三峡水库优化调度运行方案与应用实践

Optimal Operation Scheme of Three Gorges Reservoir and Application Practice

摘要: 本文分析三峡水库来水来沙和运行环境变化情况，重点综述主汛期防洪调度和汛末期蓄水调度方案，给出三峡水库防洪补偿调度、运行水位动态控制、中小洪水调度和提前蓄水调度的应用实例。三峡水库多年运行实践证明：三峡工程兴建决策的正确性和调度运行的安全性，已发挥了巨大的防洪、发电、航运、供水等综合利用效益。建议进一步优化论证三峡水库新运行方案，实现洪水资源高效利用。

Abstract: This paper assesses the inflow-sediment and changing operation conditions of Three Gorges Reservoir (TGR), and reviews the flood control regulation in main-flood season and refill operation scheme in post-flood season. The case studies of flood control compensation scheduling, dynamic control of operation water level, middle and small flood regulation, early refill operation are described in detail. The TGR operation in recent years has proved that the construction decision of the project is correct and the regulation operation is safety, which has significant comprehensive benefits for flood control, hydropower generation, navigation, water supply. etc. It is suggested to further optimize and verify the new TGR operation scheme for high-efficient utilization of flood water resources.

1. 研究背景

三峡工程位于长江三峡西陵峡中段的湖北省宜昌市三斗坪镇，距下游葛洲坝水利枢纽38 km，坝址以上流域面积约100万km²，年平均径流量4510亿m³，水库防洪库容221.5亿m³。它是世界上最大的水利水电枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干控制工程，具有巨大的防洪、发电、航运和枯期补水等综合利用效益[1]。

近年来由于长江上游水库建设和调蓄影响，三峡水库来水来沙情势发生了显著变化[2]。同时，长江流域地方政府、各行业部门从防洪、发电、航运、供水、生态等方面，对三峡水库的功能和调度提出了更多更高的要求。若仍按照初步设计的调度方式，三峡水库将很难满足现状条件下的最新需求。本文分析评估三峡水库调度运行环境变化情况，回顾三峡水库优化调度方案变化调整过程；并结合调度运行实例，总结出现行优化调度方式可使三峡工程初步设计的防洪、发电、航运、供水等综合利用效益得到全面提升和拓展[3]。

2. 三峡水库来水来沙和运行调度环境变化

2.1. 径流变化

图1绘出1877~2021年三峡入库年径流变化过程，其中2002年以前采用宜昌站资料，2003年以后为三峡入库流量资料。初步设计阶段(1877~1990年)宜昌站多年平均径流量为4510亿m³，1991~2002年多年平均径流量为4279亿m³，较初设阶段偏少5.1%；三峡水库运行后(2003~2021年)多年平均径流量为4143亿m³，较初步设计偏少8.1% (367亿m³)，较1991~2002年多年均值偏少3.2% [4]。

表1列出年内径流分配，初步设计阶段汛期6~9月占年径流量的60.2%，蓄水期9~10月占26.9%，非汛期

图1. 1877~2021年三峡入库年径流变化过程

表1. 三峡水库各时期径流年内分配情况(%)

时段	初步设计(1877~1990年)	1991~2002系列	2003~2021系列
1月	2.6	2.8	3.5
2月	2.2	2.3	2.9
3月	2.7	2.9	3.7
4月	3.8	4.2	4.8
5月	7.1	7.1	7.1
6月	10.6	11.1	10.5
7月	17.7	19.1	17.8
8月	16.7	17.4	15.3
9月	15.2	13.2	14.4
10月	11.7	10.1	10.2
11月	6.1	5.9	5.8
12月	3.6	3.7	4
汛期(6~9月)	60.2	60.8	58
蓄水期(9~10月)	26.9	23.4	24.6
非汛期	39.8	39.2	42

10月~次年5月占39.8%。三峡水库运用以来(2003~2021年)，汛期径流量占比较初步设计和1991~2002年减少了2.2%，非汛期则增加了2.2%。

2.2. 三峡入库来沙减少

三峡工程蓄水以来，入库沙量和泥沙来源都发生了变化。如表2所示，2003~2021年均入库沙量为1.48亿t，

表2. 三峡上游主要水文站输沙量变化情况(万t)

