第４２卷第６期 ２ ０ １ １年３月 文章编号：１００１—４１７９（２０１１）０６—００８０—０３ 人 民 长 江 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｖｏ１．４２．Ｎｏ．６ Ｍａｒ．。 ２０１１ 三峡水库运用对长江中下游干流水位影响分析 ——以２０１ ０年７月洪水为例 邹冰玉，李玉荣，冯宝飞 （长江水利委员会水文局水文气象预报处，湖北武汉４３００１０） 摘要：为了分析三峡水库的调洪运用对长江中下游干流水位的影响，采用成熟的预报模型对２０ｌ０年７月中下 旬长江上游地区发生的大洪水过程进行还原计算，分析了三峡水库的拦洪削峰作用。结果表明，洪水过程中， 通过对三峡水库的合理调度，有效降低了长江中下游干流各站水位，其中宜昌一沙市河段水位降低约２．５ ｍ， 城陵矶一汉口河段水位降低约１．０ ｍ，九江一大通河段水位降低０．３～０．５ ｍ，沙市水位降到警戒水位以下，缓 解了荆江河段和中下游干流的防洪压力，缩短了监利一汉口河段各站超警戒水位时间。 关键词：２０１０年洪水；调洪运用；还原计算；预报模型；三峡水库 文献标志码：Ａ 中图法分类号：Ｐ３３８ 三峡水库２００６年蓄水至１５６ ｍ，２００８年开始试验 性蓄水到１７５ ｍ，２００９年８月实施首次拦洪削峰调度。 ２０１０年长江上游地区发生了３次较大洪水，最大入库 流量达７０ ０００ ｍ’／ｓ，三峡工程实施防洪调度，发挥了 巨大的防洪效益。 江支流渠江发生超历史记录的洪水，干流寸滩站１６日 ２：００起出现快速涨水过程，１９日１４：００出现最大流量 ６４ ９００ ｍ ／ｓ，为１９８７年以来最大洪峰流量；受上游来 水及三峡区问降雨的作用，三峡水库２０日８：００出现 最大入库流量达７０ ０００ ｍ ／ｓ。７月１９日１４：００起出 ２００７年７月底，三峡水库出现入库洪峰５２ ５００ ｍ ／ｓ的洪水过程，水库拦蓄洪水１０．１３亿ｍ ，沙市站 洪峰水位４２．９７ ｍ；２００９年８月初，三峡水库出现最大 入库流量５５ ０００ ｍ ／ｓ，出库按４０ ０００ ｍ ／ｓ控制，成功 地将沙市水位控制在警戒线（４３．０ ＩＴＩ）以下。２０１０年 库流量控制在４０ ０００ ｍ ／ｓ，２２日２０：００起出库流量按 ３４ ０００ ｍ ／ｓ控制，２３日１０：００库水位涨至１５８．８６ Ｉ／１。 ７月２５日后，长江上游来水再次大幅增加，嘉陵江上 游干流出现超历史洪水，寸滩站２８ Ｅｔ ２：００出现洪峰 流量５３ ６００ ｍ ／ｓ，三峡水库２８日８：００最大入库 ５６ ０００ ｍ ／ｓ，２５ Ｅｔ １８：００后再次加大泄量至４０ ０００ 汛期，三峡水库发生了建库以来的最大洪水，拦洪调度 作用更为显著。为了解三峡水库调度对长江中下游干 流各站水位的影响，本文针对２０１０年７月中下旬三峡 水库的洪水过程，假定三峡水库未建和三峡水库不拦 蓄两种情况还原三峡坝址洪水过程，进而预报分析长 江中下游干流沿程各站的水位流量，确定其可能出现 １／＿１ ／ｓ，调洪最高水位达到１６１．０１ ｍ（３１日１４：００）。本 次洪水过程，三峡水库共拦蓄水量９０亿ｍ ，削减洪峰 流量４０％，宜昌站最大流量仅４２ ０００ ｍ ／ｓ（７月２６日 ２３：００），沙市、城陵矶、汉口、九江、大通最高水位分别 为４２．５８，３３．３２，２７．３１，２０．６４，１４．５８ ｍ。尽管监利一 汉口、九江一大通河段出现了超警洪水，但均得到了有 效控制。 的最高值，并分析三峡水库拦洪运用降低长江中下游 干流各站水位的作用。 １ 三峡水库来水及拦洪调度实施过程 受强降雨影响，２０１０年７月中旬，长江上游嘉陵 收稿日期：２０１１一Ｏ１一ｌ３ ２ 还原计算 此次还原计算只是针对三峡水库，支流来水如清 作者简介：邹冰玉，女，高级工程师，硕士，主要从事长江流域水情预报工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｏｕｂｙ＠ｃｊｈ．ＣＯＩｌ１．ｅｎ 第６期 邹冰玉，等：三峡水库运用对长江中下游干流水位影响分析——以２０１０年７月洪水为例８１ 江、洞庭湖水系、鄱阳湖水系等来水均采用实际过程， ２．２还原计算成果 此次洪水过程中，乌江来水平稳波动，武隆站流量 在２ ５００ ｍ ／ｓ左右，三峡区间１８ Ｅｔ ８：００～１９日８：０Ｏ 区间来水则依据实况降雨采用降雨径流模型计算得 到。 假定三峡水库未建库，通过天然河道演算至宜昌， 推求三峡水库坝址洪水过程；假定三峡水库不拦蓄，则 有大雨，根据上述来水还原计算三峡坝址洪水过程，如 图１所示。