2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考_郑静.pdf

第 54 卷 第 2 期2 0 2 3 年 2 月人民长江YangtzeiverVol 54，No 2Feb，2023收稿日期:2022 12 01作者简介:郑静，男，高级工程师，主要从事防洪与水资源调度工作。E mail:4418652 qq com cn文章编号:1001 4179(2023)02 0007 05引用本文:郑静，张虎 2022 年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考 J 人民长江，2023，54(2):7 11，422022 年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考郑静，张虎(长江水利委员会 水旱灾害防御局，湖北 武汉 430010)摘要:2022 年，长江流域遭受严重旱情。为缓解长江中下游严重枯水给供水、灌溉等用水需求带来的影响，保障流域粮食安全、供水安全，在水利部统一部署下，长江水利委员会同湖南、江西省水利厅分别于 8 月中旬和9 月中旬实施了两次长江流域水库群抗旱保供水保秋粮丰收补水调度。在分析长江中下游用水需求、前期水库群蓄水及调度情况和来水预测的基础上，确定了调度长江上游、洞庭湖水系、鄱阳湖水系水库群的抗旱补水方案，两次专项行动分别补水 35 7 亿，25 9 亿 m3。根据 2022 年长江流域水库群抗旱补水调度实践，提出了存在干旱预报能力有待提升、旱区用水需求掌握不够精准、抗旱补水调度规则体系有待建立和抗旱调度基础研究有待深入等问题，并提出了有针对性的建议。关键词:水库群;补水调度;抗旱;2022 年长江流域干旱中图法分类号:TV69711文献标志码:ADOI:10 16232/j cnki 1001 4179 2023 02 0020引 言长江流域水资源丰富，一般来说，汛期暴雨洪水频繁，旱情发生频率相对较低。但是受全球气候变化的影响，近几十年以来长江流域旱情发生的频率、强度都有增强的趋势1 3，如近 20 a 就发生了 2006年的夏季干旱、2011 年的冬春连旱、2013 年的夏季干旱和 2019 年的秋季干旱等旱情。干旱是一种自然现象，抗旱的目的不是消除干旱，而是减少干旱损失。一般来说，抗旱措施主要有工程措施和非工程措施4。工程措施旨在提高应对抗旱能力，如建设水库等水源工程、引调水等水资源配置(水网)工程以及小水窖、小水池、小泵站、小塘坝、小水渠等山区“五小”水利工程等;非工程措施旨在减少干旱损失，如监测预报预警、水库联合调度、抗旱应急管理或救灾等。其中，实施水库群进行联合抗旱补水调度是一项重要的措施，能够充分发挥水库工程抗旱应对能力，在抗旱关键时刻发挥关键性作用。本文以2022 年长江流域水库群抗旱补水调度为研究对象，概括 2022 年长江流域旱情基本情况，分析长江流域水库群抗旱补水调度方案及成效，并总结提出存在的问题和建议，对今后提升长江流域抗旱应对能力、开展抗旱补水调度提供相关经验参考。12022 年长江流域旱情概况2022 年 7 月以来，长江流域出现历史罕见的极端气象、水文干旱。7 10 月，长江流域累计面雨量 291mm，为 1961 年以来历史同期最少，较 30 a 均值偏少39%(长江流域 7 10 月降雨距平百分率见图 1)，其中，7 8 月长江流域累计面雨量 174 8 mm，排历史同期最少，较 30 a 均值偏少 44%，且较历史同期第 2 低年份明显偏少 38 4 mm5 6。受降雨偏少影响，2022 年 7 月以来，长江流域发生流域性严重枯水，其中中下游干流 8 月出现超 100 a一遇枯水，月最低水位为有实测记录以来历史同期最低7。7 10 月中旬，长江流域总来水量(大通站)2人民长江2023 年图 1长江流域 2022 年 7 10 月降雨距平百分率Fig 1Anomaly percentage of rainfall in the Yangtze iver basin from July to October 2022220 亿 m3，较 30 a 同期均值偏少近 50%。