时期	金沙江	横江	岷江	沱江	长江	嘉陵江	长江	乌江	三峡入库
	向家坝	横江	高场	富顺	朱沱	北碚	寸滩	武隆	朱沱 + 北碚 + 武隆
1990年前	24,600	1370	5260	1170	31,600	13,400	46,100	3040	48,000
1991~2002年	28,100	1390	3450	372	29,300	3720	33,700	2040	35,100
2003~2012年	14,200	547	2930	210	16,800	2920	18,700	570	20,300
2013~2020年	152	653	2430	1140	5010	3390	8340	302	8700
2003~2020年	7940	594	2710	623	11,600	3130	14,100	451	15,200
多年平均	20,800	1140	4250	856	25,100	9360	35,400	2120	36,600
2021年	109	162	1170	218	2290	5720	7350	261	8270

注：① 多年均值统计年份：向家坝站(屏山站)为1956~2020年，横江站为1957~2020年，高场站为1956~2020年，富顺站(李家湾站)为1957~2020年，朱沱站为1954~2020年(缺1967~1970年)，北碚站为1956~2020年，寸滩站为1950~2020年，武隆站为1956~2020年；② 朱沱站1990年前水沙统计年份为1956~1990年(缺1967~1970年)，横江站1990年前水沙统计年份为1957~1990年(缺1961~1964年)，其余1990年前均值统计值均为三峡初步设计值；③ 北碚站于2007年下迁7 km；④ 屏山站2012年下迁24 km至向家坝站(向家坝水电站坝址下游2.0 km)；⑤ 李家湾站2001年上迁约7.5 km至富顺。⑥横江站2021年1~3、12月沙量按规定停测，富顺站2021年1~4、12月沙量按规定停测。

比1990年以前的均值减少3.32亿t，减幅在69％左右。尤其在向家坝、溪洛渡投产运行后，金沙江进入三峡水库的泥沙量大幅减少，2013~2020年三峡入库沙量仅为0.87亿t，较初步设计阶段论证值减少83%左右。同时，1990年以前，三峡入库泥沙主要来源于金沙江和嘉陵江，分别占51.21%和27.89%；1991~2002年，三峡入库泥沙仍然主要来源于金沙江和嘉陵江，但是金沙江所占比例增大至58.54%，嘉陵江减少为7.75%。三峡蓄水以后，2003~2012年三峡入库泥沙主要来源于金沙江、岷江和嘉陵江，所占比例分别为29.58%、6.10%和6.08%。随着金沙江干流水电站陆续蓄水运行，金沙江泥沙大幅减少，2013~2020年向家坝站输沙量年均仅为152万t，仅站三峡入库泥沙的0.32%，三峡水库入库泥沙组成发生重大变化，向家坝站至朱沱站之间的区间产沙占29.89%，嘉陵江来沙占比7.06% [5] [6]。

2.3. 水文气象预报水平提高

来水预报是水库调度的重要依据。借助多模型、多途径、多手段综合滚动预报等手段，三峡水库的气象水文预报的精度和预见期已有长足进步[12]。根据2003~2021年三峡来水预报和实测数据统计，洪峰预报精度可达到96.3%，平均预见期达到37.4 h；预见期12 h、24 h、48 h三峡入库流量预报精度分别为98.65%、97.83%、95.59%；预见期72 h、96 h、120 h、144 h流量预报精度分别为93.1%、91.0%、89.1%、87.9%。三峡入库流量预见期由2~3 d扩展至3~5d，并能对6~7 d洪水预估，8~10 d洪水定性分析，可提供有一定可靠性的中期来水预报，为调度决策提供保障服务[4]。

2.4. 上游大型水库陆续投运

进入21世纪，随着长江上游干支流大型水库陆续建成投运，目前长江流域已建成大型水库(总库容在1亿m³以上) 300余座，总调节库容1800余亿m³，防洪库容约800亿m³。长江流域已建和在建重点大型水库分布见图2。以三峡为核心的大规模巨型水库群格局已在长江上游形成，这些水库的正常运行，改变了天然径流的时空分布格局，进一步增强长江流域防洪和水资源调节能力。同时，由于长江上游水文规律具有一定同步性，各水库调控能力不一，为避免“库多无联调”而出现的人为洪灾、集中蓄水、过度补水等不利情况，尤其处于最下游的三峡工程表现最为凸显，需要深入研究流域梯级联合调度的统一性和科学性[7]。

