流域水电资源多采用梯级开发的方式。梯级水电站用的是一河之水，可以说各个水电站是用江河之水串并联而成的水电站群。流域梯级水电站的调度与管理区别于一般单个电站。毫无疑问，统一调度可以更加充分的利用水力资源，更好地满足流域开发的各个目标要求，世界上越来越多的流域梯级电站采用统一调度的方式。

　　一、国际梯级水电管理的简要情况

　　世界上采用梯级开发的河流众多，如：流经美、加的哥伦比亚河，干流共分为15个梯级开发（含加拿大境内3梯级），总装机23110MW；田纳西河流域开发，设置15个梯级；科罗拉多河开发为11个梯级；俄罗斯的伏尔加河干流布置10个梯级，加上支流共14个梯级，水库的总库容1948.8亿m3，总装机容量超过12000MW；年均发电量400亿kW•h；委内瑞拉东部的卡罗尼河(Caroni)，可开发的装机容量24800MW，分7个梯级开发。

　　国际上多数发达国家，已基本完成了其流域梯级开发过程，进入到调度管理阶段。总体来讲，无论哪个国家，流域调度管理模式都不尽相同，甚至一个国家（如美国）内部各流域之间也不相同，但不同模式中间还是有很多共通的经验得到了普遍认同。

　　一个主要的共识是必须对流域梯级水电统一规划、统一调度管理，这是国际上大江大河管理的普遍做法。因为梯级电站用的是一河之水，如果不是统一调度管理，则不仅效益受损，造成资源浪费，甚至会产生严重的安全问题。如果不考虑开发时间等因素，最理想的状况是由一个单位对全河（或一个河段）的各梯级进行开发，然后统一管理。当然，对于大型河流，特别是跨国河流，很难做到有一个统一的开发机构，但其规划则必须是统一的，即便做不到统一开发，但调度上肯定是统一的。 

　　此外，大江水河的开发通常是多目标的，如防洪、航运、发电、灌溉等，多目标综合管理，优化调度管理也都成为水电梯级管理的共识。

　　二、中国梯级水电站管理现状及问题

　　中国现在正处于水电开发的高峰时期，全面完成流域梯级开发的河流还不多，而实行流域梯级统一调度的更少。当然这和当前的电力体制现况是分不开的。但是如果不进行这方面的尝试和探索，累积累计的矛盾和问题必将会越来越突出。

　　（1）中国正处在水电开发的高峰期，未来将形成规模庞大的梯级电站群

　　中国水能资源丰富，理论蕴藏量约为690,000MGW，经济可开发量400,000MGW，从总量上看中国是个水电大国。但中国水电的开发水平却远低于发达国家，截止到2007年年底，中国水电总装机145G,000MW，水能资源利用率仅为21％（远低于发达国家高达80％以上的水平）。根据规划，到2020年中国水电装机将增加一倍，达到300G,000MW。 可以预计未来15年仍将处在水电开发的高峰期。

　　长江上游是中国水电开发的重要基地，三峡以上长江干支流水电开发完毕后可能形成世界上数量最多、装机容量最大，最复杂的水电站群。目前上游干支流的开发建设正全面展开，在建、拟建的大型水电项目几十座，仅以长江干流为例，从虎跳峡到三峡－葛洲坝梯级，就规划有17个水电站，总装机规模超过80G000MW，加之几条重要支流雅砻江、大渡河、岷江、嘉陵江、乌江上的数十个梯级，长江上游流域在不久的将来将形成一个世界上最为庞大的梯级水电站群。

　　（2）“多龙治水”，缺乏统一调度管理的机制

　　国家目前的管理体制是条块分割，各个部门之间职能有交叉、重叠和相互冲突之处。而大江水大河的开发通常是多目标的，如防洪、航运、发电、灌溉以及跨流域调水等，从政府层面看，有多个管理机构譬如防洪部门、用水管理部门、航运交通部门、国土资源部门、环境监管机构、上下游沿岸地方政府等，按自己职权范围对流域事务进行监管。当然这些是必要的。但问题是各个部门都只从自身角度出发考虑问题，甚至过度强调自身的权威而不顾及其他部门的需求。
　　
　　从开发主体层面看，一个流域内涉及的开发主体既有国家层级的各发电集团公司，又有以及各种国家、地方、民营合资的小流域公司，非常多元化。开发主体多元化是可以的，但是运行调度管理上如果没有统一的规则，统一协调和监管，则不仅仅会对资源造成浪费，还可能给工程安全、泥沙、航运等带来十分严重的后果，不仅仅是资源的浪费、而且会带来工程安全、泥沙、航运等等问题。

