金興平

（水利部長江水利委員會，430010，武漢）

2021年， 在水利部的堅強領導下，長江委會同流域各地水行政主管部門和有關單位深入貫徹習近平總書記關于建設安瀾長江和關于防汛救災重要指示精神，錨定“人員不傷亡、水庫不垮壩、重要堤防不決口、重要基礎設施不受沖擊”的目標，按照以泄為主、蓄泄兼籌的原則，針對新蓄泄關系， 科學精細調度流域水工程， 成功應對了長江2021年第1 號洪水和長江上游及漢江、嘉陵江等河流多輪秋季洪水，取得了水旱災害防御工作的全面勝利。

一、長江流域水工程聯(lián)合調度體系

1.長江流域水工程聯(lián)合調度發(fā)展歷程

2007年以來，在水利部、科技部的指導下，長江委聯(lián)合三峽集團公司等單位，共同開展了以三峽水庫為核心的長江干支流控制性水庫群聯(lián)合調度基礎研究。2012年起，逐年編制年度聯(lián)合調度方案并經(jīng)水利部批準后付諸實施。十余年來，在聯(lián)合調度范圍、基礎研究、成果轉化、體制機制等方面不斷探索和實踐，取得了顯著成效：調度規(guī)模不斷增大，從最初的10 座水庫逐步擴展到107 座水工程；調度范圍從上游逐步向上中游干支流延伸；調度對象從最初的水庫群向包括水庫群、排澇泵站、蓄滯洪區(qū)、引調水工程等多工程聯(lián)合調度拓展；調度目標從單一防洪調度向防洪、供水、發(fā)電、生態(tài)、航運、應急等多目標綜合調度轉變；調度時間從汛期調度向汛前消落、汛期防洪、汛后蓄水、全年供水及應急處置的全年全過程延伸，逐步構建了“流域統(tǒng)籌、區(qū)域協(xié)同、部門聯(lián)動”的流域水工程聯(lián)合調度協(xié)作機制。

2.2021年長江流域水工程聯(lián)合調度運用計劃

在總結歷年聯(lián)合調度經(jīng)驗的基礎上，綜合考慮工程規(guī)模、控制作用、運行情況等因素， 納入2021年度長江流域聯(lián)合調度的水工程共107 座（處），其中：控制性水庫47 座，總調節(jié)庫容1066 億m3、 總防洪庫容約695 億m3；蓄滯洪區(qū)46 處，總蓄洪容積約591 億m3；排澇泵站10 座，總排澇能力1562 m3/s； 引調水工程4 項，年設計總引調水規(guī)模241 億m3。較2020年新增6 座控制性水庫，新增調節(jié)庫容約180 億m3、 占總調節(jié)庫容16.9%，新增防洪庫容97 億m3、占總防洪庫容16.2%。

二、2021年長江流域水雨情特點

1.降雨時空分布不均，部分地區(qū)降雨多、強度大

全年長江流域降雨空間分布呈北多南少特點， 長江上游三峽區(qū)間、嘉陵江及漢江上中游降雨量顯著偏多， 特別是8月下旬至10月上旬，長江上游地區(qū)和漢江流域持續(xù)發(fā)生強降雨過程，漢江上游、嘉陵江總雨量均排在1960年以來歷史同期的第1 位。

2.入汛早、汛期時間長，超警戒洪水點多面廣

全年長江流域共156 站發(fā)生超警戒及以上洪水，涉及河流共99 條。5—6月， 兩湖水系多條支流發(fā)生超警戒及以上洪水過程；7月， 長江下游干流附近、兩湖水系、嘉陵江水系發(fā)生較大洪水過程；8月，金沙江、岷江、漢江、水陽江等支流均發(fā)生超警戒及以上洪水過程；9—10月，長江上游干流及部分支流和漢江發(fā)生較大洪水過程。