3. 汛期防洪优化调度

3.1. 兼顾城陵矶地区防洪补偿调度

1) 调度运行方案

初步设计阶段为确保荆江河段防洪安全，以荆江防洪补偿调度方式为主；后来为尽可能提高三峡水库对一般洪水的防洪作用，采用对城陵矶进行防洪补偿调度的方式。

2009年国务院批准的《三峡水库优化调度方案》结合城陵矶地区最新的防洪需求，按照初步设计的思路，提出了同时对城陵矶和荆江补偿、对荆江一般洪水补偿、对荆江1870年和千年一遇特大洪水进行调节补偿的三部分防洪库容，分别为56.5、125.5和39.5亿m³ (相应三峡库水位分别为155、171和175 m)。同时也提出了三峡水库兼顾城陵矶地区防洪的具体调度方式，明确当长江上游洪水不大，三峡水库尚不需为荆江河段防洪大量拦蓄，而城陵矶水位将超过长江干流堤防设计水位时，三峡水库可运用145~155 m间56.5亿m³的防洪库容为城陵矶实施防洪补偿调度，即三峡为城陵矶地区防洪补偿控制水位为155 m。

2015年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》继续延用为城陵矶地区防洪补偿调度控制水位和具体调度方式。2020年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》考虑到长江中下游地区江湖关系变化及上游水库群的建成运用改变了原有的防洪格局，特别是溪洛渡、向家坝水库投入运行后，三峡水库的入库水沙条件有较大的变化，通过溪–向梯级可拦蓄削减进入三峡水库的洪水，

图2. 长江流域已建和在建重点大型水库分布图

为进一步扩大三峡水库对城陵矶地区防洪补偿库容提供有利条件。为此，在进一步研究论证的基础上，提出前期若三峡水库为兼顾城陵矶地区防洪库水位已到达155 m后，如果城陵矶附近地区防洪形势依然严峻，视实时雨情水情工情和来水预报情况，可在保证荆江地区和库区防洪安全的前提下，加强溪洛渡、向家坝等上游水库群与三峡水库联合调度，进一步减轻城陵矶附近地区防洪压力，为城陵矶防洪补偿调度水位原则上按不超过158 m控制。

2) 调度实践

以2020年为例，2020年7月上旬长江1号洪水期间，三峡入库洪峰53,000 m³/s，此时监利以下主要控制站先后达到警戒水位，呈持续上涨态势，城陵矶附近地区防汛形势严峻。为控制城陵矶水位不超保证，三峡水库实施城陵矶防洪补偿调度，从7月6日起5次调减出库流量，从35,000 m³/s最低减少至19,000 m³/s。本轮洪水过程，三峡拦蓄洪量64亿m³，最高拦洪水位156.2 m，降低城陵矶水位0.8 m左右，成功控制其未超保证水位。后续7月中旬紧接2号洪水，三峡继续拦蓄至158 m，后转为以荆江为主、兼顾城陵矶的防洪调度方式。后续退水阶段，按退水至158 m以下控制，有效检验了新规程在防御上游型洪水时，158~171 m空间对荆江河段的防洪作用。图3三峡水库2020年7月上中旬城陵矶防洪补偿调度过程。

图3. 三峡水库2020年7月上中旬城陵矶防洪补偿调度过程

这次调度实践表明，三峡水库在保证遇特大洪水时荆江河段防洪安全前提下，实施对城陵矶防洪补偿调度，提高了对一般洪水的防洪作用，对于减轻长江中下游防洪压力，尤其是减少大洪水时城陵矶附近区的分洪量、确保人民群众生命财产及长江干堤和重要基础设施的安全大有益处[8]。

3.2. 汛期运行水位动态控制

1) 演变过程

汛限水位是汛期水库允许兴利蓄水的上限水位，也是汛期防洪调度时的起调水位。由于受到技术条件、水文资料、水文气象预报水平等制约，早期的水库大多采用固定单一汛限水位的方式。随着经济社会的发展、科学技术水平的提高，以及水资源问题越来越突出，洪水资源化利用的治水新理念应运而生[8] [9]。

按照初步设计安排，正常运行期的汛限水位为145 m。考虑泄水设施的启闭时效、水情预报误差及电站日调节需要，库水位难以稳定控制在汛限水位，需要一定浮动空间，三峡工程运行各阶段均对此进行了研究和实践运用。

