Jun.2019NO.6VOL.292019年6月第6期第29卷

中国防汛抗旱CHINAFLOOD&DROUGHTMANAGEMENT水库调度RESERVOIRDISPATCHING

以丹江口水库为核心的汉江上游水库群联合调度初步实践与探讨

董付强丁洪亮穆青青王伟杨纪明

摘要：实施汉江上游水库群联合调度，可增强汉江流域整体防洪抗旱能力，提高水资源综合利用效率。介绍了汉江流域及水库概况，在总结丹江口水库以往联合调度实践和成效的基础上，从管理、技术、操作层面及实施汛期运用水位动态控制等方面提出建议，希望能进一步推动汉江上游水库群联合调度工作，促进水资源的合理利用，实现充分发挥汉江流域整体综合效益的目标。关键词：丹江口水库；汉江流域；水库群联合调度；防洪减灾；抗旱中图法分类号：TV697文章标识码：B文章编号：1673-9264（2019）06-09-05（汉江水利水电（集团）有限责任公司，武汉430048）

收稿日期：2018-04-10第一作者信息：董付强，男，工程师，E-mail：47318397@qq.com。DOI：10.16867/j.issn.1673-9264.2018098

汉江是长江中游最大的一级支流，水资源、水能资源和水运资源丰富，具有发电、航运、水利、水土保持、旅游、城市规划等综合开发利用的有利条件[1]。汉江在承担流域内工农业及沿岸城镇供水任务的同时，还是南水北调中线、引汉济渭等跨流域调水工程的供水水源地[2]。近年来，随着汉江流域梯级水库的逐步建成，跨流域调水工程的规划和实施，原有的单一水库运行管理模式带来的水能开发利用率低、资源浪费等问题日益凸显[3]，流域水资源的利用对于水库群调度的需求和期望值很大，要求越来越高[4]，2013年水利部批复《汉江流域加快实施最严格水资源管理制度试点方案》，彰显国家对汉江流域水资源管理和保障南水北调中线供水的高度重视。2009年以来长江水利委员会（以下简称长江委）组织开展了长江上游水库群联合调度的探索与实践，取得了显著的防洪、发电、航运、供水与生态效益，为全面推进长江流域水库群联合调度提供了理论和实践基础。在南水北调中线工程通水、汉江流域实施最严格水资源管理的新形势、新要求、新常态下，科学实施以丹江口水库为核心的汉江流域水库群联合调度，充分发挥水库群在防洪、抗旱、供水、发电、航运、生态与环境保护等方面的综合效益[5]，是一项重要而紧迫的任务，值得深入探索和广泛实践。1汉江流域及水库概况1.1基本情况汉江发源于秦岭南麓，干流全长1577km，流域面积约15.9万km2。汉江干流丹江口以上为上游，流域面积9.52万km2，约占全流域总面积的60%；丹江口至碾盘山为中游，碾盘山以下为下游。根据《汉江干流综合规划报告》，汉江干流总体开发方案为15级，即：黄金峡、石泉、喜河、安康、旬阳、蜀河、白河、孤山、丹江口、王甫洲、新集、崔家营、雅口、碾盘山和兴隆水利枢纽，其中黄金峡、旬阳、白河、孤山、新集、雅口、碾盘山为规划建设水利枢纽。根据《汉江洪水与水量调度方案》列出汉江上游重点大型水库基本情况见表1。董付强，丁洪亮，穆青青，等.以丹江口水库为核心的汉江上游水库群联合调度初步实践与探讨[J].中国防汛抗旱，2019，29（6）：9-12，18.DONGFuqiang，DINGHongliang，MUQingqing，etal.Preliminarypracticeanddiscussiononjoint-dispatchingofupperreachesofHanjiangRiverwithDanjiangkouReservoirasthecore[J].ChinaFlood&DroughtManage⁃ment，2019，29（6）：9-12，18.（inChinese）9水库调度RESERVOIRDISPATCHINGJun.2019NO.6VOL.292019年6月第6期第29卷

