课件：长江流域大型梯级水库实施水量调度的初步探讨.ppt

长江流域大型梯级水库实施水量调度的初步探讨,长江科学院水资源研究所,二一二年七月,汇报主要内容,长江流域资源与工程背景 水库水量调度需求分析 长江流域大型水库调度管理现状与问题 长江流域大型水库实施水量调度的管理框架 相关结论,1 流域资源与工程背景,水资源时空不均，洪水占60-70%，局部地区供需矛盾 气候变化和人类影响，极端水文事件频率呈增加趋势 大型水库群初具规模，尚缺乏协调和统一调度管理,1 长江流域大型水库建设布局情况,2 水量调度的需求分析,水量调度需求,2 水量调度的需求分析,供水保障的需求 长江的水资源时空分布很不均匀。在时间上，长江汛期（5-10月）水量占到全年水资源量的70%左右，很难利用；加之近些年全球气候变化的影响加剧，长江流域极端水文事件出现的频率也呈增加趋势，如2006年、2007年和2009年，长江流域发生了多次较大范围的严重旱情，长江流域枯水期的水量调度存在必要 在空间上，长江流域范围广阔，干支流水系众多，各地区经济社会发展水平、水资源状况差异较大，仅从总量上看长江流域水资源的供需情况对某一具体区域缺乏实际意义，如汉江流域属长江流域内水资源开发利用程度较高的支流，目前汉江中下游水资源缺乏，南水北调后可供水资源量会更加紧张。而且，随着近些年社会经济的快速发展、水资源需求的不断增加，在长江流域特定时期、特定区域的水量调度是存在需求的，其中也包括特殊干旱时期的应急水量调度,2 水量调度的需求分析,梯级水库协调运行的需求 当前，长江上游干支流已建、在建水库众多，已经形成一定的梯级水库群规模。由于上下游水库存在复杂的水力联系，上游水库的运行调度会改变下游水库的入库径流过程，下游水库运行同时受上游多个水库的运行影响，如水库汛前消落、汛后蓄水调度等，因此有必要开展流域梯级水库的水量调度，以协调由于各水库单独调度可能产生的蓄泄矛盾，同时发挥水库群的整体利用效益。 所以，尽管长江上游干支流水资源开发利用程度较低，从水资源方面看还没有明确的水量调度需求，但长江上游大型梯级水库的协调运行对水量调度提出了需求。因为各水库单独调度可能造成同步蓄泄，会影响水库的正常利用，甚至造成人为的工程安全问题,2 水量调度的需求分析,流域水资源配置的需求 随着长江流域水资源开发利用程度的不断提高，流域各地区、各部门的用水矛盾将呈加剧趋势，目前正在制定长江流域干支流水量分配方案（包括跨流域水量分配方案），合理调配流域外调水量、本流域河道内、河道外用水量、流域内各省（市）、各部门用水。为保障流域水量分配和跨流域调水，未来需要长江流域大型水库工程依据水量分配方案而开展水量调度。,2 水量调度的需求分析,河流生态环境保护的需求 合理的水库调度，能有效缓解对生态环境的影响。目前，随着长江流域水资源开发利用程度的提高，河流生态环境问题日益严峻，如汉江中下游水华、长江鱼类生态保护问题；社会公众对大型水利枢纽工程生态环境保护/修复功能给予了更高的期望，希望通过合适的水量调度恢复河流生态/环境流量，如通过三峡水库调度（人造洪峰）为四大家鱼产卵创造合适的水文条件，通过三峡水库调度改善两湖湿地江湖关系等，这些都对上游梯级与三峡水库的调度提出了新的要求，即要求为保护生态环境目标而进行水量调度。,需求总结,鉴于长江流域水资源和工程背景条件的变化，流域机构对干支流控制性水库工程统一调度管理的缺失已经不足以满足当前及未来流域水资源综合管理的需求。 从流域综合管理的要求看，必须改变目前各自为政的“割据”局面，逐步实现符合流域实际又能为利益各方所接受的控制性水库工程的统一调度，以最大限度地发挥控制性工程的骨干作用和群体效益。 