其中 8 9月洞庭湖“四水”、鄱阳湖“五河”合成来水分别位居历史同期有实测记录以来倒数第 2 位、第 5 位，近 40 a以来倒数第1 位;洞庭湖水位8 月4 日低于枯水位2450 m，为 1971 年以来最早进入枯水期;鄱阳湖水位 8月 6 日低于枯水位 12 00 m，提前 100 d 进入枯水期。6 9 月，长江中下游主要站水位总体呈前期底水高、汛期丰枯转换剧烈、水位退势猛、各站水位相继退至历史同期最低值并持续下降的特点;7 月开始，长江中下游主要控制站水位由较多年同期偏高转为偏低，且偏低幅度逐渐加大，7 月末，月最低水位均在历年同期月最低水位倒数前列。8 月份，中下游水位持续消退，中下游干流主要站及两湖出口控制站最低水位较历史同期最小值偏低 0 90 2 10 m。受汛期反枯、长江中下游干流水位持续走低影响，沿江部分农业灌溉的涵闸泵站和个别城乡供水工程水位条件无法满足，不能正常取水。据统计，2022 年 8月 25 日旱情高峰时，长江流域耕地受旱面积 442 13万 hm2，有 499 万人、92 万头大牲畜因旱供水受到影响，主要集中在重庆、四川、湖北、湖南、江西、安徽、河南、贵州、陕西、江苏 10 省(直辖市)。2抗旱补水方案分析以三峡水库为核心的长江流域水库群是目前世界上最大规模的巨型水库群。经过十多年来的研究与实践，长江流域水库群在防洪、供水、生态、发电、航运等方面取得了巨大的效益8。利用水库实施补水调度是抗旱的一项重要措施。三峡水库分别在 2009 年秋和 2011 年夏实施抗旱补水调度9，在防御长江中下游旱情中发挥了重要作用。水利部高度重视 2022 年长江流域抗旱工作，及时启动干旱防御应急响应，以“确保旱区群众饮水安全、保障大牲畜饮水、保障秋粮作物灌溉用水”为目标，精准范围(针对长江中下游、鄱阳湖流域、洞庭湖流域旱区)、精准对象(旱区范围内群众饮水安全、大牲畜饮水需求和秋粮作物时令灌溉用水需求)、精准措施(科学精准调度水利工程)，实施长江流域水库群抗旱保供水联合调度专项行动。长江流域水库群抗旱补水调度示意见图 2。2 1第一次抗旱补水调度(1)用水需求分析。2022 年 8 月上旬，长江中下游湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省的大中型灌区的灌溉水源可基本保障，受旱耕地主要是分布在灌区末端和尚无灌溉设施的“望天田”，农作物受旱面积 48 5万 hm2;21 万人和1 5 万头大牲畜出现人畜饮水困难，主要分布于以小型水库或山泉、溪流作为水源的地区，各级水利部门实施了延伸管网、新辟水源和拉水送水等综合措施，可基本满足用水需求。但是 8 月中下旬图 2长江流域水库群抗旱补水调度示意Fig 2Schematic diagram of drought relief joint operation of muti reservoirs in the Yangtze iver Basin8第 2 期郑静，等:2022 年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考是长江中下游水稻等秋粮作物生长关键期，灌溉用水需求较大，枯水、旱情持续发展将影响部分沿江(湖)灌区农业灌溉取水，进而影响水稻等秋粮作物丰收。(2)前期水库群蓄水及调度情况。前期长江上游水库群为供水和发电均未蓄水。8 月 1 15 日，长江上游控制性水库群向中下游地区补水 53 0 亿 m3，其中上游水库群补水 36 6 亿 m3，中游水库群补水 16 4亿 m3。截至 8 月 15 日，长江流域纳入联合调度的水库群蓄水量 406 亿 m3，可用水量较 2021 年同期偏少10%，其中长江上游控制性水库蓄水量 155 00 亿 m3、洞庭湖水系控制性水库蓄水量 126 50 亿 m3、鄱阳湖水系控制性水库蓄水量 41 46 亿 m3。(3)来水预测分析。根据当时预测分析，8 月 1521 日，长江上游西部、汉江有局地小雨或中雨，长江流域其余地区无明显降雨过程。