CHINAFLOOD&DROUGHTMANAGEMENT中国防汛抗旱当前汉江流域上游已建成一批水库、水电站工程，中下游形成了比较完整的防洪工程体系。汉江中下游经过60多年的防洪建设，基本形成了以堤防为基础，丹江口水库为骨干，干支流安康等水库拦蓄和东荆河分流、杜家台分洪配合，中游民垸分蓄洪、河道整治相配套，结合防洪非工程措施组成的汉江综合防洪体系。汉江中下游按总体防御1935年同大洪水（约100年一遇）为防洪标准。1.2丹江口水库概况丹江口水利枢纽是治理开发汉江的关键性工程，也是南水北调中线水源工程，枢纽分2期建设，初期工程于1958年9月开工，1973年底建成；加高工程于2005年9月开工建设，2013年8月通过蓄水验收。丹江口水库是仅次于三峡水库的全国第二大水库，水质连续25年稳定在国家Ⅱ类以上标准，2014年11月1日向南水北调中线一期工程试验性通水，2014年12月12日正式通水。自丹江口水库建库以来，发挥了巨大的防洪、供水、发电、航运及生态效益。经统计，共拦蓄入库洪峰流量大于10000m3/s以上洪水91次，有效保障了汉江中下游的防洪安全。丹江口水库为南水北调中线工程水源水库，设计多年平均向北方调水95亿m3，后期调水120亿～130亿m3，自通水至2017年底累计向北方供水超过118亿m3。电站装机900MW，是湖北电网的骨干电站，设计多年平均发电量33.78亿kW·h，累计发电1725亿kW·h。枯水期，水库改善了汉江中下游供水流量，有效提高了汉江中下游航运能力和生态用水要求。2联合调度现状丹江口水库在长江防汛抗旱总指挥部（以下简称长江防总）的正确指挥和科学调度下，实施了1998年、2010年与长江洪水错峰的联合调度，2011年缓解汉江中下游旱情的抗旱联调，但上述的联合调度均是应急情况下实施的应急调度，并未形成统一规范的联合调度机制和方案，水库群联合调度还有待于探讨和研究。随着南水北调中线一期工程的通水，汉江流域的水库群联合调度逐步提上日程，长江防总高度重视汉江流域水库群的联合调度工作，组织开展了大量的基础技术研究，为汉江流域水库群联合调度提供了技术支撑和保障。2012年国家防汛抗旱总指挥部（以下简称国家防总）批复了长江防总组织编制的《汉江洪水与水量调度方案》，明确提出了根据流域防洪需要，并且汉江干支流石泉、安康、蔺河口、潘口、黄龙滩等水库在保障自身防洪任务及枢纽工程安全的前提下，与丹江口水库联合调度，减轻汉江中下游防洪压力。2013年长江委组织编制的《汉江干流梯级及跨流域调水工程联合调度方案》指出，以丹江口水库为核心，干支流其他水库相配合进行水量调蓄，通过实施水库群联合调度，可提高供水对象的供水保证程度。2017年国家防总批复了修订后的《汉江洪水与水量调度方案》，该方案提出根据流域防洪需要，汉江干支流石泉、安康、蔺河口、潘口、黄龙滩、三里坪、鸭河口等水库在保障自身防洪任务及枢纽工程安全的前提下，与丹江口水库联合调度，减轻汉江中下游防洪压力。汉江上游水库群联合调度逐步走向规范化轨道。3水库群联合调度实践与成效近些年，在国家防总、长江防总的科学指导下，汉江集团积极开展汉江流域水库群联合调度实践，为水库群联合调度积累了宝贵经验。3.1防洪联调——发挥防洪减灾作用3.1.11998年与长江错峰1998年长江流域发生全流域性大洪水，8月中旬在长江第6次洪峰到来之际，汉江也发生了大到暴雨，特别是丹江口—钟祥区间发生了大洪水，区间洪峰流量8000m3/s。此时，长江干流武汉河道防洪压力巨大，汉口站流

量水库名称调节性能正常蓄水位/m防洪限制水位/m死水位/m总库容/亿m3正常蓄水位以下库容/亿m3调节库容/亿m3规划防洪库容/亿m3装机容量/MW综合利用任务石泉季调节410.00405.00395.003.982.801.660.98225.0发电航运安康季调节330.00325.00300.0032.0124.7116.233.60852.5发电防洪潘口年调节355.00347.60330.0023.3819.7011.204.00500.0发电防洪黄龙滩季调节247.00247.00226.0012.289.636.001.50490.0发电丹江口多年调节170.00160.00～163.50150.00～145.00319.50272.05161.22～186.97110.21（夏汛）～80.53（秋汛）900.0防洪、供水发电、