加强对长江干支流大型水库工程水量调度的统一管理，有利于保障流域供水安全，协调梯级工程的蓄泄矛盾，满足流域不同地区、不同部门的用水需求，从流域整体的高度发挥水库的社会经济及生态效益，缓解可能出现的水资源供需矛盾和水事纠纷，对流域的水资源安全乃至生态安全都具有重要意义。,3 水库调度管理情况现状问题,通过调研，收集整理各大型水库工程的相关设计资料、调度管理情况、水量调度情况，分析现有调度存在的问题 三峡工程的调度管理 丹江口水库调度管理 二滩水电站调度管理 乌江梯级电站调度管理,三峡水库调度管理,三峡总公司梯调中心是调度管理执行单位，按照各调度主管部门下达的调度指令，进行实时调度。 防洪长江防总；发电国家电网调度中心；航运长航局 水量调度方面：2008年水利部颁布三峡水库调度和库区水资源与河道管理办法。该办法中的明确了三峡水库调度主要包含三峡水库汛期的防洪调度以及汛前消落期、汛后蓄水期和枯水运用期的水量调度。对水量调度做了规定。 从三峡水利枢纽目前的调度情况看（具体可参考三峡(初期运行期)葛洲坝水利枢纽梯级调度规程），水库调度主要还是围绕防洪、发电和航运，在调度规程中并没有明确的水量调度任务。 已经开展的水调尝试（如2009年首次对三峡及其上游主要大型水库实施枯水期水量统一调度 ），多属应急性行为，实施主要依靠行政命令，没有常规化、制度化 调研情况： 根据办法制定水量调度细则； 未来三峡与上游梯级水库的联合调度管理，包括汛后蓄水、汛前消落等与水量相关的调度方案,丹江口水库调度管理,丹江口水库目前正在进行加大坝加高工程，加坝后正常蓄水位由原设计的157m升至170m，相应库容由174.5亿m3增加到290.5亿m3，水库由不完全年调节变为不完全多年调节 丹江口水库按发电服从调水、调水服从生态、生态服从防洪的原则拟定控制水位和调度规则，充分发挥防洪、供水、发电、航运、生态等综合效益。 未来实施南水北调后，水量调度是丹江口水库的主要调度目标。丹江口水库的水量调度主要考虑南水北调、汉江中下游用水需求、引江济渭和库区用水需求 目前存在的问题是多头管水，丹江口水库管理单位无权管理陶岔（南水北调取水口）和清泉沟两个“水龙头”，对库区的管理权限也相当有限，这些不利于未来丹江口水利枢纽的统一水量调度,二滩、乌江梯级调度管理,根据四川省大型水库（电站）调度情况的调研，以发电为主的水库水电站，在汛期按汛限水位控制运行，其余时间的调度运行方式，均以四川省经委下达的发电指标进行运行调度，水电站完全按照供电指标发电 四川水利主管部门负责监督指导二滩水电站的防洪调度。非汛期时期，水库由水电站管理单位（二滩水电开发有限责任公司）负责水电站的日常运行管理，根据电网需求进行水库调度，目前未开展水量调度相关的工作 乌江梯级水电站由华电贵州乌江公司梯级水电站集控中心实行统一调度管理，但主要服务于发电与防洪调度；水库管理单位只负责水电站的调度管理，对库区水资源（含水环境）无管理权限。目前未开展水量调度相关的工作,3.2长江流域大型水库调度现状总结,（1）以发电为主的水库 主要为上游水库，地处高山峡谷，如雅砻江梯级、金沙江梯级、乌江梯级。 由于以发电为主，都以电调为主，基本没有水调任务，没有其它的调度目标，水库日常调度主要取决于所在电网的需求，由水库所属的电力公司或水库管理单位自行管理。除去汛期的防洪调度外，流域机构和省级水行政主管部门基本没有涉足水库的日常调度管理。 将来如果这类电调为主的水库有需要开展水量调度，在管理体制上还需强化水利部门对工程调度的管理权，借助于明确的制度要求或是有强有力的行政命令。,3.2长江流域大型水库调度现状总结,（2）多目标综合利用水库 主要为大型综合性水利枢纽，如三峡、丹江口。尽管这些水库也有发电的功能，但水资源综合利用功能也很重要，有的甚至高于发电，如丹江口调度要求电调服从水调。 