2009年国务院批准的《三峡水库优化调度方案》考虑1 d预报期，按照预泄不增加下游防洪压力为原则，研究提出当沙市、城陵矶水位分别低于41 m和30.5 m，且三峡入库流量小于25,000 m³/s时，水库汛限水位上限可在初期运行期规程的基础上再增加0.5 m，即146.5 m。

2015年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》继续延用汛期水位浮动范围，只是适用条件之一“三峡入库流量小于25,000 m³/s”进一步优化为“三峡入库流量小于30,000 m³/s”。同时，考虑与蓄水衔接，明确汛末9月上旬，当预报长江上游不会发生较大洪水，且沙市、城陵矶水位分别低于40.3 m、30.4 m时，在保证防洪安全的前提下经国家防总同意，库水位可按不超过150 m浮动运行。

2020年水利部批准的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》在以上规程的基础上，考虑1~3 d水文气象预报，结合不同的实时入库流量、下游沙市和城陵矶控制站水位等情况，研究提出6月11日至8月20日主汛期期间，水库汛限水位浮动上限可至148 m。同时，汛末8月21日~9月10日，当预报三峡入库不超过55,000 m³/s，且沙市、城陵矶水位分别低于40.3 m、30.4 m，一般情况下三峡库水位可按不超过150 m适当上浮；结合防洪抗旱形势需要，经水利部和长江委同意，9月1日后可进一步上浮抬升水位，9月10日按150~155 m控制。

2) 调度实践

不同历史时期，三峡库水位在汛期满足上述相应条件，保证防洪安全的前提下，均实施了不同程度的汛期运行水位浮动运行，极大增强了水库调度的灵活性，重复利用部分库容实现了洪水资源化，为汛后水库顺利蓄满打下了坚实基础，也提高水头改善了机组出力受阻情况，为机组和电网的安全稳定运行创造了有利条件。如图4所示，在2020年6月中旬，此时上下游暂无大洪水出现，三峡库水位最高浮动至147.2 m，相较于2018、

图4. 2020年汛期三峡库水位浮动运用

2019年长时间维持在146.5 m以下运行，未发生类似“低水位、大流量下泄、机组切机”，进而造成未满负荷运行而被动弃水的情况，极大提高了水库调度的灵活性[10]。

3.3. 中小洪水调度

1) 各阶段演变过程

一般情况下，中小洪水是指20一遇或者10年一遇以下的洪水。针对三峡水库具体情况，三峡水库的中小洪水界定为30,000~55,000 m³/s。在初步设计及围堰、初期运行期，主要是针对三峡水库应对大洪水开展研究，未提出对一般性中小洪水进行拦洪调度。后在2009年汛期调度中，三峡水库遭遇55,000 m³/s洪峰洪水过程，若不进行拦洪，荆江干流河段将超过警戒水位。应当地省防办要求，三峡水库首次对此中小洪水进行了滞洪调度尝试，取得了显著的防洪减压成效。为此，面对地方政府新的调度需求，三峡水库对中小洪水调度的定义、目的、启动条件、控制方式、风险及应对措施等进行了大量研究，取得了丰富的研究成果，并在此后历年实时调度中择机进行了实验运用，取得了显著的调度成效[1]。

2015年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》原则性提出了中小洪水调度可行性，提出在有充分把握保障防洪安全时，三峡水库可以相机进行中小洪水调度。2020年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》明确了减轻中游防汛压力的中小洪水调度方式：

1、当预报未来3 d荆江河段沙市站将超过42.5 m，三峡水库可以相机拦洪削峰，控制沙市站不超43.0 m，减轻荆江河段防洪压力，调洪最高水位一般按不超过148.0 m控制；当上游及洞庭湖水系处于退水过程，且预报未来5 d无中等强度以上降雨过程，可进一步提高至150.0 m。

2、当预报未来5 d城陵矶(莲花塘)站水位将超过32.5 m且预报未来5d三峡水库入库流量不超过55,000 m³/s时，三峡水库可以相机拦洪削峰，减轻城陵矶附近地区防洪压力，调洪最高水位一般按不超过148.0 m控制。

3、实施减轻中游防汛压力的中小洪水调度期间，若不满足上述条件或预报未来5 d三峡水库入库流量将达到55,000 m³/s时，应适时加大三峡水库出库流量，尽快将库水位降至防洪限制水位，做好荆江河段防洪调度或兼顾城陵矶河段防洪补偿调度的准备。