　　从市场层面看，虽然市场经济已经实行了多年，但电力市场中依然具有强烈的计划经济色彩。这就直接导致了水调与电调分离，电调制约水调的局面，甚至存在上下游紧邻的两个梯级分属两个不同的调度机构调度这样的问题。某些梯级电站如何调度管理水能资源不是由梯级电站的拥有者决定，而是由处于销售环节的电网公司决定，而电站的调度管理者此时充当的只是该决定的执行者的角色。
我们不能将“多龙治水”一概而论，予以否定，但前提是存在一个统一的流域梯级管理机构，或形成一种大家都遵守的具有普遍约束力的管理体制。

　　（3）观念落后，调度规则不合理

　　制约水电效益发挥的另外一个重要因素是观念落后，规则不合理。以汛限水位的规定为例，如有的电站规定从6月到9月长达四个月的时间都必须固定在预防最大可能洪水的汛期限制水位，而且允许变动的幅度很小。显然十分不合理，另外在蓄水时间等若干方面也有许多不尽合理量的规定，都是由于观念落后造成的。

　　（4）各大型流域水电公司内部正逐步形成统一调度管理模式

　　鉴于梯级调度优越性，以及国外发展的大趋势影响，尽管从整个长江上游流域层面尚未形成统一调度管理的格局，但各大型流域水电公司就其各自负责的区域梯级水电已经或正在构建其内部的统一调度模式，纷纷成立梯级调度（或控制）中心。

　　目前已经建立梯级调度（或控制中心）的流域河段有：黄河上游、澜沧江、长江三峡－葛洲坝梯级、长江主要支流如乌江、雅砻江、沅水、大渡河、清江等，涉及国电、华能、三峡总公司、湖北能源集团、黄河上游水电开发有限责任公司、贵州乌江水电公司等多家独立的大型发电企业。
但受制于前文所提到的大的体制机制上的制约，即便在各流域水电公司内部，也很难做到真正的统一调度，所有全流域层面存在的问题在局部河段梯级电站的调度管理上同样存在。

　　综合来看，在梯级调度管理方面比较统一的功能主要是水库的调度，电力调度方面则存在较大差异，按实现统一调度管理的程度，可对当前各梯调中心进行如下划分将各大型流域水电公司的梯调中心划分为类：

　　(1)    相对较完备而言，完全意义上的统一调度
清江梯调管理中心是目前国内梯级水电调度管理职能最全，第一个实现了接近完全意义上的统一调度管理的机构，隶属于湖北清江水电开发有限责任公司。该公司是清江干流各梯级电站建设项目的业主，是负责流域综合开发和经营管理的水电流域开发公司。清江梯调管理中心是梯级水电站的控制中心,水库调度中心,动能经济分析决策的中心,以及流域水利枢纽的防汛度汛指挥中心。具有水库调度、电力调度、电站监控、市场销售等较全的职能。

　　(2)    部分意义上的统一调度

　　三峡－葛洲坝梯级调度中心实现了部分意义上的三峡－葛洲坝梯级电站的统一调度，该中心隶属于三峡总公司，具有三峡-葛洲坝梯级枢纽的水库调度职能和三峡电站的电力调度职能，而葛洲坝电站的电力调度职能仍归电网公司直接调度。但梯级电站的发电计划和相关调度计划仍由梯级调度中心负责。
但在长江汛期需要承担防洪任务时，梯级电站的调度管理权利则由防洪部门接管，发电、航运等效益完全、无条件服从防洪调度。

　　(3)    水库统一调度

　　除清江和三峡外，其他流域的梯级调度中心大都以水库调度为主，而在电力调度方面完全听命于电网公司，只负责对电站的运行进行监控。

　　三、实施长江上游梯级水电统一调度管理的意义

　　实行流域层面的统一调度管理是普遍共识，是流域梯级水电管理的趋势。对于长江上游即将形成的世界最大的梯级水电站群，统一调度管理优势更加明显，意义更为重大。

　　（1）唯有统一调度，才有可能实现真正意义上的多目标管理，实现综合效益最大

　　不同的流域，由于自身特征、自然条件和社会经济发展要求的特殊性，经常必须突出一项或几项主要开发目标。但同时，多目标综合调度管理几乎是世界所有国家进行梯级水电调度管理的根本原则。管理不仅要提供防洪安全保障，提供充足、优质的供水，同时要统筹生产生活用水、水力发电、渔业、航运、水上娱乐、水质保护等多方面的利益。随着流域水资源的逐步开发利用和地区经济发展要求的变化，有时主要目标会发生变化。但综合利用的原则始终都是一致的不变。