由于这类大型水利枢纽地位重要，一般都由流域机构或省级水行政主管部门直管，作为执行调度任务的枢纽管理单位，同时接受水行政主管部门和电网公司的调度指令。 但由于发电是多数枢纽管理单位的唯一或主要利益来源，而水资源调度具有公益性质，很难给枢纽管理单位带来直接效益，所以发电调度一直处于强势地位，如果水量调度影响发电效益，很多情况下会遭到枢纽管理单位的抵触。 尽管流域或省级水利部门被赋予了对大型多目标综合利用水库的调度管理职能，但一直以来这种管理主要体现在防洪调度上，在水量调度上实际没有履行相应的管理职能。但区别于以发电为主的水库的是，这种对水量调度管理的缺失不是管理体制的原因，主要是由于一直以来缺乏水量调度需求，也没有制定明确的水调方案。,3.3 各省对流域水量调度的意见,上游四川省 根据四川省大型水库（电站）调度的情况调查材料，由于近年来抗旱形势严峻，在水库调度中水调与电调的矛盾较大。由于流域开发主体多元化，上下游梯级水库缺乏统一调度、为追求发电而忽视流域安全的现象普遍。为此，建议加大水行政部门对水库电站调度的管理，强化涉水调度管理；建议逐步成立流域综合调度管理机构，更好的发挥流域水库群的水资源综合利用效益 中游湖北省 希望流域机构开展对大型水利水电工程的水量调度，特别是枯水期的水量调度，以保障长江中下游地区用水。并特别对三峡水库涉水调度提出了要求，要求长江委优化三峡蓄水方案、研究制定三峡水库的枯水期调度方案，保障枯水期长江干流及荆南四河沿岸的供水；制定各种紧急状态下长江中下游流量或水位控制预警预案 建议立足于流域大型骨干水库（水电站），如遇特枯年份，可按照应急供水的管理体制机制，由长江防总对长江干支流的水库进行协调统筹调度；同时建议建立长江中下游应急供水的调度管理体制机制,3.3 各省对水量调度的意见,中游湖南省 提出为充分发挥水库工程的水资源调控作用，保障上下游生活、生态用水，在重视防洪调度的前提下，应协调水调与电调关系，加强水库抗旱调度。针对长江中下游连续几年出现的严重枯水形势，建议三峡水库加强非汛期的水量调度，同时尽快开展三峡水库与上游大型水库群的联合调度，保障中下游供水安全 下游江西省 江西省2006-2008年，长江九江段与鄱阳湖都出现了连续枯水位，对此江西省希望三峡蓄水调度考虑对鄱阳湖的影响，并通过开展以三峡为骨干的上游梯级水库联合水资源调度缓解对鄱阳湖的影响 可见，各省都对控制性水库的水量调度提出了要求！,3.4 长江流域水资源调度已开展的工作,（1）在长江干支流局部地区开展流域水量分配的前期工作。如长江委正在组织开展的汉江流域水量分配前期工作； （2）通过对三峡、丹江口等大型控制性水库的调度管理，保障流域用水安全和生态安全，充分发挥水资源的综合利用效益，如2006年为应对下游干旱，长江委调整对三峡水库汛末蓄水的调度，加大三峡水库下泄流量，对三峡实施枯水期水量调度，并在2009年首次尝试长江上游水库与三峡水库的枯水期水量统一调度。 此外，长江委还在积极开展三峡水库优化调度试点，以减缓水库运行对长江两湖（洞庭湖、鄱阳湖）湿地的影响,3.5 长江流域水量调度面临的问题,管理方面（管理权） 一直以来，流域管理与区域管理之间的关系不顺，事权划分及职责分工不够明确。目前长江水利委员会具有直接管理权的大型工程只有三峡水库、丹江口水库和陆水水库，对长江流域干支流其它大型水库，除防洪外尚缺乏水资源调度管理权限，在未来梯级水库群建设运行的背景下，这不利于长江委组织流域的水量调度工作，会造成国家对流域水资源统一管理难以落实 在控制性水库调度管理中涉及到水利、电力、交通、环保、农业等诸多领域，存在不同区域间、行业间利益冲突和矛盾。