、分布式水文模型、水动力学模型、智能预报等模型，短中期降雨预报预见期由7天延长至10天，延伸期预报预见期由20天延长至30天，建成了包括近600个预报节点、覆盖165座水工程、有1200余套预报方案的长江预报体系，长江干流短期（3～5天）预报精度达到85%以上，为统一联合调度提供了重要支撑。
5.决策支持体系不断完备
坚持监测、预报、调度、会商一体化建设，形成全过程调度会商决策体系，科学运用水文预报、专家研判、已有研究等成果支撑，准确把握雨情、水情、工情等形势变化，动态优化调度过程。运用大数据、机器学习等新技术，初步建成“江河湖库”联调联算、预报调度“正向”互馈预演、调度方案“逆向”智能推荐的综合调度系统，加快数字孪生长江建设与成果会商应用，调度会商决策的智慧化水平持续提高。
长江流域水库群统一联合调度成效
1.保障了流域防洪安全
通过统一联合调度，充分发挥水库群防洪能力，成功应对了2020年流域性大洪水和2012年、2016年、2017年、2021年、2023年、2024年等不同类型的区域性较大洪水。截至2024年，三峡水库累计拦洪总量约2130亿m³（历年防洪效益如下图所示），保障了长江中游干流地区防洪安全。以2024年为例，联合调度53座控制性水库累计拦洪282亿m³，其中三峡水库拦蓄洪水126.8亿m³，成功防御长江3次编号洪水、汉江1号洪水、台风“格美”强降雨洪水，其中防御长江3次编号洪水中共拦洪240亿m³，减少灾害损失643亿元，减淹耕地314万亩，避免转移221万人。
▲ 三峡水库历年防洪效益
2.保障了流域内外供水安全
控制性水库群每年枯水期补水约600亿m³，可将枯水季节长江上游来水由天然最小流量3000m³/s左右提高到7000m³/s。2010年以来，三峡水库共13年汛末蓄至正常蓄水位175m，为枯水期供水提供水量保障。截至2024年6月，三峡水库累计补水超2700天，补水总量约3600亿m³（历年补水情况如下图所示），改善了长江中下游地区生产、生活和生态用水条件。2022年7—10月，长江流域发生1961年有完整实测记录以来最严重的气象水文干旱，通过实施抗旱保供水联合调度专项行动和抗咸潮保供水应急补水调度，以三峡为核心的水库群分别向长江中下游补水61.6亿m³和41.5亿m³，大旱之年既保障了沿江人民群众饮水安全和罕见咸潮影响下上海市的供水安全，更发挥了水利的农业命脉作用，有效保障了1.83亿亩秋粮作物丰收。
▲ 三峡水库历年补水天数与补水量
3.改善了长江水生态环境
从2011年开始，三峡水库连续14年实施了促进产漂流性卵鱼类自然繁殖的生态调度试验，宜都断面四大家鱼产卵规模变化如下图所示。2024年三峡、金沙江下游、丹江口、汉江中下游等水库累计开展了各类生态调度17次，其中三峡水库第2次促进产漂流性卵鱼类自然繁殖的生态调度试验期间，宜都、沙市江段的鱼类总产卵规模分别为681亿粒、573亿粒，四大家鱼总产卵规模分别为341亿粒、222亿粒，各项指标均再创历史新高。荆江河段四大家鱼自然繁殖规模已恢复至20世纪80年代水平。
▲ 宜都断面历年生态调度试验期间四大家鱼产卵规模
4.保障了国家电力供应
通过利用洪水资源、动态控制运行水位、加强水电调峰等措施，发电效益显著增加。2020年三峡水电站发电量1118亿kW·h，创世界纪录。截至2023年，通过统一联合调度长江上游控制性水库群，累计新增发电量超1800亿kW·h，如下图所示。三峡水电站累计发电量约1.7万亿kW·h，有力支持了华东、华中、广东等地区电力供应，相当于节约标准煤5.09亿t，减少二氧化碳排放13.30亿t，节能减排效益显著；2024年通过统一联合优化调度，金沙江下游—三峡水电站高峰出力超7000万kW，创历史新高，有力保障迎峰度夏电力供应。
▲ 历年长江上游控制性水库群联合调度累计新增发电量
5.保障了黄金水道畅通
三峡水库蓄水运行从根本上改善了上游660km川江航道条件，通过统一联合调度增加了川渝河段枯季通航流量1700m³/s，使得大型船舶可直达重庆，且川江航道全线夜间不停航；抬高中下游干流枯季通航流量2000m³/s以上，增加中下游航运水深0.5～4.0m，显著改善中下游通航条件。2014—2023年三峡船闸过闸货运量连续10年突破1亿t，2023年货运量达1.68亿t（历年过闸货运量如下图所示），推动长江干线货运量突破40亿t，均创历史新高。
▲ 三峡水库蓄水以来历年过闸货运量
长江流域水库群统一联合调度实践经验
党的十八大以来，在水利部的坚强领导下，长江委深入贯彻落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水的重要论述精神，在联合调度的规模、基础研究、成果转化、体制机制等方面不断探索和实践，确保以三峡水库为核心的长江流域水库群统一联合调度水平持续提升。
1.坚持流域统筹
流域性是江河最根本、最鲜明的特征。长江委坚持“流域一盘棋”，以保障长江安澜为出发点，以发挥好水资源综合利用效益为着力点，坚持区域服从流域、局部服从全局、兴利服从防洪，矢志不渝地推进流域水工程建设和统一联合调度，保障了流域人民群众生命财产安全，拓展了水资源综合利用效益，这是统一联合调度工作取得成绩的根本。
2.坚持创新驱动
以联合调度面临的实际科学问题为导向，长江委联合相关单位完成了一大批技术含量高、应用价值大的技术成果。2007年以来共完成水工程联合调度方面各类研究300余项，广泛应用于流域水工程统一联合调度实践，并获国家发明专利50余项、省部级科技奖励30余项。联合武汉大学建设了水资源工程与调度国家重点实验室，成立了水旱灾害防御创新团队，培养省部级人才20多人次，形成研究—应用—再研究—再应用良性循环。