航运表1汉江上游重点大型水库基本情况10Jun.2019NO.6VOL.292019年6月第6期第29卷

中国防汛抗旱CHINAFLOOD&DROUGHTMANAGEMENT水库调度RESERVOIRDISPATCHING65500m3/s，水位28.99m，超过警戒水位1.69m。同时由于受长江高水位顶托的影响，汉水入江不畅，过流能力大幅度减小，造成汉江下游防汛形势异常严峻，为了避免下游杜家台分洪，缓解汉江中下游及长江干流的防汛紧张局面，丹江口水库在水位151.98m（超过汛限水位2.98m）、入库流量14200m3/s的形势下，果断关掉闸门，停止泄洪。水库水位于8月19日达到154.65m，超过汛限水位5.65m，短时超蓄水量达到37亿m3，降低汉口水位0.60m，在长江防洪关键时刻，成功与长江错峰，缓解长江防洪压力；同时也避免了杜家台分洪、16万人被迫迁移、34万亩耕地淹没的损失，防洪效益显著。3.1.22010年与三峡水库错峰2010年7月长江干流三峡水库迎来了建库以来的最大洪水，洪峰流量70000m3/s，三峡大坝开启8个泄洪深孔和2个排漂孔泄洪，下泄流量39900m3/s，汉口站水位已涨至26.75m，流量50900m3/s；与此同时，丹江口水库入库洪峰27500m3/s，鉴于当时长江防洪形势的严峻，丹江口水库采用了错峰调度的运行方式，以避免与长江干流洪水叠加，增加长江中下游防洪压力。丹江口水库仅以满负荷发电流量1800m3/s下泄，削减洪峰流量7140m3/s，降低汉口站水位0.50m，大大减轻了长江中下游的防洪压力。3.2抗旱联调——满足抗旱用水之需2011年3—6月汉江中下游春灌期间，湖北省发生严重旱情，汉江沿线近百万人饮水发生困难、近千万亩农田受旱，东荆河完全断流。丹江口水库因前期来水持续偏枯，水位在4月4日降至死水位（139.00m）以下，5月16日降至134.68m，为历史第5低。为全力支持湖北省抗旱工作，丹江口水库在水位较死水位低4m多的情况下，在5月24日至6月5日将下泄流量由500m3/s增加至800m3/s，最大程度的支持汉江中下游的抗旱工作。为避免丹江口水库运行水位在死水位以下进一步减少，统筹解决汉江下游抗旱问题，长江防总组织实施了汉江上游梯级水库联合调度。一是协调湖北省政府加大上游黄龙滩水库的发电下泄流量，给丹江口水库补水0.5亿m3；二是协调西北电网加大安康电厂发电出力补水丹江口水库，6月2—5日，安康水库发电流量从之前的500m3/s加大至1200m3/s，有效避免了丹江口水库水位进一步消落，同时也有力地支援了汉江中下游的抗旱供水工作。汉江上游水库（安康、黄龙滩、丹江口）联调取得成功。丹江口水库从2011年年初到6月5日累计向下游补水58.16亿m3，极大地缓解了汉江中下游的旱情；又保证了丹江口水库后期未出现更低水位，同时安康与黄龙滩水库未出现低于死水位的运行情况。3.3防汛蓄水联调——确保防洪、蓄水安全3.3.12017年蓄水联调2017年丹江口水库发生明显秋汛，特别是9月23—27日、9月30日至10月4日汉江上游发生持续降雨过程，受此影响，9月28日8时丹江口水库水位上涨至164.10m，入库洪峰流量17300m3/s，此时水库正在实施164m阶段蓄水试验工作，为确保蓄水试验安全进行，上游石泉、安康水库均合理利用库容控制下泄流量，为丹江口水库蓄水试验赢取时间。164m阶段蓄水试验工作于10月5日完成，石泉、安康水库共拦蓄洪水总量4.77亿m3（石泉1.59亿m3、安康3.18亿m3），减少丹江口水库水位上涨0.52m，有效减轻水库水位上涨压力，为164m蓄水试验提供了有利条件。3.3.22017年防汛联调2017年汛期，丹江口水库共发生5场入库洪峰大于5000m3/s的洪水，特别是第2、第3场洪水过程，为丹江口水库自2011年以来的最大秋汛洪水，第2场洪水洪峰为17300m3/s（9月28日8时），洪量48.1亿m3。第3场洪水过程呈现2次明显洪峰，洪峰分别于10月2日12时（10600m3/s）、5日10时（17300m3/s）入库，洪量55.7亿m3。受洪水入库影响，水库水位快速上涨，于9月28日8时水库水位上涨至164.10m，入库洪峰流量17300m3/s，但此时汉江中下游干流宜城—汉川段全线超警戒，防洪形势紧张，为减轻汉江中下游防洪压力，充分发挥水库的拦洪削峰作用，调度水库最大出库流量8040m3/s；降低汉江中游干流皇庄水位2m左右，避免了民垸分洪和蓄滞洪区运用，有效缓解了汉江中下游的防洪压力。据估算，防洪联合调度共减少民垸分洪淹没25万亩，河滩地淹没50万亩，减少杜家台分洪运用淹没15万亩。4存在问题近年来，在长江防总的组织下，汉江上游水库群进行了联合调度的探索和实践，取得了较好的调度成效，但在11