新华网湖北频道7月30日电(记者 皮曙初 林晖)今年7月,长江干流经历四次较大洪峰袭击,通过科学调度三峡水库,累计拦蓄洪水136亿立方米,防洪减灾效益明显;尤其是7月24日至25日,三峡水库成功应对自建库以来最大洪峰的考验,削峰40%,确保了中下游安澜。但是,也有舆论认为,三峡水库调度“上也为难,下也为难”:减少下泄,上游防汛形势紧张、水库泥沙淤积;加大下泄,中下游防洪压力增加。
对此,长江防总常务副总指挥、长江委主任蔡其华在接受新华社记者专访时表示,三峡水库调度在确保防洪安全、风险可控前提下,需要上下游洪水位统筹兼顾,以及通航、走沙等综合考虑,调度起来不无难度。但是,面对今年的洪水量级和类型,通过实施科学调度,截止目前,总体来讲,“上下都不难,都在防控之中”。
调蓄中小洪水,防洪效益显著
三峡工程2008年进入175米试验蓄水期,2010年、2011年连续两年成功蓄至175米。连续几年,通过科学调度,及时拦洪、适时泄洪,尽可能地发挥削峰、错峰作用,有效缓解了长江中下游地区的防洪压力。
2009年8月,三峡水库入库出现流量为5.5万立方米的洪峰,水库防洪调度历时近13天,是三峡工程具备正常运行条件以来的首次防洪运用,通过拦洪使长江中下游没有超过警戒水位。
2010年汛期,三峡水库先后多次发挥拦洪作用,拦洪总量260多亿立方米。7月,出现入库流量7万立方米每秒的高洪峰,三峡控制出库流量4万立方米每秒,降低荆江河段水位约2至3米。
今年7月上旬,长江上游一周之内出现两次入库流量达到5.6万立方米每秒的洪峰,通过水库调度,中下游干流未出现超警戒水位。
进入7月下旬,由于洞庭湖水系强降雨,长江中游形成洪峰,城陵矶(莲花塘)超过警戒水位;紧随其后,上游出现建库以来最大洪峰,峰值达7.12万立方米每秒,三峡水库拦腰斩峰,出库流量在4.3万立方米每秒左右。
蔡其华说,如果没有三峡工程,此次上游洪水将使沙市水位接近45米的保证水位,城陵矶水位将超过34.4米的保证水位,汉口水位将超过27.3米的警戒水位。
避免“三峡空库晒太阳,下游万人上堤防”
尽管连续几年通过科学调度取得显著防洪效益,但蔡其华表示,这些还只是中小洪水调度的有益尝试。今年的最大洪峰,如果按没有三峡工程还原,与1998年同时期洪峰流量相当,但强度要相差几个量级。1998年的持续高水位,造成全流域严峻防洪形势。
但是,调度实践表明,当长江上游发生中小洪水,中下游出现防洪紧张局面时,根据可靠的水文气象预报,三峡水库可以适当拦蓄洪水,有效缓解中下游防洪压力,取得比设计能力更大的防洪效益。
她介绍说, 三峡水库防洪库容221.5亿立方米,即汛期库水位在145米至175米之间调度。按照设计,库水位在145米至155米之间的防洪库容,用于对城陵矶地区的防洪补偿,155米至171米之间,用于对荆江地区防洪补偿,171米至175米之间,则用于防御上游特大洪水。按这样的要求,当预报城陵矶水位达到或接近保证水位(34.4米)时,三峡水库将动用155米以下防洪库容;当155米以下防洪库容用完后,才动用155米至171米防洪库容,按控制沙市水位不超过44.5米,对荆江河段进行补偿调度。
三峡水库建成以来所遭遇的中小洪水,尚不需要实施对荆江或城陵矶河段进行防洪补偿调度,但在充分把握保障防洪安全的前提下,国家防总、长江防总对三峡水库相机进行调洪运用,2010年最高调洪水位达到161.01米,今年7月27日达到163.11米。
“三峡水库超出设计范围调蓄中小洪水,避免了一方面三峡水库低水位‘晒太阳’,另一方面中下游防洪压力加大,形成千军万马上堤巡堤查险的局面。”蔡其华说,尽管这样需要承担一定的风险,但所产生的经济效益和社会效益巨大,为中下游节省了大量的防汛人力、物力,也为三峡适时走船、增发电量,实现洪水资源化。
