丹江口水库170米蓄水背后的水文故事

2021年10月10日14时，丹江口水库水位蓄至170米正常蓄水位，这是大坝自2013年加高后第一次蓄满，标志着今年汉江秋汛防御和汛后蓄水取得了双胜利，为南水北调中线工程和汉江中下游供水打下了坚实的基础，也为丹江口水利枢纽工程整体竣工验收创造了有利条件。

　　“丹江口水库好比是一个盆，我们水文人的职责就是弄清盆里来了多少水、装有多少水，盛水的盆有多大？盆有没有变化？在保障防洪安全的前提下如何把一盆水蓄满？水的质量如何？”长江委水文局局长程海云用通俗的语言解释道。多年来，长江水文人默默坚守汉江河畔，用汗水和智慧演绎着成功实现170米蓄水背后的水文故事。

盆里来多少水？

　　汉江是长江中游最大支流，发源于秦岭南麓，流域面积15.9万平方公里，多年平均地表水资源量为544亿立方米。丹江口水库的水源来自于汉江上游干支流，集水面积9.5万平方公里，多年平均入库水资源量为374亿平方米，是南水北调中线工程水源地。汉江不仅承担本流域沿岸城乡生活、生产、生态用水安全保障任务，还是南水北调中线、引汉济渭、鄂北地区水资源配置工程水源地，成为“国家战略水资源保障区”，肩负“一库清水北送、一江清水东流”的历史重任。

　　因此，分析研究汉江流域水文水资源问题不仅是弄清丹江口水库“盆里来多少水”的问题，也是历年来汉江流域工程规划设计、防洪调度决策、中线调水论证等关键技术问题之一。

　　为了科学回答好这个问题。半个多世纪以来，长江委水文局在汉江干流及其支流已设立了58个水文（位）站和蒸发站，收集了1929年以来长系列水位、流量、泥沙等水文资料。为了更好地服务水利和经济社会发展，长江水文不断提升水文监测技术水平，实现了超声波时差法、水平式声学多普勒流速剖面仪、粒子图像测速、雷达测速等在线监测技术在汉江流域投产应用，丰富和完善汉江水文水资源立体感知监测体系。

　　同时，长江委水文局深入开展了汉江流域径流泥沙及暴雨洪水特征、水资源演变规律、水资源优化配置以及南水北调中线工程可调水量、水源区和受水区南北丰枯遭遇等专题研究，特别是在南北丰枯遭遇、汉江流域水资源可利用量、水资源承载能力、防洪风险分析、气候变化对水资源影响等取得开拓性研究成果。其中，《南水北调中线工程水源区汉江水文水资源分析关键技术研究与应用》获2010年湖北省科技进步一等奖。这些研究成果不仅在丹江口水库和大坝加高工程、南水北调中线工程和引汉济渭等工程的论证、规划和设计得到了广泛应用，而且对推动水文水资源研究技术进步具有重要的理论与实践意义。

　　光荣在于平淡，艰巨在于漫长。多年来，长江水文人对汉江流域开展水文水资源观测、分析与研究，不仅为算好“一盆水”水账，也为汉江治理与保护和支撑汉江流域经济社会可持续发展提供了科学依据。

盛水盆有多大？盆有没有变化？

　　自丹江口水库建成以来，水文局在丹江口水库上下游开展了丹江口水库库容和河道地形测量、库区异重流观测、变动回水区冲淤等大量勘测和基础科研工作，时刻掌握“水盆”的变化，为丹江口水库到底有“多大”作出了科学回答。

　　汉江局局长林云发回忆说：“1993年至1995年南水北调中线工程论证阶段和2008年丹江口大坝加高运行阶段，汉江局开展了从中线渠首陶岔至北京沿线交叉河流水文勘测和丹江口库区库容复核。”在论证阶段，近百名水文职工参加水文勘测工作，对中线工程沿线交叉河流和库区库容曲线进行测定与分析。1993年3月至1994年2月，历时一年完成南水北调（中线）总干渠交叉河流断面测量和水文测验；2008年，施测大坝170米正常蓄水位水库库区水道地形面积1250余平方公里，施测290余个断面测量总长度达452公里。