假定三峡未建库，天然河道下演算至宜昌， 其洪峰流量分别为６０ ２００，５１２００ ｍ ／ｓ；若三峡水库不 拦蓄，即水库维持在汛限水位附近运行，采用水力学模 将上游来水演算至水库坝前，在汛限水位附近维持出 人库平衡调度，推求宜昌流量过程。以此为输入，分别 计算得到长江中下游干流各站水位流量过程，并相应 分析洪峰值。 ２．１还原计算方法 ２．１．１ 天然河道下的还原计算方法 将宜昌（三峡入库）以上来水包括寸滩、武隆及三 峡区间，采用原有的建库前预报方案，利用原有参数， 按天然河道状况分３段进行马斯京根模型演算至宜 昌，区间来水分段计算后直接叠加到相应的河段上。 具体方法如下： （１）寸滩、武隆一清溪场。将寸滩流量与武隆错 后３ ｈ（即寸滩为ｔ时刻，武隆为ｔ＋３时刻）流量过程叠 加，为上游合成人流过程，经河道演算至清溪场后，加 上寸滩一清溪场（分南、北岸两区）区间径流过程即为 清溪场的流量过程，经过实时校正，得到清溪场流量计 算过程。 （２）清溪场一万县。清溪场流量过程经马斯京根 模型演算至万县，叠加清溪场至万县区间径流过程，实 时修正后即得到万县流量计算过程。 （３）万县一宜昌。万县流量过程演算至宜昌，并 依次叠加错后１２ ｈ的万县一奉节区间径流过程、错后 ６ ｈ的奉节一巴东流量过程和巴东一宜昌的流量过 程，经实时校正，得到还原后宜昌站的流量过程。 ２．１．２ 三峡水库不拦蓄，坝址洪水演算方法 河道演算采用水力学模型，区间产汇流采用ＮＡＭ 降雨径流模型，在汛限水位１４５ ｍ附近维持出入库平 衡调度，对坝址洪水进行还原计算，得到坝前入库流量 过程，综合分析校正后平移至宜昌。 ２．１．３ 中下游干流各站水位计算方法 中下游干流各站水位计算采用日常作业预报中较 为成熟的预报模型，主要包括水位、流量相关、大湖模 型动态演算、河道落差、顶托系数法，其中螺山、湖口、 大通主要采用大湖模型，城陵矶、九江站主要采用河道 落差法，其他各站以相关图模型为主，当预报过程受到 下游来水顶托影响时，采用顶托系数法并综合分析顶 托值。由于洪水还原计算采用的预报模型均存在一定 的误差，因此，需要对计算结果进行合理性和可靠性分 析，并通过实时校正降低计算误差。 型进行调洪演算，宜昌流量洪峰值则分别为６５ ０００， ５２ ８００ ｍ ／ｓ 图１ 三峡水厍入、出库流量、库水位过程及还原计算 流量过程对照 依据宜昌站流量（三峡水库还原）计算过程、清 江、两湖、汉江等来水实况，采用相应预报模型逐河段 演算，分别得到中下游干流各站水位流量过程，并进行 综合比较和合理分析，将宜昌、枝城、沙市、城陵矶、莲 花塘、螺山、汉口、九江、大通站水位（流量）峰值列入 表１、表２中，与实况对照。从最高水位影响值看，荆 江河段洪峰水位影响值约２．５ ｍ左右，城一螺河段洪 峰水位影响值约０．９ ｍ，下游河段洪峰水位影响值０．１ ～０．４ ｍ。 本次洪水过程中，若三峡水库未建，根据还原计算 结果，沙市最高水位将达４４．４ ｍ，距保证水位（４５ ｍ） ｏ．６ ｍ、城陵矶水位将达３４．２ ｍ，接近保证水位３４．４ ｍ，汉口水位将达２８．１ ｍ，超警戒水位０．８ １１３，九江水 位将达２１．０ ｍ，超警戒水位１．０ ｍ，大通水位将达 １４．７ ｍ，超警戒水位０．３ ｍ，长江中下游 于流将全线超 警戒水位。 沙市、城陵矶、汉口、大通４站还原计算水位与实 测水位过程对照见图２～５，沙市水位过程与宜昌流量 对应，直接受到三峡水库调度影响；城陵矶、汉口站各 时段水位影响值差别较大，最大影响值并不出现在洪 峰水位出现时。若三峡水库未建，中游河段各站水位 开始超警戒水位时间将大大提前，且持续时间明显增 长。如汉口站，实际最高水位２７．３１ ｍ（３０日８：００）， 超警戒水位０．０ｌ ｍ，超警戒水位时间２ ｄ（７月２９～３０ 日）。若三峡未建库，汉口站最高水位２８．１ ｍ，超警戒 ８２ 人 民 长 江 水位０．８ ｍ，从还原计算成果看，汉口站水位７月２４ 日至８月５日均处警戒水位线之上，超警戒水位时间 将持续１３ ｄ左右。 表１ 假定三峡未建库还原计算峰值成果 位４５ Ｉｎ，城陵矶将接近保证水位３４．４ ｍ，汉口水位将 达２８．３ ｍ，超警戒水位１ ｍ，九江水位将达２１．１ ｍ，超 警戒水位１．１ ｍ，大通水位将达１４．９ ｍ，超警戒水位 ０．５ ｍ。经过三峡水库拦洪削峰，相应降低了长江宜昌 一沙市江段水位２～３ ｍ；降低了城陵矶一汉口江段水 位１．１ ｍ左右；降低九江一大通江段水位０．３～０．