3.秋汛特征明顯，長江上游及漢江流域發(fā)生嚴重秋汛

8月下旬至10月上旬，漢江發(fā)生超20年一遇的秋季大洪水，丹江口水庫發(fā)生7 次入庫洪峰超過10000 m3/s的洪水過程，其中5 次超15000 m3/s、3 次超20000 m3/s，9月29 日發(fā)生了2011年以來最大入庫洪峰24900 m3/s，連續(xù)洪水持續(xù)時間長、 過程洪量大，秋汛累計來水為1969年以來歷史同期第1 位；三峽水庫發(fā)生建庫以來最大秋汛，共出現(xiàn)6 次40000 m3/s 以上入庫洪水，9月6 日形成了長江2021年第1 號洪水，入庫洪峰達55000 m3/s；嘉陵江分別于9月6 日和10月5 日發(fā)生2 次編號洪水。

三、2021年水工程聯(lián)合調度

汛前滾動調整水庫消落計劃，加強調度運行監(jiān)管，精心組織實施三峽等控制性水庫群聯(lián)合消落，6月上旬可用調洪庫容達756 億m3， 為迎戰(zhàn)2021年長江流域洪水提供了可靠保障。汛期堅持滾動做好中短期水文氣象分析預報，統(tǒng)籌上下游、干支流、江河湖庫防洪需求， 共組織會商156次，及時向水利部報送各階段調度方案，下發(fā)調度令86 道，科學精準調度以三峽為核心的長江上游水庫群和以丹江口為核心的漢江上中游水庫群攔洪削峰錯峰， 有效應對長江上游、漢江流域多次較大洪水過程。8月之后，統(tǒng)籌考慮長江中下游及川渝河段防洪安全、來水情勢和長江上游水庫群整體蓄水形勢，穩(wěn)步推進長江上游水庫群蓄水進程， 汛末47 座控制性水庫基本完成蓄水任務，三峽水庫連續(xù)12年蓄至175 m，丹江口水庫首次蓄至170 m。

1.防洪調度

（1）長江1 號洪水調度

9月3 日起，長江上游嘉陵江、岷沱江流域發(fā)生強降雨，其中渠江累計面雨量80～130 mm。9月6 日，三峽區(qū)間、 清江及烏江中下游出現(xiàn)大到暴雨。9月6 日14 時三峽水庫入庫流量漲至54000 m3/s，形成長江2021年第1 號洪水。

為減輕長江2021年第1 號洪水期間川渝河段尤其是重慶主城區(qū)防洪壓力，同時不增大長江中下游防洪壓力， 長江委根據(jù)流域水雨情形勢，統(tǒng)籌上下游防洪安全，9月6 日聯(lián)合調度金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩等梯級水庫全力攔蓄金沙江洪水，將金沙江13000 m3/s左右的來水削減至6500 m3/s 以下；調度三峽水庫出庫流量逐步加大至31000 m3/s 左右， 同時會同四川省調度亭子口水庫控制出庫流量，共同加快寸灘站水位退至警戒水位以下，減輕重慶市及川渝河段防洪壓力。

防御長江2021年第1 號洪水期間， 三峽及上游水庫群共攔蓄洪水116 億m3，其中三峽水庫最大入庫洪峰55000 m3/s，最大出庫流量31400 m3/s，削峰率42.91%， 攔蓄約75 億m3，將沙市、城陵磯水位控制在警戒水位以下2.1～3.2 m。在有效減輕重慶市、川渝河段防洪壓力的同時，顯著減輕長江中下游地區(qū)防洪壓力。

（2）漢江秋季洪水調度

2021年漢江秋雨開始時間為8月21 日，較常年（9月9 日）明顯偏早。8月下旬至10月上旬，漢江流域共發(fā)生11 次強降雨過程，其間基本無間歇。雨區(qū)主要集中在漢江上游，尤其漢江白河以上地區(qū)，漢江上游面平均降雨量536 mm，較常年偏多1.7 倍，累計雨量排1960年以來歷史同期第1 位。丹江口水庫發(fā)生7 次明顯洪水過程，9月29 日最大洪峰達24900 m3/s。丹江口水庫秋汛累計來水量約340 億m3，較常年同期偏多約4 倍，為1969年建庫以來歷史同期第1 位。