　　长江径流主要集中在汛期，以长江上中游分界点宜昌站为例，其多年平均径流量约4500亿立方米，而汛期（6至9月）就占了60%，约2700亿立方米，而冬春季节（12月至翌年3月）同样四个月的径流量只占全年的10％，约450亿立方，时间分布严重不均，导致冬春季节中下游广大地区生产、生活用水以及生态用水出现问题，并且随着社会经济的发展，这种问题会愈加严峻。人们修建水库的一个重要目的就在于协调水资源时间分配上的差异，水多时蓄存，备水少使用。三峡工程投入运行的这几年，也一定程度上发挥了这样的作用，如在特枯的2006年向下游补水40亿立方，在较枯的2007年，补水22亿立方。
根据规划，长江上游水库群拥有总调节库容约1000亿立方，应该能够具备在解决中下游旱季缺水问题上发挥较大的作用的能力。但如果缺少了统一调度管理，而是依然维持现在“多龙治水”的格局，则这1000亿的调节库容的兴利作用就会大打折扣。

　　道理很简单，各部门只注重各自部门的利益，调度管理又被按时间，按部门机械地割裂成防洪调度、发电调度、航运调度等。

　　以防洪调度为例，在汛期，水资源充沛，防洪部门为了确保防洪安全上的所谓“万无一失”，仍然采用几十年前就已形成的一成不变的调度思想，即认为任何时刻都可能发生大洪水（百年一遇），将所有水库的水位都限制在较低的防洪限制水位，给原本只是小概率事件的大洪水预留出足够的库容。在上游总的1000亿立方的调节库容中，有500亿立方的防洪库容，这意味着在汛期绝大多数情况下，这500亿的防洪库容将一直空着，只到水量充沛的汛期过去，才开始蓄水，非但没有为旱季供水作出贡献，蓄水反倒变成了起到了与中下游生产生活及生态争水，发挥了的反作用。这种情形的直接后果是有很多水库汛后无法蓄水至正常蓄水位，越处于下游的水库，情况越是如此。有研究表明，三峡以上梯级建成后，如不实行统一调度管理，则三峡汛后水库的蓄满率将显著降低。

　　再比如发电调度，科学合理的做法应该是根据来水的情况制定发电计划，但由于上文曾提到的种种原因，类似来水充沛时电站出力被限制而产生弃水，来水较少时要求加大出力而不惜降低库水位等情况还仍然存在。

　　要从根本上杜绝这些很不合理的现象，协调解决好防洪、供水、发电以及其他目标之间直接的矛盾冲突，必须实行统筹兼顾各个目标效益的统一调度与管理。

　　（2）统一调度对于提高水能资源利用效率，增加清洁电能产出的作用明显。

　　充分利用水力资源发电是流域梯级水电开发的主要目的之一。一方水自上而下，流经各个梯级电站，在每个电站，或者作为弃水不参与发电，或者推动水轮机发出电能，而发电的效率又和上游水库水位，下游水库或河道水位相关，因此提高整个流域水能的利用效率，绝不仅仅是一两座电站的事情，而是涉及到整个流域梯级电站。

　　法国电力集团（EDF）曾经作过一个调查，其所下辖的莱茵河PHV（流域调度控制中心）负责管理10座同流域的水电站；一座抽水蓄能电站，一座其它流域的水电站，控制总装机1400MW，通过流域整体联合优化调度，能够提高发电能力达200MW。

　　国内的一项研究表明，三峡－葛洲坝梯级与位于长江支流清江的三座梯级电站（水布垭、隔河岩、高坝洲）通过统一调度，系统保证出力可提高月190MW，多年平均发电量可增加21亿kWh。清江三个梯级总装机不过3.300GMW，且与三峡－葛洲坝梯级水力上只属于并联关系，二者只在调峰补偿方面实施了统一调度，即取得了如此显著的效益，可以想见对于长江上游仅干流直接串联的（水力联系更加紧密）总装机约80000MGW的电站群而言，统一调度的效益将是惊人的。

　　（3）统一调度将有助于更好地维护并促进河流的生态健康

　　人们越来越相信，对流域梯级水电进行科学合理的调度管理，可以消除梯级水电对河流尤其是下游河流的影响，促进库区江段新生境的健康有序循环，进而维护并促进河流的生态健康，这种有益于河流生态健康的调度管理方式习惯地被称作生态调度。

　　河流上下游梯级不论在水力学还是水生态功能方面都存在千丝万缕的联系，因此只考虑单个电站的调度，可能忽略河流系统的问题。以下就举几个简单的例子加以说明。

　　对于具有一定调节能力的水库，下泄低温水的问题一直是河流生态关注的重要问题之一，而多个这样的水库串联在一起，如不采取有效措施，则会造成低温的累积效应。研究成果表明，除了采取一些工程措施（如分层取水）之外，通过改变传统的调度方式也可以有效缓解这一问题，当然对于可能产生累积效益的梯级水库群而言，就必须以整体为对象，统筹考虑。