５ 图２沙市站水位还原计算过程与实际对比（０８：００） 图３城陵矶站水位还原计算过程与实际对比《０８：ＯＯ） 图４汉口站水位还原计算过程与实际对比（０８：００） 若三峡水库不拦蓄，宜昌洪峰流量将达６５ ０００， ５２ ８００ ｍ ／ｓ，沙市最高水位将达４４．８ ｍ，接近保证水 ｍ。详情见表２。 图５大通站水位还原计算过程与实际对比（Ｏ８：００） 表２假定三峡水库不拦蓄还原计算峰值成果 ３结语 ２０１０年７月，三峡坝址以上发生了大洪水过程， 三峡水库实施拦洪削峰调度后，控制了长江中下游宜 昌一石首河段不超警戒水位，有效降低了长江中下游 干流沿程各站水位，缩短了监利一汉口河段各站超警 戒水位时间。若三峡水库本次不拦蓄，维持在汛限水 位附近运行，沙市最高水位将达４４．８ ｍ，接近保证水 位４５ ｍ；城陵矶将达保证水位３４．４ ｍ；汉口将达２８．３ ｍ，超警戒水位１．０ ｒｎ；九江将达２１．１ ｍ，超警戒水位 １．１ ｍ；大通将达１４．９ ｍ，超警戒水位０．５ ｍ。且长江 中下游干流将全线超警戒水位，而出现仅次于１９９８年 的严峻防汛形势。２０１０年三峡水库的合理运用，大大 减轻了荆江河段和长江中下游干流的防汛压力，发挥 了巨大的防洪作用。 （编辑：徐诗银） （下转第１００页】 １００ 人 民 长 江 ２０１１年 ５结语 （１）金沙江流域上游来水主要由融雪及降雨形 成，历年径流变化不大。 （２）金沙江中游来水自２０世纪８Ｏ年代后呈小幅 （３）２０世纪４０年代以来，金沙江流域来水年径 流变化不大，无明显增大或减小趋势；枯季１—４月各 月径流，从９０年代以来呈明显增大趋势，汛期６，１０月 略减小，分析原因，认为主要受二滩、大桥水库建成蓄 水、发电消落影响所致。 （编辑：徐诗银） 增加趋势，可能是由于降雨增加所致，形成原因有待进 一步深入研究。 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ａｎｎｕａｌ ａｎｄ ｄｅｃａｄａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｊｉｎｓｈａ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ ＺＨＡＯ Ｗｅｎｈｕａｎ，ＧＡＯ Ｙｕａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏ—ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ，Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ｄａｔａ ｏｆ Ｓｈｉｇｕ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ １９５１ ｔｏ ２００９，Ｐａｎｚｈｉｈｕａ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ １９６６ ｔｏ ２００９ ａｎｄ Ｐｉｎｇｓｈａｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ １９４０ ｔｏ ２００９ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｅ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ａｎｄ ｄｅｃａｄａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃ— ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｊｉｎｓｈａ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｆｒｏｍ １ ９４０ｓ，ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ａｎｄ ｄｅｃａｄａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒｅｍａｉｎｓ ｓｔａｂｌｅ ｇｅｎｅｒａｌ— ｌｙ；ａｎｄ ｆｒｏｍ １９８０ｓ，ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ ｒｅａｃｈ ｏｆ Ｊｉｎｓｈａ Ｒｉｖｅｒ ｓｈｏｗｓ ａ ｓｌｉｇｈｔ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ，ｗｈｉｃｈ ｍｉｇｈｔ ｂｅ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉ— ｔａｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｓ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｕｎｏｆｆ；ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｊｉｎｓｈａ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ，…，…】…，…】 ０ｔ （上接第８２页） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｍａｉｎ ｓｔｒｅａｍ ｉｎ ｍｉｄ—ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ： ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｉｎ Ｊｕｌｙ，２０１０ ＺＯＵ Ｂｉｎｇｙｕ，ＬＩ Ｙｕｒｏｎｇ，ＦＥＮＧ Ｂａｏ￣ｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏ—ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ，Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００１０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｔｕｒｅｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｗｅ ｃｏｎｄｕｃｔ ａ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ—ｌａｔｅ Ｊｕｌｙ ｉｎ ｕｐｐｅｒ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｌｏｏｄ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅａｋ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｅａｍ ｉｎ ｅｖｅｒｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｉｄ—ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｄｒｏｐｐｅｄ ｉｎ Ｙｉｃｈａｎｇ—Ｓｈａｓｈｉ ｒｅａｃｈ，Ｃｈｅｎｇｌｉｎｇｊｉ— Ｈａｎｋｏｕ ｒｅａｃｈ，Ｊｉｕｊｉａｎｇ—Ｄａｔｏｎｇ ｒｅａｃｈ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｓｈａｓｈｉ ｗａｓ ｂｅｌｏｗ ｔｈｅ ｗａｒｎｉｎｇ ｌｅｖｅ１．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｌｆｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ Ｊｉｎｇｊｉａｎｇ ｒｅａｃｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｅａｍ ｉｎ ｍｉｄ—ｌｏｗｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｗａｓ ｍｉｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｒｎｉｎｇ ｌｅｖｅｌ ａｔ Ｊｉａｎｌｉ—Ｈａｎｋｏｕ ｒｅａｃｈ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：２０１０ ｆｌｏｏｄ；ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ；Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