由于调度责任不清，调度管理不规范，造成调度管理运行机制不顺畅，管理上难以协调,3.5长江流域水量调度面临的问题,管理方面（制度保障） 尽管水法规定国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制，流域机构“三定”方案明确了长江委的涉水管理职能，但这些法律依据相对宏观，对于流域水量调度管理的细化不够，还不足以支撑流域水量调度的管理 尽管2008年批准的三峡水库调度和库区水资源与河道管理办法对三峡水库水量调度做了一些较为具体的规定，但该办法只针对三峡水库，并不能成为长江委进行流域其它大型水利水电枢纽工程水量调度的管理依据， 长江流域水量调度的管理最终还是需要一个流域层面的具有通用型的法规，但这可能还需要一个相当长的过程。 在缺乏制度保障的情况下，水量调度的执行将主要依靠国家防总、水利部和流域机构的行政命令。,3.5长江流域水量调度面临的问题,执行方面 长江流域许多水库的设计运行多偏重防洪与发电，在水量调度方面考虑不多或是根本没有考虑。而且从目前多数已建成运行的水库看，发电是水库管理方最主要或是唯一的利益来源。由于水量调度具有公益性，很多水库管理方都担心水量调度需求的提出会影响他们的发电效益；而且如果水量调度由流域机构统一进行管理会削弱水库管理方的已有调度管理权限，对已有的发电调度造成进一步的约束，所以出于这些考虑，许多水库管理单位可能不理解和不支持流域水利水电枢纽工程的水量调度。 实施水量调度如果不能很好的协调各方利益，那么在实际执行中也会阻力重重。,4. 长江流域大型梯级水库水量调度框架,4.1 总体目标： 阶段目标 落实流域/区域水量分配方案，协调各省（地区）、各部门用水；保障流域枯水期供水安全和必要的生态环境用水；应对流域突发的水资源和水环境事件；促进长江流域水库群统一调度与管理，发挥大型水利水电枢纽工程的综合利用效益。 最终目标 依据流域/区域水量分配方案，对流域内各省（地区）、各部门用水进行科学调配，保障流域供水安全和生态安全，实现水资源的优化配置与高效利用；实现流域大型水利水电工程的联合统一调度，最大限度发挥工程的综合利用效益和整体利用效益；建立应对特殊干旱和流域突发性涉水事件的应急调度机制，保障应急水量调度的科学性；通过水量调度，维护健康长江，为长江流域经济社会发展和生态环境的改善提供强有力的水资源保障，以水资源的可持续利用支撑流域社会经济的可持续发展,4. 长江流域水量调度的总体框架,4.2 原则 分级管理、分级负责 总量控制、断面流量监控 局部服从整体，电调服从水调,4. 长江流域水量调度的总体框架,4.3 水量调度涵盖的内容： 枯水期水资源（水量）统一调度 依据水量分配方案的分水调度 梯级水库汛前泄水、汛后蓄水调度 考虑生态环境用水需求的水量调度 应急水量调度,4.长江流域水量调度的总体框架,4.4 工程纳入到流域统一水量调度的标准： （1）工程调节库容大，对所在长江干流及下游的防洪和水资源调度影响较大； （2）所处位置重要或敏感（长江干流，或主要支流出口控制处；或工程跨省界） （3）工程涉及水量分配任务，有明确的水量调度需求。 结合长江的治江战略步骤和流域大型水利水电工程的建设进度情况、和流域水资源调度需求程度，有步骤、分阶段地开展流域大型水利水电枢纽工程的水量调度工作,4.长江流域水量调度的总体框架,实施方式 考虑阶段性、常规性、和应急性水量调度几种方式。 对没有明确水量分配方案或水量调度需求的工程，水量调度以阶段性调度为主，如枯水期水量统一调度、梯级水库汛前蓄水、汛后泄水调度等； 对于有明确水量调度需求和水量分配方案的大型水利水电工程，水量调度可以定位于工程的常规调度内容，将水量调度常规化、制度化，如丹江口水量调度、三峡水库水量调度等。 对于应对突发性涉水事件或特殊干旱，可采用应急性水量调度方式,4.