面對漢江嚴峻汛情，長江委領導秋汛期間共主持會商71 次， 滾動分析研判部署，汛情緊張時每日3 次會商。8月22 日啟動水旱災害防御Ⅳ級應急響應，9月2 日提升至Ⅲ級響應并持續(xù)8 d，9月9 日調整為Ⅳ級并維持至10月8 日。在Ⅲ級響應期間，委領導24 h 在崗帶班，組織落實各項洪水防御措施。漢江秋汛期間，長江委統(tǒng)籌考慮漢江上下游防洪需求，共向陜西、湖北、河南等省發(fā)出加強防御工作的各類通知8 個，下發(fā)調度令47個，聯(lián)合調度丹江口和石泉、安康、潘口、黃龍灘、鴨河口等干支流控制性水庫攔洪削峰錯峰，控制性水庫群累計攔洪總量145 億m3（其中丹江口水庫累計攔蓄洪水約98.6 億m3），同時加大南水北調中線一期工程供水流量，有效應對了漢江7 次較大洪水過程。

通過聯(lián)合調度以丹江口水庫為核心的漢江流域控制性水庫群，有效降低漢江中下游干流洪峰水位1.5～3.5 m，縮短超警天數(shù)8～14 d，避免了丹江口以下河段超保證水位和杜家臺蓄滯洪區(qū)分洪運用。

2.蓄水調度

水庫群統(tǒng)籌蓄水方面，在水利部指揮下， 長江委2021年8月中旬開始根據(jù)實時來水及防洪形勢，提前部署水庫群有序蓄水，及時上報或批復三峽、丹江口、溪洛渡、向家壩、瀑布溝等水庫汛末蓄水方案（計劃）。6 次印發(fā)調度意見， 加強與國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)及相關水庫運行管理單位的溝通協(xié)商，穩(wěn)步推進長江上游水庫群蓄水進程。

在丹江口水庫蓄水過程中，統(tǒng)籌防洪、供水等興利需求，以避免漢江中下游水位超警和丹江口水庫蓄至正常蓄水位170 m 為目標， 根據(jù)實時水文氣象預報， 精細調整丹江口水庫調度。9月30 日，在成功應對前6 次洪水后 （30 日8 時丹江口水庫水位169.61 m，入、出庫流量分別為9060 m3/s、10000 m3/s）， 依據(jù)當時短中期（1～7 d）及延伸期（8～20 d）降雨預報情況（9月30 日至10月2 日漢江流域基本無雨；10月3 日至9 日，漢江上游有中到大雨、 局地暴雨，10日后無明顯降雨過程）， 考慮到漢江流域已臨近汛末， 會商確定以漢江中下游盡快退出警戒水位并不再超警戒水位和丹江口蓄至170 m 作為調度目標，在保障丹江口水庫防洪安全的前提下， 爭取10月上中旬蓄水至170 m。為此， 制訂了分階段調度方案：10月3 日前，考慮漢江流域基本無雨，丹江口水庫入庫流量將消退至3000 m3/s 左右， 調度丹江口水庫水位10月3 日 降 至169 m；10月3 日后，根據(jù)丹江口水庫短期（3 d）入庫流量預報和漢江上游短中期（7 d）累計降雨量預報，動態(tài)調整丹江口水庫運行水位。

①若預報入庫流量大于10000m3/s或預報累計降雨量大于50 mm， 則加大丹江口水庫下泄流量，將庫水位降至168.5 m 以下； 若預報入庫流量大于20000 m3/s 或預報累計降雨量大于80 mm， 則進一步加大丹江口水庫下泄流量，將庫水位降至168 m 以下；若預報丹江口—皇莊區(qū)間有20 mm以上降雨時，則庫水位在以上基礎上再降低0.2 m 左右。

②若預報入庫流量不大于10000 m3/s或預報短中期（7 d）降雨減弱，則逐步調減下泄流量，抬升水位至170 m。

③若預報入庫流量不大于5000 m3/s或預報短中期（7 d）無明顯降雨，則逐步關閉泄洪孔，抬升水位至170 m。

考慮到預報的不確定性，后續(xù)調度過程中每日滾動會商研判，按照以上調度目標和分階段方案，根據(jù)水文氣象滾動預報和上游水庫調度運行情況，統(tǒng)籌防洪和蓄水，實時動態(tài)調整丹江口水庫出庫流量。10月1 日至10 日,發(fā)出11 道調度令，精細合理控制丹江口庫水位，精準控制出庫流量和蓄水進程， 同步協(xié)調上游安康、黃龍灘等水庫優(yōu)化調度和國網(wǎng)湖北省電力公司配合實時調整發(fā)電流量，成功于10月10 日14 時將丹江口水庫蓄水至正常蓄水位170 m。蓄水調度期間， 皇莊站最大流量7930 m3/s，最高水位46.4 m（低于警戒水位1.6 m），漢江中下游水位均未再次出現(xiàn)超警戒水位。

8月至10月上旬，流域納入聯(lián)合調度的水庫群累計蓄水511.5 億m3，控制性水庫均基本蓄至正常蓄水位，其中三峽水庫10月31 日蓄至175 m，連續(xù)12年完成175 m 蓄水任務；丹江口水庫是自2013年水庫大壩工程加高完成以來第1 次蓄至正常蓄水位。至10月底，47 座控制性水庫死水位以上蓄水量900 億m3， 其中上游27座控制性水庫死水位以上蓄水量593億m3，為保障冬春供水、生態(tài)、發(fā)電、航運以及南水北調中線工程等綜合用水奠定了堅實基礎。

3.生態(tài)調度

2021年， 結合水庫汛前消落，長江委聯(lián)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江流域漁政監(jiān)督管理辦公室、三峽集團公司、國家電網(wǎng)有限公司等單位共同開展了9 次生態(tài)調度試驗。其中，三峽水庫4月中旬至5月初開展了3 次促進庫區(qū)產(chǎn)粘沉性卵魚類自然繁殖的生態(tài)調度試驗；5月底至6月調度三峽水庫開展2 次促進壩下游產(chǎn)漂流性卵魚類自然繁殖的生態(tài)調度試驗；1月至3月開展了烏東德水電站、溪洛渡水電站分層取水試驗， 緩解下泄低溫水的影響； 汛前為抑制伊樂藻及其他沉水植物大量繁殖， 還開展了2 次丹江口—王甫洲區(qū)間生態(tài)調度試驗。

4.應急調度

2021年1月中旬，漢江中下游疑似發(fā)生水華。長江委及時組織開展現(xiàn)場調查、應急監(jiān)測、會商研判，及時制訂了應急調度方案， 強化了應急統(tǒng)一調度工作， 會同湖北省水利廳組織開展興隆樞紐、引江濟漢工程、丹江口水庫和其他水工程配合的聯(lián)合應急調度。自1月19 日開始調度興隆水庫按“沖蓄結合”方式運行，白天加大出庫流量降低水位， 夜晚減小出庫流量逐步回蓄，出庫流量在550～1500 m3/s之間波動，水位在35～35.5 m 之間波動，以改善興隆水庫庫區(qū)水動力條件；自1月21 日開始逐步加大引江濟漢工程調水流量，調水流量自60 m3/s 最大加大至200 m3/s，后逐步減小至130 m3/s左右并維持，以改善興隆水庫以下河段水力學條件，避免興隆以下河段水華現(xiàn)象加重；調度丹江口水庫于1月24 日開始將日均下泄流量自620 m3/s加大至800 m3/s，同步調度崔家營、王甫洲等工程配合增加水庫下泄流量，進一步改善漢江中下游水體水動力學條件和污染物濃度指標；同時要求湖北省生態(tài)環(huán)境廳和漢江中下游沿岸相關地區(qū)做好限排控污、水環(huán)境應急監(jiān)測。至1月29 日,漢江中下游主要控制斷面均達到 “無明顯水華”標準， 有效保障了漢江中下游近40 萬人的供水安全。

四、水工程聯(lián)合調度成效

通過控制性水工程聯(lián)合調度，整體效益明顯提升，防洪、供水、生態(tài)、發(fā)電、航運等綜合效益顯著，為長江經(jīng)濟帶高質量發(fā)展提供了有力支撐和保障。