还原为无三峡水库时的洪水过程,按照建国以来长江中下游堤防加固和三峡水库建设的投资比例分摊计算,三峡水库工程2010年的防洪经济效益为266.3亿元。今年,在完成防洪任务的同时,借助洪水带来的高水头和大流量,三峡工程32台巨型发电机组连续10多天满负荷发电,日均发电量在5.4亿千瓦时左右。
协调上下游,兼顾左右岸
今年,重庆遭遇严重洪涝,寸滩水位最高达到186.79米。有人质疑,是不是三峡工程加重了上游的防洪负担,“保武汉就要淹重庆”?对此,蔡其华回应,这是对三峡工程的误读,重庆被淹是受上游来水影响,与三峡水库回水没有关系。
重庆寸滩水位高涨,是因为在重庆下游的铜锣峡十分狭窄,大水时会产生壅高20多米。所以,三峡水库拦洪时,坝前水位虽有升高,但对重庆水位的影响不大,甚至没有影响,重庆水位升高主要是金沙江、岷江及嘉陵江来水及铜锣峡峡口壅水所致。
今年7月20日至22日,长江上游遭遇强降雨,时间、落区高度集中,金沙江、岷江、沱江来水急剧增加,多条支流洪峰严重遭遇,在上游形成4号洪峰,宜宾至寸滩河段全线超保证水位,朱沱站23日23时洪峰水位217.04米,超过1966年9月2日的历史最高水位216.31米。
但是,三峡水库的调度必须统筹考虑上下游防洪需要。
蔡其华说,长江宜昌站多年平均径流量是4450亿立方米,汛期来水量占年平均来水的60%-70%,也就是说,三峡水库的防洪库容不足来水量的十分之一,库容和来水量相比毕竟十分有限,所以一定要根据长江上下游的水情和防汛形势,来实时调节洪水的时空分布,达到实现防洪保安的作用。
“洪水到来之前,三峡水库加大泄水,腾出库容,降到汛限水位145米,把221.5亿立方米防洪库容留出来。在汛期,如果来了小洪水,下游不存在安全问题,至少水位都在警戒水位以下,我们根据预报,来多少,放多少。防汛比较紧张的时候,或者下游来水较紧张的情况下,我们就适当控制下泄流量,让出库小于入库,这样水库水位就要上升,占用防洪库容,起到的效果就是减轻下游防汛压力,根据洪水的来量,我们可以多次利用,这样就实现了水库的防洪效益。”
蔡其华说,调度三峡水库的目标是“削峰不戴帽”, 按照“蓄泄兼筹、以泄为主”的方针,兼顾左右岸,协调上中下游。当上游来水大而下游水位高时,三峡水库拦蓄洪水;下游退水后三峡水库要把拦蓄的洪水尽快下泄,腾空库容迎战下一轮洪水。目前,三峡水库已将下泄流量加大至4.5万立方米每秒,以降低库水位。
蓄清排浑,防洪、走沙两不误
三峡水库能用多久?泥沙淤积会不会影响防洪库容?这些问题一直备受关注。长江委主任蔡其华在接受新华社记者专访时说,三峡水库使用寿命是三峡工程泥沙问题中最重要的关键性问题之一,但只要按照设计要求排沙,既便不考虑上游建库调度对泥沙的影响,三峡水库百年后还有86%的防洪库容可为子孙后代所用。
三峡工程蓄水运用后,由于库区水位抬高,水深加大,流速减缓,水流挟沙能力减小,处于超饱和状态,大量泥沙淤积在库区,如何保持水库的有效库容成为三峡水库长期使用的关键。不过,三峡水库来水量大,含沙量相对较小,且水库来水量和来沙量大部分集中在汛期,宜昌站六至九月份来水量、来沙量分别占全年总量的61%、84%。因此,蔡其华表示,采用适宜的调度方式,能较好地控制水库泥沙淤积,达到长期使用的目的。
三峡水库泥沙调节采用“蓄清排浑”的调度运用方式:在汛期来沙多的季节降低库水位运用,即将坝前水位控制在较低的汛限水位;汛末少沙时期水库蓄水,将坝前水位逐步抬高至正常蓄水位。采用这一运行方式,汛期低水位运行,腾出库容防洪,并可将库内泥沙淤积限制在降低了的水库水面线以下,减少库尾的泥沙淤积,也有利于将泥沙排出库外。
在近几年的三峡水库防洪调度中,充分考虑了排水走沙问题。例如2010年7月三峡入库流量7万立方米每秒,按4万立方米每秒控制下泄,而今年7月迎战入库5.6万立方米每秒的1号洪峰时,三峡水库却按4.2万立方米每秒控泄,就是因为今年1号洪峰入库时,沙市站水位还不到设防,所以加大下泄流量“排浑”,不会对水库下游形成压力;但在2010年7万立方米洪峰入库时,沙市站水位接近警戒水位,城陵矶水位已经超过警戒水位,如果不减少下泄流量,则无异于“火上加油”。