8 月下旬，嘉陵江岷江流域、汉江上游有一次中等强度的降雨过程。预计三峡水库未来一周来水波动缓退，8 月中旬平均入库流量在12 000 m3/s 左右，8 月下旬平均入库流量在11 000 m3/s 左右。未来一周长江流域控制性水库仍基本按保供水和供电要求控制出库流量。预计 9 10月，长江流域降水偏少，其中，长江上游正常偏少，中下游偏少。(4)补水调度方案。8 月 15 日 00:00，三峡水库水位 146 97 m。考虑三峡水库水位降至 145 00 m 后将不能满足电网保供电日内调峰调度需求，向中下游补水按最多补至 145 50 m 考虑，兼顾电网调峰调度需求。经多方案比选，拟定三峡水库逐步向下游补水至146 00 m 运行，出库流量按 11 900 12 500 m3/s 控制，21 日末三峡水库库水位 146 00 m 左右，三峡水库共补水 4 8 亿 m3，金沙江乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库接续向三峡水库补水 3 5 亿 m3，长江上游水库群将向下游补水 8 3 亿 m3。同时，会同湖南省水利厅调度双牌、涔天河、欧阳海、水府庙、江垭、皂市等洞庭湖“四水”骨干大型水库，为下游灌区和城镇补水，保障农业灌溉和城乡居民生活用水安全;会同江西省水利厅调度鄱阳湖水系的廖坊、大塅水库向下游补水，保障农作物生长关键期用水需求。2 2第二次抗旱补水调度(1)用水需求分析。根据长江中下游地区农业灌溉需求初步调查，2022 年 9 月底前，湖北、湖南、江西、安徽、江苏 5 省“一江两湖”(长江中下游、洞庭湖、鄱阳湖)地区大中型灌区的灌溉用水高峰期集中在 9 月中旬，其中鄱阳湖区灌溉需求相对旺盛、洞庭湖区次之，长江干流引水的灌区当前基本可以满足灌溉需求。其中，引长江干流水的大中灌区灌溉需求主要以湖北省 10 万多 hm2(160 多万亩)晚稻、6 万多 hm2(100 多万亩)虾稻，江苏省 33 万多 hm2(500 多万亩)中稻为主，初步估算，9 月 12 18 日湖北、安徽、江苏 3省从长江干流取水的大中型灌区灌溉需水量约 3 1 亿m3。处于洞庭湖水系的湖南省大中型灌区，中稻已基本完成收割，晚稻处于抽穗扬花至乳熟期，初步估算，9月 12 18 日，洞庭湖区 12 万多 hm2(180 多万亩)晚稻灌溉需水量约 1 03 亿 m3。处于鄱阳湖水系的江西省大中型灌区，现有中稻 12 7 万多 hm2(190 多万亩)，其中 4 万多 hm2(60 多万亩)即将收割不再灌溉，其余 8 7 万多 hm2(130 多万亩)处于灌浆期，另有 8 7万多 hm2(280 多万亩)晚稻处于拔节孕穗至抽穗扬花的关键时期，初步估算，9 月 12 18 日，灌溉需水量约2 05 亿 m3。(2)前期水库群蓄水情况。9 月 11 日，长江流域纳入联合调度的水库群蓄水量 418 亿 m3，可用水量较2021 年同期偏少 50%，其中长江上游控制性水库蓄水量 205 亿 m3、洞庭湖水系控制性水库蓄水量 101 亿m3、鄱阳湖水系控制性水库蓄水量 38 亿 m3。三峡水库 9 月上旬来水波动缓退，9 月 11 日 08:00 三峡水库水位退至 147 82 m。(3)来水预测分析。根据当时预测分析，9 月中下旬长江上游及中下游降水量仍偏少，其中，除金沙江正常偏多外，嘉陵江、岷沱江及乌江均偏少。综合考虑未来降雨预测、前期土壤含水量、江河底水与中小型水库蓄水量明显偏低等情况，预计三峡水库 9 月中下旬天然来水较多年均值偏少 40%，其中 9 月中旬平均入库流量约 7 800 m3/s;洞庭湖“四水”合成流量在15 00m3/s 左右，较多年同期均值偏少近 60%;鄱阳湖“五河”合成流量在 850 m3/s 左右，较多年同期均值偏少70%。为保障长江干流航运安全和中下游供水安全，2023 年 4 月前三峡水库水位应不低于 155 00 m，且三峡水库出库流量最低在7 000 m3/s 左右，按11 月底长江上游水库群蓄水量、来水量预测和消落计划，较长江中下游供水安全和干流航运安全的用水需求仍存一定缺口