1.切實保障了防洪安全

科學精準調度以三峽為核心的長江上游水庫群和以丹江口為核心的漢江水庫群攔洪削峰錯峰，有效防御了長江2021年第1 號洪水和長江上游及漢江、嘉陵江等河流多輪秋季洪水，汛期流域控制性水庫群攔蓄洪水共計約386 億m3， 其中三峽水庫攔洪約130 億m3， 漢江流域控制性水庫群秋汛累計攔洪145 億m3，取得了長江流域水旱災害防御工作的全面勝利，切實保障了流域人民群眾生命財產(chǎn)安全，極大減輕了洪澇災害損失。

2.圓滿完成了蓄水任務

8月中旬開始統(tǒng)籌長江中下游及川渝河段防洪安全、來水情勢和長江上游水庫群整體蓄水形勢，提前部署梯級水庫群有序蓄水，圓滿完成了蓄水任務， 汛末47 座控制性水庫基本完成蓄水任務，10月底死水位以上蓄水量900 億m3，三峽水庫連續(xù)12年蓄至175 m，丹江口水庫首次蓄至170 m，為枯水期向中下游補水和向北方供水、促進經(jīng)濟社會健康高速發(fā)展提供了可靠水源保障。

3.切實發(fā)揮了生態(tài)效益

結合水庫消落調度，2021年累計開展9 次生態(tài)調度試驗，更大程度促進了魚類自然繁殖產(chǎn)卵。據(jù)監(jiān)測，宜都江段魚類總產(chǎn)卵量超過124 億粒，其中“四大家魚”產(chǎn)卵量約84 億粒；估算沙市江段魚類總產(chǎn)卵量約125億粒，創(chuàng)歷年之最。在保障南水北調中線一期工程供水的前提下，分兩次成功組織實施了丹江口—王甫洲區(qū)間生態(tài)調度試驗，不僅改善了漢江中下游的水生態(tài)環(huán)境， 有效抑制丹江口—王甫洲區(qū)間伊樂藻等水生植物過度生長，還同時加快了丹江口水庫汛前水位消落，為水庫安全度汛奠定基礎，做到了一水多用。1月中下旬實施的應對漢江水華的應急調度，有效抑制了漢江中下游水華發(fā)展，保障了漢江中下游武漢、 仙桃等城市近40萬人的供水安全。

4.有效實現(xiàn)了綜合利用

在供水方面，2020年年底至2021年汛前控制性水庫群向中下游地區(qū)補水約595 億m3，丹江口水庫年度實際向北方調水90.54 億m3， 其中生態(tài)補水量19.9 億m3， 供水總量和生態(tài)補水量均創(chuàng)歷史新高。在發(fā)電方面，在確保防洪安全的前提下，充分利用洪水資源， 發(fā)電效益顯著增加，成為推動長江經(jīng)濟帶的“綠色引擎”。三峽電站年發(fā)電量1036 億kWh，居歷史第2 位； 金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩電站年度累計發(fā)電量1400 億kWh； 雅礱江干流梯級電站年度累計發(fā)電量781 億kWh，連續(xù)10年創(chuàng)歷史新高；丹江口電廠發(fā)電量達到57 億kWh，創(chuàng)歷史新高。在航運方面，在三峽水庫8 次40000 m3/s以上入庫洪水過程中，控制出庫流量按不超過33000 m3/s 下泄，有效避免了葛洲壩1 號船閘停航；6月份上游來水偏枯時通過浮動三峽水庫運行水位有效改善了庫尾通航條件，全年三峽船閘通過量1.46 億t，比2020年增加6.8%。

五、結語

經(jīng)過十多年的持續(xù)探索實踐，長江流域水工程聯(lián)合調度經(jīng)歷了上中游、中下游、全流域等不同類型洪水的實戰(zhàn)檢驗， 并在2021年再一次成功戰(zhàn)勝漢江和長江上游區(qū)域性秋季大洪水， 在防御洪水尤其是統(tǒng)籌防洪與蓄水方面取得了豐富的經(jīng)驗，但同時也暴露出一些問題， 如防洪工程體系短板依然突出、 水文監(jiān)測預報體系亟須加強、 聯(lián)合調度能力仍需提高、 數(shù)字賦能調度有待加快等。下一步，應堅持問題導向、創(chuàng)新引領，加快推進數(shù)字孿生流域建設，提升“四預”能力，進一步強化統(tǒng)一調度， 持續(xù)推進水工程聯(lián)合調度綜合效益最大化。