2012年水库消落期,长江防总开展了生态调度和水库库尾泥沙减淤调度试验。5月中旬至6月上旬通过水库调度形成人造洪峰,一方面提供了四大家鱼产卵的涨水条件,促进了四大家鱼自然繁殖,另一方面通过较快降低库水位,也减少了库尾泥沙淤积,特别是重庆主城区河段2010年汛期淤积的泥沙在消落期全部冲走,实现了促进鱼类繁殖与减少水库淤积的双赢,也为今后水库消落期的生态与走沙调度积累了经验。
上游来沙减少有利中小洪水调度
蔡其华告诉记者,近几年能够实现对中小洪水的相机调蓄调度,一个重要的先决条件是三峡水库上游入库泥沙减少。
三峡论证及可行性研究阶段预测认为,在宜昌站年均来沙量为5.3亿吨,在不考虑上游建库拦沙作用条件下,三峡水库运用100年后,正常蓄水位以下的防洪库容减少14%。由于上游水土保持,主产沙区产沙较少,加之主要支流水电(航电)枢纽工程的建成拦沙作用,近10年上游的来沙量已由论证阶段的年均5.3亿吨,减少到2亿吨左右,三峡水库库区的年均淤积量由论证的3.2至3.5亿吨减小到约1.4亿吨,不足论证阶段预计值的二分之一。
研究表明,预料在相当长的一段时期里,三峡水库的大部分防洪库容将得到保留,与上游干支流的防洪工程联合运用,三峡水库的调洪能力将进一步提高,长江中下游的防洪能力将得到提高,在遭遇特大洪水时,中下游临时蓄滞洪区的启用几率和分蓄洪量将进一步减少。
今年,长江上游1号洪峰最大入库流量5.6万立方米每秒,通过三峡水库拦蓄,使出库下泄流量控制为4.2万立方米每秒,排沙率为32%,达到设计标准30%左右,实现了防洪、走沙双赢。
三峡水库调度要把握好三个关键
作为当今世界最大的水利枢纽工程,也是治理和开发长江的关键性骨干工程,三峡工程具有防洪、发电、改善航运及调节水资源等巨大的综合效益。为了进一步做好三峡水库调度,同时消除有关方面对调度的不同看法,蔡其华认为,做好三峡工程防洪调度,必须把握防洪、走沙和河道正常发育三个关键。
一是有效减轻中下游防洪压力。三峡工程是保证长江防洪安全的关键,三峡水库设计核定的汛期限制水位为145米,防洪控泄要求是枝城流量5.67万立方米每秒。近几年实际都是在5.67万立方米以下进行了拦蓄洪水调度,所承担的责任和风险非常大。由于长江汛期持续时间长,且长江上游大洪水大多发生在7月下旬至8月上旬,对于长江干流警戒水位以下的洪水,在未出现较大险情时,尽可能依靠河道下泄,使三峡水库留有一定的防洪库容以防御可能发生的大洪水。
二是有效减少泥沙淤积。三峡水库的防洪库容每1亿立方米是用4.5亿人民币换来的,淤掉一立方米就会永久地失去一立方米。因此,三峡水库调度一定要充分考虑排沙,在长江中下游出现防洪紧张局面时要实施三峡水库拦洪调度,减轻中下游防洪压力;在中下游没有防洪需求时,要加大水库泄量排浑走沙,减少泥沙淤积,保留水库的有效库容,充分发挥工程的综合效益,实现防洪、减淤、生态等方面的多赢。
三要有效保证河床正常发育和河道维护。维护河床的正常发育与河道泄流能力,要求在水库调度中充分考虑对河床演变起主导作用的造床流量(即平滩水位相应的流量),并适当利用汛期洪水,泄放超过平滩水位的流量,以免长期洪水不上滩,造成河床萎缩,影响河道的泄流能力。因此,要充分利用汛期蓄清排浑,消落期调整泄流、控制下泄、人造洪峰等方式,通过调整出库水流的含沙量和流量过程,尽量减少水库淤积,也降低水库下游河道的冲刷程度,尽量走水走沙,促进河床正常发育和河道维护。
当前长江防汛已进入“七下八上”的关键时期,蔡其华说,国家防总、长江防总正加强水雨情监测与预报、滚动会商、科学研判,依据三峡水库调度运用方案,统筹上下游,兼顾左右岸,科学调度三峡水库,在确保防洪安全的前提下,兼顾发电、航运和生态需要,努力实现三峡工程实现综合效益最大化。