　　勘测工作常常要穿越悬崖峭壁、波涛汹涌的江河、污水沼泽地、布满荆棘的树林，常常风餐露宿，忍饥挨饿，测量人员除了要有坚强的毅力、耐力，还要有遇到危险强大的心理素质，保障自身和仪器设备安全。有的同志身陷齐胸深的淤泥中被同事救出才脱险，有的同志在测量途中迷路、在漫无边际的芦苇丛中度过了夜晚，….但他们没有退缩，没有犹豫，没有一句抱怨，一次又一次义无反顾投身于测量任务。

　　2020年8月，汉江局再次抽调精兵强将40余人，开展丹江口水库库区地形测量和库容复核工作，走遍库区每一个沟叉，运用航空摄影测量、三维水深、多波束测量等先进技术，施测全库区水道地形，将烟波浩渺的库区转化为一张张数字地形图，为丹江口水库精准预报调度提供了基础地理信息。

　　近20年来，长江水文为丹江口水库和南水北调中线工程开展工程测量和基础分析究竟投入了多少人力、物力、财力以及完成多少工作量，已无法统计清楚。长江水文人把治水报国作为初心和使命，将自己的青春奉献给了丹江口水库和南水北调工程，传承光荣使命，在丹江口水库和南水北调中线工程建设的宏伟蓝图上添加了浓墨重彩的一笔。

盆如何蓄满？

　　水雨情监测分析与预报是为防汛决策提供准确及时的水文信息，是确保安全蓄满“一盆水”的前提。长江水文人一直风雨无阻，超前谋划，充分发挥水文防汛的“耳目”和“尖兵”、“参谋”和“助手”作用。

　　今年8月下旬以来，汉江发生超过20年一遇的秋季大洪水。据统计，秋汛以来，汉江上游降水量520毫米，较常年偏多1.5倍，为1960年以来历史同期第1位。丹江口水库发生7次超过10000立方米每秒的入库洪水过程，其中3次洪水洪峰超过20000立方米每秒，9月29日最大洪峰达24900立方米每秒（为2011年以来最大）；丹江口水库秋汛累计来水量约340亿立方米，较常年同期偏多约4倍，为1969年建库以来历史同期第1位。汉江中游支流白河发生特大洪水，鸭河口水库入库洪峰超历史。

　　汛情就是命令，防汛就是责任。汉江干流及各支流水位持续上涨，水文局汉江沿线测站均启动了驻测模式，24小时关注水情，全力施测洪水。他们以站为家，与洪水“赛跑”，饿了就泡一碗方便面、累了就打个盹，还没来得及喘息，下一轮洪水接踵而至，为了及时测到一手水文数据，水文局一线测报人员携手出击，以满腔热血筑起一道坚固的水文防线。

　　在做好防汛测报工作的基础上，针对南水北调中线工程运行后丹江口库区沿程水文情势变化、库区高水位时变动回水区现状，水文汉江局和中游局抢抓2021年秋汛高水时机，开展了丹江口库区专项水文原型观测、汉江中下游水面线观测和水动力要素观测，为护好“一盆水”和汉江中下游行洪安全打牢了基础。

　　准确的预报是科学决策、精细调度的前提。

　　丹江口水库暴雨洪水来得快，而中下游因河道越往下游越窄，泄流能力非常有限且动态变化。特别是今年，水利部、长江委提出汉江秋汛防御和丹江口水库蓄水至170米正常蓄水位的双保目标，其预报调度不仅涉及大坝安全、中下游防洪安全，还关乎蓄水进程、库区安全等需求，如何实现多目标综合调度，让“鱼”和“熊掌”兼得，这又对预报工作提出了更高的要求。

　　预报中心紧扣“四预”要求，利用数字孪生、人工智能等新技术，构建了耦合丹江口水库入库概率预报、补偿调度、汉江中下游水工程群水力学模型等联动计算工具，升级发布了长江防洪预报调度系统，实现了不同模拟情景下的实时联调计算以及丹江口库区水面线动态展示，在今年保障汉江流域秋汛防洪安全与完成丹江口水库170m蓄水任务中发挥了重要的技术支撑作用。