2) 调度实践

自2009年初次尝试中小洪水调度，到后期大量开展研究，三峡水库多年来持续择机进行了中小洪水调度实践，在减轻中下游一般性洪水压力方面发挥了显著作用，也较好地践行了洪水资源化管理的理念。

如2009年8月6日8时，三峡水库遇入库流量55,000 m³/s的洪水，若不进行拦洪调度，荆江干流河段将超过警戒水位。应湖北省防办要求，三峡水库首次对中小洪水滞洪调度进行了尝试(如图5所示)。本次拦洪调度，三峡水库最大出库流量40,000 m³/s，取得了显著的成效：一是避免了荆江河段高洪水位。如果三峡水库按照最大入库流量55,000 m³/s下泄平衡调度，湖北长江宜昌至监利段和荆南四河水位将全线超警戒，共有1500多km堤段要按照警戒水位布防巡查。经三峡水库控泄后，仅长江干流监利段20.7 km和荆南四河649.8 km水位超设防。二是降低了响应级别。按照防汛抗旱应急预案的要求，湖北长江和荆南四河出现超警戒水位的洪水，应启动防汛三级应急响应，经三峡水库控泄后，长江监利段和荆南四河实际仅超出现设防水位洪水，只需启动防汛四级应急响应；三是避免了紧张态势。如果出现超警戒水位的洪水，尚未达标的荆江大堤难免出险，尤其是堤基差、标准低的荆南四河更难免险情多发，抗洪抢险紧张的态势在所难免。对三峡水库实施控泄调度，湖北长江和荆南四河在设防水位期间，没有发生一处险情；四是减少了防汛成本。与警戒水位以上防洪相比，沿江防洪大堤巡查干部群众减少5.5万人，仅布防劳力补助费一项就减少了防汛成本1294万元。

图6给出2020年6月20-30日三峡水库两次中小洪水调度过程。6月20~26日，长江干流发生第一场洪水

图5. 2009年8月三峡水库中小洪水调度过程

过程，三峡入库流量从20日21时24,500 m³/s开始起涨，至23日8时涨至最高洪峰流量36,500 m³/s，之后缓退至26日23时的20,500 m³/s。三峡库水位从20日21时145.1 m开始起涨，最高蓄至24日04时的147.57 m，之后缓退至26日23时最低145.89 m。为应对2020年首场洪水，三峡水库单独拦洪，洪峰到达坝前时，控制下泄流量31,100 m³/s，削峰率达14.79%，累计拦洪12.3亿m³。6月27~6月30日，长江干流发生第二场洪水过程，三峡水库入库流量从27日20时26,000m³/s开始起涨，至28日14时涨至最高洪峰流量40,000 m³/s，之后缓退至6月30日14时的29,000 m³/s。三峡库水位从27日20时145.86 m开始起涨，最高蓄至30日0时的147.68 m，30日14时缓退至147.36 m。洪峰到达坝前时，三峡水库控制下泄流量23,400 m³/s，削峰率达41.50%，累计拦洪9.1亿m³，下游沙市、城陵矶水位均未超警戒。

图6. 2020年6月三峡水库中小洪水调度过程

4. 蓄水优化调度

4.1. 蓄水调度方案

初步设计阶段通过历史来水资料、各方需水要求及“蓄清排浑”需要，研究安排水库汛末10月初开始兴利蓄水，考虑下游航运要求，蓄水期间最小下泄流量不低于保证出力相应的发电流量，库水位逐步上升至175 m，少数年份，蓄水过程延续到11月份[11]。

2009年国务院批准的《三峡水库优化调度方案》对三峡水库蓄水方式进行了初步优化，研究提出不早于9月15日水库开始兴利蓄水，蓄水期间库水位按分段控制上升的原则，一般25日不超过153 m，9月30日不超过156 m (视来水情况，经防汛部门批准后可蓄至158 m)，10月底蓄至175 m，特枯年份蓄水可延续至11月份。蓄水期间下泄流量：9月一般控制不小于8000~10,000 m³/s；10月上、中、下旬一般分别按不小于8000、7000、6500 m³/s控制；11月份最小下泄流量按不小于保证葛洲坝下游水位不低于39 m和三峡电站保证出力对应流量控制[12]。

