金沙江下游梯级水电站气象服务建设研究

1、    金沙江下游梯级水电站气象服务建设研究    陶丽摘要：通过分析金沙江下游流域的地形地貌条件以及金沙江流域的气候条件，对下游梯级水电站建设现状进行了客观分析。发现两方面问题：一方面短期预报的准确度还需要进一步提升，另一方面现有的服务不能满足提供逐小时更新的临近预报预警，以及中长期精细化预测。监测预报预警服务集约化程度不好，新技术应用能力不强，科研支撑作用不足。因此，开展金沙江下游梯级水电气象服务是非常必要。通过对金沙江下游梯级水电站调研，主要有三方面需求：开展施工区灾害性天气预报及预警;流域面雨量预报技术研发;水文气象信息集约化的需求。关键词：金沙

2、江下游，水电站，气象服务引言金沙江下游流域除地理条件特殊外，该流域大气环流条件也十分复杂，水汽时空分布极不均匀，不仅受高原季风的影响，还受到来自热带、副热带季风的影响。因而，该流域上中下游降水与气温分布各有特色。但是近年来，流域内降水分布不均、水土流失、植被退化等问题越来越严重，而金沙江不仅是长江的重要水沙输送地（宜宾水文站48.8%沙量都来自金沙江流域），该流域还是国家大水电开发基地之一与亚洲主要生态屏障，其中气候调节作为决定生态环境质量主体因素无可非议，因而流域内降水、气温与产流量时空分布与变化对区域内、长江中下游地区乃至整个国家与社会的经济发展与生态系统健康都具有十分重要的作用。1 金沙

3、江流域气候条件金沙江流域地处高原东侧，受地形的阻挡作用，流域正好位于可降水量最大的经向带上。研究表明，冬春季（横断山脉区北段为10月至次年5月，其余地区为11月至次年4月）主要受西风带气流影响，该气流被青藏高原分成南北两支西风急流，其中途径孟加拉湾北部的青藏高原南侧偏西风所携水汽对金沙江流域气候影响显著，气流经云贵高原常给流域带来大陆性的晴朗干燥天气;流域东北部受昆明静止锋和西南气流影响，阴湿多雨。夏秋季西风带北撤，此时海洋性西南季风和东南季风的共同作用为该流域带来大量降水，并呈现出由东南向西北递减的态势。其中，四川境内夏季降雨直接受西南低涡影响，西南低涡初生于浅薄的低层系统，在大尺度环流系统

4、的配置作用下，易使其遭遇东移的高原涡或北部东移的低槽等不稳定系统的耦合，此时西南低涡迅速强烈发展并逐渐向东推移，给所经区域带来明显的暴雨天气，易造成洪涝、滑坡、泥石流等灾害。2 金沙江流域电站建设情况金沙江是我国最大的水电基地，是“西电东送”主力。全长3479公里的金沙江，天然落差达5100米，占长江干流总落差的95%，水能资源蕴藏量达1.124亿千瓦，技术可开发水能资源达8891万千瓦，年发电量5041亿千瓦·时，富集程度居世界之最。乌东德水电站、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站和向家坝水电站四座世界级巨型梯级水电站。这四个梯级水电站分两期开发，一期工程溪洛渡和向家坝水电站已经投入运行，

5、二期工程乌东德和白鹤滩水电站还在紧张有序地开展前期工作。金沙江下游流域超大型水电工程项目大多分布在地形地貌较为复杂的区域，受地形影响，这些地区的局地性天气比较复杂，给工程的设计、施工带来众多难题。因而，通过研究该区域灾害向天气特点机理不仅能够丰富气象研究理论基础，还可以为相关预报预警机制提供参考。3 开展气象服务研究必要性金沙江下游两个梯级水电站的气象服务保障主要是由四川省气象局下属的宜宾市气象局为向家坝水电站建设提供气象服务，溪洛渡水电站由云南省昭通市气象局提供，白鹤滩水电站由四川凉山州气象局和云南昭通市气象局联合服务。四川省气象局和云南省气象局从2011年开始，为白鹤滩水电站建设提供气象服

6、务，先后建成了9台气象观测站，其中1台为永久观测站，建设运行昭通市多普勒天气雷达和卫星云图接收站等，另一方面，四川省凉山州气象局和云南省昭通市气象局派驻4名专业气象人员，在现场开展气象服务，包括天气预报、气候预测、气象观测仪器的维护检修等，为白鹤滩水电站的气象观测和跨省气象服务奠定了坚实的基础。从目前的气象服务分析，由于仅有市州一级气象部门开展服务，在新技术、新产品开发方面都有所欠缺。一方面短期预报的准确度还需要进一步提升，另一方面现有的服务不能满足提供逐小时更新的临近预报预警，以及中长期（未来一个月）精细化预测。监测预报预警服务集约化程度不好，新技术应用能力不强，科研支撑作用非常不足。因此，

7、联合开展金沙江下游梯级水电气象服务是非常必要，也是必然的趋势。通过对金沙江下游梯级水电站调研，主要有三方面需求：3.1 开展施工区灾害性天气预报及预警白鹤滩水电站的现场气象服务应特别关注混凝土浇筑开仓时间内的天气变化，做好暴雨、雷电、大风等灾害性天气的预报预警非常有必要，目前流域内的短期预报的准确度还需要提高，且现有的服务不能满足提供逐小时更新的临近预报预警，以及中长期（未来1个月）精细化预测。以白鹤滩统计数据为例，年平均7级及以上大风日数为237天，其中7级日数73.0天，8级日数80.0天，9级日数58.3天，10级日数21.8天，11级日数3.5天。大坝施工过程中受河谷大风影响较大，超过

8、7级的风会影响缆索式起重机的运行以及混凝土浇筑过程的取料和供料，大风气候也会对混凝土施工安全、质量、进度造成严重的影响，为保证工程建设的顺利进行，明确坝址施工区域的风场特性分布规律显得十分必要和迫切，同时，探测陡峭地形区和复杂下垫面区边界层气象要素分布和垂直温湿廓线，基于观测资料改进模式物理參数化方案，提高金沙江下游梯级水电站施工期天气的预报预警的精度和预见期，做到提前预防、重点监控、应急处置，确保安全生产。3.2 流域面雨量预报技术研发金沙江下游在建和待建梯级水电枢纽的发电能力相当于两个三峡工程，投入运行后对降水预报有极高要求;金沙江来水量占三峡入库流量的30%左右，金沙江流域降水对三峡入库

9、流量预报影响重大。目前流域降水预报技术还主要采用数值预报产品的简单解释应用技术为主，降水量的定时、定点、定量预报的精度有待提高。针对金沙江流域下游梯级水电站，加强格点化降水预报技术和站点格点一体化处理技术研发，完善精细化预报产品体系，建立金沙江格点化定量降水预报及检验系统。在时间和空间上无缝隙、开展精准定量降水量预报业务。3.3 水文气象信息集约化的需求金沙江流域水电梯级开发及水电安全运行等需要全方位、多尺度、精细化的气象保障服务，应对水资源和气候变化需要提供强大的气象科技支撑，需要整合金沙江流域相关省市气象服务技术资源，研究金沙江流域气象预报关键技术以及规划设计新一代金沙江下游梯级水电站气象服务系统，实现流域的整体调度。参考文献1 樊启祥，汪志林，吴关叶，金沙江白鹤滩水电站工程建设的重大作用j.水力发电，2018，44（6），1-12.2 张成稳，曾厅余，宗德