3.坚持制度保障
《中华人民共和国长江保护法》明确了国务院水行政主管部门统筹长江流域水资源统一调度，其配套法规《长江流域控制性水工程联合调度管理办法（试行）》已于2023年3月施行，逐步形成了“流域统筹、区域协同、部门联动”协作机制，以法治化、制度化、规范化体制机制保障统一联合调度工作成功开展。
4.坚持共建共享
长江委与相关部门和水工程管理单位共同推进骨干网络互联互通，强化实时预报调度信息共享；按照共建共管共享的模式，联合水库运行管理单位共同建设长江流域水工程综合调度系统；联合三峡集团等单位创新合作方式，完成了“以三峡为核心的长江流域水库群科学调度关键技术研究”9大研究方向140余个专题的研究及应用，实现了多方共赢。
总结与展望
党的二十届三中全会要求“健全重大水利工程建设、运行、管理机制”“强化基层应急基础和力量，提高防灾减灾救灾能力”。长江委将认真贯彻习近平总书记治水思路，持续推动完善流域水工程体系，不断拓展以三峡为核心的长江流域水库群统一联合调度深度和广度，进一步强化数字孪生长江支撑能力建设，推动发展水利新质生产力，提升流域防灾减灾能力，为中国式现代化提供坚实的流域水安全支撑和保障。
Abstract: The Three Gorges Reservoir, due to its geographical location and enormous regulating capacity, occupies the core position of the controlling reservoir group in the Yangtze River Basin. In order to fully explore the potential of Three Gorges Reservoir for flood control and disaster reduction and generation of comprehensive benefits, the Changjiang Water Resources Commission of the Ministry of Water Resources has conducted research and practice of integrated and joint operation of the reservoir group in the Yangtze Basin with the Three Gorges Reservoir as the core. The requirements for joint scheduling of reservoirs are elaborated from the aspects of flood control, water supply, power generation, shipping and ecology. Principles and objectives of joint scheduling of reservoirs are explained from the respects of scheduling for flood control, water allocation, ecology, sediment and emergency treatment. The strategy for integrated and joint scheduling are clarified. Since the implementation of integrated and joint operation of reservoirs, the mode of flood control operation has been continuously optimized; approaches of water resource utilization has been enriched; ecological protection measures have been improved; forecasting ability has been enhanced; and decision support system has been improved. Great achievements have been made in flood control, water supply, ecology, power generation, and shipping. Practical experiences for integrated and joint operation of the reservoir group are summarized, such as basin-wide integrated management, innovation driven, institutional guarantee and joint construction and sharing.
Keywords: the Three Gorges Reservoir; Yangtze River Basin; reservoir group; integrated and joint scheduling
本文引用格式：
刘冬顺.长江流域以三峡水库为核心的水库群统一联合调度思路、举措和成效[J].中国水利，2024（22）：7-12.
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