2015年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》提出三峡水库蓄水时间提前到9月10日，起蓄水位一般控制不超150 m，9月底水位按162~165 m控制，10月底可蓄至175 m，特枯年份蓄水可延续至11月份。蓄水期间下泄流量：9月一般控制不小于8000~10,000 m³/s；10月一般分别按不小于8000 m³/s控制；11月份最小下泄流量按葛洲坝下游庙嘴水位不低于39 m和三峡电站出力不小于保证出力对应的流量控制。

2020年水利部批复的《三峡(正常运行期)–葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》进一步优化蓄水方式：9月10日起蓄水位可进一步抬高按150~155 m控制，与汛末提前蓄水相衔接的8月份出库流量尽可能按不小于18,000 m³/s控制。

4.2. 调度实践

2008年，三峡工程首次进行175 m试验性蓄水。开始蓄水时间为9月28日，起蓄水位145.27 m，基本按照初步设计的方式蓄水。由于蓄水期间三峡水库库岸局部出现变形和垮塌，水库仅蓄水至172.8 m。

2009年，按照《三峡水库优化调度方案》的蓄水原则，实际调度中水库于9月15日开始蓄水，起蓄水位为145.87 m，9月底蓄水至157.5 m。由于10月份蓄水期间长江上游来水偏枯，中下游又遭遇严重旱情，三峡水库加大下泄流量，日均下泄流量达到8500 m³/s，最高蓄水位仅171.43 m。经过计算，若将10月份未蓄的40亿m³调整到9月份蓄，则在9月底蓄水至163 m的情况下，10月份在为下游补水的同时可蓄水至175 m；若9月份蓄水计划不变，10月份下泄流量按照《三峡水库优化调度方案》规定的下泄流量，则三峡水库10月底可基本蓄水至175 m。2009年水库为下游补水期间，三峡增大下泄流量影响显著的是长江中游干流沿线，对“两湖”的影响主要体现在其与长江干流交汇处，特别是对两湖主要支流的影响甚微，依靠三峡补水倒灌抬升两湖支流水位效果不佳。而三峡加大下泄流量导致水库未蓄满，对枯水期补水影响较大。

2010年，在总结2009年蓄水经验与教训的基础上，与2009年的蓄水原则相比，三峡水库提出了提前至9月10日开始蓄水，起蓄水位150 m，9月底蓄水至163 m的蓄水方案。国家防总批复的蓄水计划中，蓄水开始时间和9月上旬水位上浮得到了认可，9月30蓄水位162 m，9、10月蓄水期间下泄流量分别按不低于10,000和8000 m³/s控制。实际蓄水过程中，三峡水库对9月份的两场洪水过程进行了拦蓄，9月10日、9月底的库水位分别达到160.2 m、162.84 m，10月26日9时首次蓄至175 m。

此后几年，通过预报在确保后期无大洪水的情况下，三峡水库在拦蓄最后一场洪水后维持高水位，将防洪运用与后期蓄水相衔接，并充分利用9月来水较10月份多的特点，提前到9月中旬开始分阶段控制蓄水(如表3)，9月至10月蓄水过程如图7所示。实践表明，通过提前蓄水，三峡水库2010~2021年连续12年均成功蓄至175 m，同时有效保障了9、10月份出库不小于10,000、8000 m³/s，下游“两湖”地区基本未受影响，同时也保证了枯期下泄大于6000 m³/s的要求，累计为下游补水总量3114亿m³，极大缓解了下游生活、生产、生态等用水需求。

表3. 三峡水库175 m试验性蓄水情况

年份	起蓄时间	起蓄水位(m)	9月底水位(m)	9月蓄水期出入库流量(m^3/s)		10月蓄水期出入库流量(m^3/s)		最高蓄水位 或蓄满时间
				入库	出库	入库	出库
2008	9/28	145.27	148.73	25,300	24,100	15,400	11,600	11/4
2009	9/15	145.87	156.93	18,900	15,200	12,500	8500	11/24
2010	9/10	160.2	162.55	21,600	20,900	13,900	9950	10/26
2011	9/10	152.24	166.07	19,000	13,600	11,300	8200	10/30
2012	9/10	158.92	168.84	23,300	18,900	16,300	14,400	10/30
2013	9/10	156.59	166.92	19,500	15,300	10,400	7990	11/11
2014	9/15	164.63	168.44	32,400	29,900	16,100	13,900	10/31
2015	9/10	156.01	166.41	24,500	20,400	15,900	13,000	10/28
2016	9/10	145.96	161.62	15,800	10,300	13,600	9350	11/1
2017	9/10	153.5	166.31	23,000	17,800	22,200	19,800	10/21
2018	9/10	152.59	165.48	20,500	15,300	18,000	14,900	10/31
2019	9/10	146.73	163.11	22,100	17,000	18,000	15,200	10/31
2020	9/10	154.83	162.77	27,000	24,900	21,900	19,400	10/28
2021	9/10	167.61	170.03	28,900	28,100	19,000	17,400	10/31

