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水 利 学 报

２０２５年 ３月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５６卷 第 ３期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２５）０３ － ０３５４ － １０

金沙江下游梯级水库运行期设计洪水计算方法研究

谢雨祚，郭生练，钟斯睿，汪肖雅，王 俊

（武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉 ４３００７２）

摘要：以金沙江下游梯级水库为研究对象，采用时变 Ｐ － Ⅲ型适线法和最可能地区组成法两种途径分别隐式和显
式考虑上游水库群的调蓄影响，计算水库运行期设计洪水及采用同频率法放大设计洪水过程线，推求水库运行汛
期控制水位（简称汛控水位），分析对比发电效益。结果表明：①两种途径计算的水库运行期设计洪水均小于建设
期设计洪水；时变 Ｐ － Ⅲ型适线法无需对流量资料进行还原计算且无需考虑水库调度过程，而最可能地区组成法
从上游至下游对各水库逐级调洪演算，计算复杂但实用性强；②上游水库的调蓄作用对下游洪水的削减显著，基
于时变 Ｐ － Ⅲ型适线法（最可能地区组成法），向家坝水库运行期 １０００年一遇设计洪峰、３ｄ、７ｄ和 １５ｄ洪量的削
减率分别为 ３７．３０％（４１．６５％）、３５．９６％（３９．６６％）、３６．８２％（３５．７２％）和 ２８．０３％（２６．７６％）；③维持原设计防洪标准
不变，经调洪演算求得乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝水库的汛控水位分别为 ９５５．６、７９４．６、５７２．３和 ３７３．２ｍ，
与原设计汛限水位相比，６—９月 份 梯 级 水 库 按 汛 控 水 位 运 行，可 增 发 电 量 ２７．６亿 ｋＷ·ｈ（ ＋ ２．６％），经 济 效 益
显著。
关键词：水库运行期；设计洪水；洪水地区组成；非一致性洪水频率分析；汛限水位；汛控水位；金沙江下游
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＶ１２２．３ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４０３８２
１ 研究背景

自 ２０２２年 ７月白鹤滩电站全部机组投产发电以来，金沙江下游乌东德－ 白鹤滩－ 溪洛渡－ 向家坝梯
级（简称金下梯级）水库电站构成了一条清洁能源走廊，为助力我国经济社会发展，减少温室气体排放
发挥了重要作用。金下梯级水库初设阶段采用华弹（巧家）站、屏山站历史洪水调查考证资料和 １９３９年以
［１］
来水文测站观测资料系列，根据我国《水利水电工程设计洪水计算规范》（ ＳＬ４４—２００６） （简称 “规
范”），采用单站天然年最大洪水资料系列和 Ｐ － Ⅲ型适线法，估算给定频率的设计洪水，选择偏不利典型
年洪水按同频率法放大得到设计洪水过程线，以确定防洪库容及特征水位，并采用汛期限制水位（简称汛
限水位）指导水库调度运行 ［２］ 。该设计洪水主要用于确定溢洪道尺度和坝高，是为大坝建设服务的，称
为 “建设期设计洪水”。近几十年来，全球气候变化和人类活动影响加剧，长江上游兴建了 ４万多座水库
电站，改变了河流水文情势，观测的水文资料系列已经无法满足一致性假定要求 ［３］ 。因此，考虑上游水
库群的调蓄影响，开展水库运行期设计洪水研究，对实现洪水资源高效利用具有重要的理论和实践价值。
郭生练等 ［４］ 系统阐述了梯级水库运行期设计洪水的研究方法，包括非一致性洪水频率分析和洪水
地区组成两种途径。①时变矩法 ［５］ 在近些年国内外非一致性洪水频率分析研究中应用最为广泛，其通
过构建洪水频率分布的统计参数与非一致性驱动因子的函数关系，以描述洪水系列随时间变化的非一
致性特征。基于时变矩模型的时变 Ｐ － Ⅲ型适线法 ［６］ 具有较好的拟合效果，且能考虑历史洪水点据的
排位，可用于运行期非一致性设计洪水的估算。②“规范” 采用的典型年法、同频率法和离散求和法

收稿日期：２０２４ － ０６ － １９；网络首发日期：２０２４ － １２ － ０４
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４１２０４．１０５９．００１
基金项目：国家自然科学基金长江联合基金项目（Ｕ２３４０２０５）；中国长江电力股份有限公司项目（Ｚ２４２４０２００５）
作者简介：谢雨祚（ １９９８—），博士生，主要从事水文水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙｕｚｕｏｘｉｅ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信作者：郭生练（１９５７—），教授，挪威工程院外籍院士，主要从事水文水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｓｌｇｕｏ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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