　　再比如有关恢复适合下游生态需求的洪峰，只通过一个水库进行操作是相当困难的，在汛期会受到防洪调度的制约，根本没有调节能力；在供水期，则会遭遇来自发电及下游供水的制约。如果没有上游水库的配合，根本无法实现。
再就是泥沙问题。限于篇幅，在此就不赘述。

　　四、梯级水电统一调度管理有待解决的问题

　　我们可以列举出若干条实行统一调度管理的优势。但不可否认，要推动并实现真正的统一调度管理是非常困难的，需要做大量的工作。

　　（1）首要的是流域立法，形成统一管理体制

　　国际成功案例给出的启示是，无论是开发还是管理，都必须由政府授权，成立专门机构负责统一管理或者通过立法形成共同遵守的，体现综合效益目标的制度。特别是象长江中上游干支流如此多的电站、如此多的利益主体、开发的目标、涉及的范围如此之广，如果没有国家层的统一制定规则、统一协调，可能会带来十分严重的后果。

　　解决体制问题，首要是立法。目前既有无法可依的问题，也有法之间有冲突，缺乏协调机制的问题。流域管理涉及的各个部门几乎全部制定或参与制定过相关的部门法规和行业规程，并据此对梯级水电调度管理进行干预。而至今没有一部站在全流域层面，兼顾各种利益诉求方，本质是追求综合效益最大的法律。因此，有必要对现有的各部门、各行业的法规进行评估，废止不合理的，出台能够直接指导统一调度管理的法律。

　　（2）从根本上克服水调与电调的矛盾

　　计划经济时期的电力调度是一种政府行为，那时的电力调度分为四级，即国家电力调度中心（简称国调）、区域电网调度中心（简称网调）、省电力调度中心（简称省调）、地市调度中心（简称地调）。电网公司因此认为流域梯级电站的梯调是国家不认可的第五级调度，不应该存在。事实上电力体制改革后，电网的调度同样也是一种企业行为，与发电企业相比，电网企业目前处于强势地位，电调与水调很难统一，矛盾较为突出。在未来的框架中应当彻底扭转这种局面，强化流域梯级管理机构以及各梯调中心在水电联调中主导地位。

　　（3）重新审视评估现行的防洪策略

　　笔者认为目前这样一套防洪的理念已经成了限制流域水资源高效利用的最突出的障碍，在未来的统一调度管理的框架中必须首先加以变革。

　　洪水也是一种宝贵的资源，白白流失实在可惜。科技的进步，完全可以将这一宝贵资源更好地利用。首先需要变革的是静态汛限水位管理的思想，而采取更加科学合理的动态汛限水位管理。

　　（4）集团内部推动以调度为龙头的管理改革

　　在强调外部环境因素的同时，企业内部更应该推动以梯级调度为龙头的改革。

　　另外要充分借鉴和利用各种技术手段，大力推进优化调度更多强调的是。随着各种技术手段的不断发展，各国梯级电站控制的技术手段越来越高，这就为实现真正意义上的优化调度提供了可能。优化调度涵盖的内容很广，包括对水电站群预报技术、特征水位、蓄泄时机、机组运用、厂网配合、水火联动等各个方面的优化。优化调度能够在统一调度的基础上进一步提高效益，真正做到将特定时空内有限的水资源的效益发挥到极致，具有相当高的投入产出比，因此世界各国的梯级水电决策者无不致力于发展服务于提高优化调度能力的各种技术手段。

　　曹广晶简介：

　　曹广晶，山东邹平人。1985年毕业于华东水利学院港口及航道工程专业。大学毕业后分配至中国长江三峡工程开发总公司筹建处工作，参加过当时国内最大水电站葛洲坝工程建设，全过程地参与了三峡工程的论证工作、科研及前期实施规划工作。 

　　1990年获河海大学工学硕士学位，2004年获天津大学项目管理专业博士学位，曹广晶先生现任何中国长江三峡开发总公司副总经理、科技委员会主任，分管三峡工程的质量、进度、投资、科技创新、环境保护、精神文明建设等有关工作。曹先生具有丰富的大型水电工程项目管理经验。

　　参与国家八五重大科技攻关项目“三峡工程科学管理规划研究”，该项目达到国际先进水平；主持九五国家重大技术装备“三峡引进设备消化吸收研究”等五个课题研究工作。2002年元月被任命为三峡总公司副总经理。