长江流域水量调度的总体框架,4.5 管理形式 （1）枯水期水量调度针对有调蓄能力的大型水库，定位于阶段性调度，建议的管理形式如下： 根据实际情况需要，流域机构决定哪些大型水利水电工程有必要纳入流域枯水期水量调度体系。对于流域机构直管的水利工程，流域机构可直接进行调度管理；对于支流属省级水行政部门管理的工程，如有必要纳入枯水期水调体系，流域机构需要和省级水行政部门建立会商、协调机制，对工程进行统一调度管理。 针对纳入枯水期水量调度体系的工程，流域机构确定枯水期水量调度时间范围，制定枯水期水量调度方案，并逐步建立流域水资源调度决策指挥系统，指导组织实施水量调度。 设定干支流主要控制断面的控制流量或最低控制水位标准，对工程水量调度的执行情况进行监督，对水量调度结果进行通报。,4.长江流域水量调度的总体框架,4.5 管理形式 （2）依据水量分配方案的分水调度 针对具有明确水量分配任务的大型水利枢纽，定位于工程的常规性调度，建议管理形式为： 流域机构依据水量分配方案，制定工程的水量调度方案，该水量调度方案与工程原有的防洪、发电等调度方案一起构成工程的常规调度内容，列入工程的调度规范。 流域机构负责水量调度的组织实施和监督管理，并在水量调度过程中建立与防洪、发电、航运等其它调度管理部门的协调机制，保障水量调度的顺利实施。 在省际断面和重要的分水控制断面设置断面流量（水质）控制标准，通过断面流量监控，对水量调度实施情况进行监控。,4.长江流域水量调度的总体框架,4.5 管理形式 （3）梯级水库汛前泄水、汛后蓄水调度 针对长江上游干支流以发电为主的水库，定位于阶段性调度，建议管理形式为： 流域机构指导协调各梯级水库管理单位制定出科学合理的梯级水库蓄、泄调度初步方案。 在实际调度中，各梯级水库或其所属的电调部门依据水库蓄水和来水情况调整调度方案，向流域机构上报水库汛后蓄水期、汛前消落期的运行调度计划，流域机构对上报调度计划进行审查、批准，批准后的调度计划是水库实时调度的依据。 流域机构在干支流设置若干监控断面，制定蓄水期和泄水期相应的断面控制性流量标准，以此对梯级水库水量调度进行监督管理。,4.长江流域水量调度的总体框架,4.5 管理形式 （4）应急水量调度 定位于应急性调度，建议管理形式为： 明确应急调度的实施条件，制定长江流域突发涉水事件下的应急调度预案和应急响应等级。 与流域各省区、各部门建立信息通报、会商机制，明确应急调度时各方的职责任务，保障应急调度的实施。,4.长江流域水量调度的总体框架,4.6 管理机构设置 在流域机构原有的机构设置基础上，依托拟设立的水资源管理机构（水资源局），专职管理水量调度事务。 长江防汛抗旱办公室 ：枯水期水量调度、特殊干旱下应急调度 长江水资源局：依据水量分配方案开展的水量调度（未来可能涵盖枯水期水量调度） ；长江上游梯级水库汛前泄水、汛后蓄水的调度；以及流域应急水量调度（如涉及防汛抗旱与长江防汛抗旱办公室协调） 流域机构下的其它部门 ：协助水量调度管理,4.7 管理责权划分,流域水量调度管理中，应依据分级管理、分级负责的原则，合理划分水利部、流域机构（长江委）、各省级水行政主管部门、各涉水相关部门在水量调度方面的职责和权限 水利部（国家防总）：负责协调、监督、指导长江委的水量调度工作，负责水量分配方案和水量调度计划的审批，负责特殊干旱下应急水量调度、跨流域水量调度方案的审批 流域机构：对依法纳入到长江流域水量调度方案体系内的大型工程，制定水量调度方案，并指导组织实施水量调度；必要时协调省级水行政部门，对工程进行统一调度 。 各省级水行政部门：依据调度预案分级负责，在职权范围内行使调度管理，配合流域机构实施应急调度 其它涉水部门 ：在流域机构的统一组织和指导下开展各自职责范围内的调度工作,4.8 管理监控手段,（1）水文断面监控 根据水量调度的需要，在长江流域干支流重要控制断面（包括省际控制断面、引调水断面和大型水利水电枢纽工程下泄流量控制断面）建立严格的水文断面流量监控制度，其中省际断面起到控制省区分水用水的目的，枢纽工程下泄流量断面起到监督工程实施水量调度情况的目的。 （2）调度方案审查 对大型工程的水量调度方案要求上报审查，明确水量调度执行的责任单位和责任人，逐步建立水量调度的责任制，对违反水量调度指令或规程的单位和个人进行通报和行政处罚。,4.9 法律支撑,已有的法律法规 水法：第46条规定流域管理机构应当根据批准的水量分配方案和年度预测来水量，制定年度水量分配方案和调度计划，实施水量统一调度。 流域机构“三定”方案：明确了长江委的涉水管理职能，管理职能包含统一管理流域水资源，组织拟订流域内省际水量分配方案和年度调度计划以及旱情紧急情况下的水量调度预案，实施水量统一调度。 中华人民共和国抗旱条例：涉及水量调度的是第37条：“发生干旱灾害，县级以上人民政府防汛抗旱指挥机构或者流域防汛抗旱指挥机构可以按照批准的抗旱预案，制订应急水量调度实施方案，统一调度辖区内的水库、水电站、闸坝、湖泊等所蓄的水量”,4.9 法律支撑,已有的法律法规的不足 尽管水法、流域机构“三定”方案、抗旱条例都明确了流域机构具有水量调度方面的管理职能，但相关规定比较宏观，总体而言是一些原则性的条文规定，并未明确界定流域机构在水量调度中的责权划分、组织实施方式，对于指导流域机构进行水量调度管理还缺乏可操作性的依据，实际应用中还需在已有法律法规的基础上进行的专门立法，对水量调度管理进一步明确与细化 部门规章 如水利部2008年颁布的三峡水库调度和库区水资源与河道管理办法，该管理办法仅针对单个枢纽工程而制定，对流域机构开展流域大型水利水电工程水量调度统一管理的支撑不够，还需进行更为专门的立法建设,4.9 法律支撑,水量调度管理立法建设 应进一步细化大型工程水资源调度方面的条例法规，针对已有法律法规的空缺，制定和出台针对全流域层面（含干支流主要大型水库工程）的水资源调度管理的法律法规。通过完善立法或行政法规为流域水资源调度提供管理依据，并进一步明确流域机构对控制性水利工程水资源调度的管理权限和与责权划分，明确流域机构对长江流域干支流大型水利水电工程水资源联合调度的协调与管理职能。 加快流域水量调度的前期基础工作；可先着手制定长江流域枯水期水量调度管理办法，长江上游干支流大型水电工程统一调度管理办法，以应对当前流域枯水期供水安全问题，和长江上游梯级水库汛前蓄水、汛后泄水调度问题。在各方面条件成熟后，最终出台长江流域（大型水电工程）水资源调度管理条例，报国务院批准,4.10 管理制度支撑,（1）健全组织机构 以新“三定”方案设立水资源局为流域水量调度管理机构，界定其职能分工，并逐步明确流域管理部门、各省级水行政主管部门、各涉水相关部门在水量调度方面的责权划分 （2）完善协商机制 长江流域水量调度涵盖上下游、干支流多个省区，涉及水利、电力、交通、环保、农业等多个部门，应逐步构建流域与省级区域、部门与部门的水事协商协调机制。包括建立流域机构与各省的水事协商机制，流域与区域、统一管理与分级管理的会商机制和信息交换制度，流域内邻省间的水事通报、协商、协调机制；以及探索有效调处省际涉水调度方面水事纠纷的体制、机制和方法，探索跨部门的涉水事务通报、协商、协调机制。,4.11 技术支撑,为保证水量调度的科学性、合理性，在技术方面需加强流域水量调度的前期与基础研究，为水量调度管理提供技术支撑。水量调度相关的支撑性技术研究包括： （1）水量分配方案 （2）联合优化调度方案（对大型综合利用水库，研究协调防洪调度、发电调度、水量调度的多目标优化调度方案；在单个水利水电工程优化调度的基础上，研究长江干支流控制性水库群联合调度方案 ） （3）水量调度决策支持系统,4.12