　　“163米、163.7米、165.2米、165.9米、166.6米、167.5米、169米”，7次洪水过程，每一次攀升，都是步步惊心！检验着他们“精益求精”的技术，磨砺着他们“连续作战”的斗志……在汉江7次洪水过程中，提前10到12天预测出降雨过程，提前5到10天基本把握降雨落区、过程雨量，并预测出明显涨水过程，提前1到3天准确预测丹江口入库洪峰量级及洪水过程，提前2到5天预报汉江中下游将超警戒水位。24至48小时丹江口入库洪峰预报误差在10%左右，中下游主要站洪峰水位误差0.2米以内。从准确预报降雨和来水总量，到精确勾勒逐小时洪水过程线，这样不仅把洪水每小时的演变过程计算得明明白白，还能把“水盆如何蓄满”计算得清清楚楚，印证了水文科学预测预报的前瞻性。

　　高精度、长预见期的洪水预报，为科学调度决策提供了技术支撑。以丹江口水库为核心的汉江流域水库群通过精细调度，充分发挥拦洪、削峰、错峰作用，其中丹江口水库累计拦蓄洪量近100亿立方米，削峰率达到23%至71%。精准控制皇庄站流量不超过12000立方米每秒，极大减轻了汉江中下游防洪压力。若没有水库群运用，汉江中下游将全线超保证水位。

　　“目前已关闭所有泄洪孔，预计10月10日凌晨5点库水位将蓄至169.90米。”

　　“9点，水库蓄至169.95米。”

　　“14点，水库蓄至170.00米！”

　　历史性的时刻，长江水文人紧张而又兴奋地守候在水情中心。通过水库群的拦蓄，避免了汉江中下游全线超保及杜家台蓄滞洪区、洲滩民垸的分洪运用，缩短超警天数8至14天，防洪效益十分显著。及时水情预报、准确的水情信息为安全蓄满“一盆水”奠定了坚实的基础。

盆里的水质如何？

　　问渠那得清如许，为有源头活水来。

　　为确保“源头活水”质量， 早在丹江口大坝开工之前的1957年，汉江水环境监测工作应运而生，为汉江水环境保护及南水北调中线工程水源地收集基本水质资料。

　　截止到2021年，长江委水文局已在丹江口水库及各个支流，布设有38个国家重点水质监测断面，监测参数最多达40余项，2020年累计收集监测数据2万余条；布设有3个水生态监测断面，监测参数包括浮游植物、浮游动物、底栖动物等；在库区及重要支流省界断面处建有6个水质自动监测站，监测参数合计70余项，形成了覆盖全面、功能完善的水资源水环境水生态综合监测站网，能够及时、全面掌握和了解丹江口库区及其上游水量、水质状况，分析水质变化趋势。此外还承担着所辖区域内突发性水质水生态异常事件应急调查、高洪期间应急监测等任务，以回答社会对水源地水质状况的关注。

　　所属汉江水环境监测中心长期以来一直承担着汉江干支流及丹江口水库库区的水环境监测研究等工作，锻炼出了一支作风可靠、技术过硬的监测队伍，积累了较为完整的长系列监测资料，是南水北调中线水源地丹江口水库最主要的水质监测机构。

　　陶岔渠首是南水北调中线工程的调水点，位于河南南阳淅川县，南水北调中线干渠从此地一路北上。清澈的丹江口水库水流经陶岔渠首，绵延千里。自2021年1月开始，汉江局承担陶岔渠首每日水质监测任务，采样人员前往陶岔渠首采集两个时段水样，送回实验室进行检测，在当天18:00前报送检测报告。

　　秋汛期间，水库水位持续上涨，为及时掌握丹江口水库汛期及蓄水期间水质状况，汉江局在完成水质监测站网常规监测的基础上，开展库区水质加密监测工作。在库区重要支流上布设17个断面，完成了库区168、169、170米水位水质采样和分析工作，报送监测数据1368个，为保障“一盆水”质量把脉站岗，筑起水源地的护水屏障。

　　丹江口一泓浩瀚碧水，三千里汉江奔流不息，

　　见证了丹江口水库蓄水170米的历史性时刻，

　　见证着水文人护佑“一库清水永续北送”的不凡事业，

　　为推进南水北调后续工程高质量发展奉献力量！