注：2008年和2009年的最高蓄水位分别为172.8 m和171.4 m。

图7. 2010~2021年三峡水库蓄水过程图

5. 结论和建议

按照“研究–实践–总结–固化–再研究”的水库调度运行管理模式，三峡工程投运10余年来水库调度与枢纽运行安全有序，工程初步设计的防洪、发电、航运、水资源等综合效益全面显著发挥，并得到不断提升和拓展，进一步提高了长江流域防洪安全、水资源安全、航运安全、生态安全和我国能源安全的保障能力。实践充分证明：三峡工程兴建决策是正确的，建设质量是优良的，调度运行是安全的，综合效益是巨大的。

1) 三峡水库投运以来，除2005、2006、2008年来水较小未实施防洪调度外，其余年份三峡水库通过错峰调度拦蓄洪水，相继开展了防洪调度。成功应对了2010、2012、2020年三次洪峰超70,000 m³/s的洪水过程，以及面对2016、2017年长江中下游区域性大洪水，有效控制沙市站水位未超过警戒水位、城陵矶站水位未超过保证水位，保证了长江中下游的防洪安全，减轻了下游干支流地区的防洪压力，降低了防汛成本。

2) 发电量方面，截止2021年，三峡电站(含电源电站)累计发电量15,028亿kW·h，其中2020年发电量达到了创单座电站世界纪录的1118亿kW·h，相比设计调度方案，2003~2021年累计增发电量771.68亿kW·h。调峰方面，三峡电站具有的快速启停机组、迅速自动调整负荷的良好调节性能，可有效缓解电力市场供需矛盾，改善调峰容量紧张局面，促进电网安全稳定运行。

3) 三峡工程蓄水后，极大改善了三峡库区航道条件，提高了船舶航行和作业安全度；同时由于库区水流流速减缓、流态稳定、比降减小，船舶载运能力明显提高，油耗下降，航运成本降低。2022年三峡船闸过闸货运量1.56亿t，累计通航量18.4亿t。

4) 按照中电联每年发布的标准煤耗估算，截止2021年，三峡水库累计发电量相当于替代标准燃烧煤4.88亿吨，有效节约了一次能源消耗，同时减少10.9亿吨二氧化碳、1336万吨二氧化硫、10.9万吨一氧化碳、642万吨氮氧化合物的排放，以及大量废水、废渣，节能减排效果明显，为实现“双碳目标”做出了贡献。

5) 三峡水库175 m试验性蓄水运行后，枯水期下游流量补偿标准由初步设计的5500 m³/s左右提高到6000 m³/s以上，有效改善了中下游地区生物栖息地的环境质量，以及下游沿岸生产生活与生态用水需求。并且通过汛前创造“人造洪峰”过程，三峡水库实施适宜鱼类尤其四大家鱼繁殖的生态调度，效果显著。

综上，考虑到三峡水库运行以来来水来沙和上游水库群的调蓄影响以及多年的研究应用实践[13] [14]，建议把初设确定的175-155-145 m运行方案调整为175-160-155 m方案，即保持正常蓄水位175 m不变，消落水位和防洪控制水位分别调整为160 m和155 m。根据水文气象预报信息，主汛期在155~160 m区间动态控制，长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水，8月底蓄至163 m左右，9月底蓄至165 m，10月底蓄满。

基金项目

中国长江电力股份公司(Z242402005)和国家自然科学基金长江联合基金(U2340205)。

NOTES

作者简介：汪芸，女，博士后，主要从事水文水资源研究，Email: [e-mail]

^*通讯作者简介：郭生练，男，教授，主要从事水文水资源研究，Email: [e-mail]