2007年，三峡工程按照设计可蓄洪至175米。这意味着长江流域形成了以三峡工程为骨干，由堤防、分蓄洪区等组成的较完善的防洪系统，中下游地区进入以“工程防洪”为主的新阶段。但要体现三峡工程作为长江防洪关键工程的风范，必须迎接大流量洪水考验。
2010年6月中下旬至8月31日，长江流域发生5次明显的集中强降雨阶段，分别为6月16～25日、7月8～16日、7月16～20日、7月21～25日和8月12～25日。受强降雨影响，渠江及汉江支流任河等支流发生了超历史记录的洪水，上游干流部分江段及乌江、湘江等支流发生超保证洪水，洞庭湖和鄱阳湖水系及滁河、水阳江等支流等主要江河分别发生超警洪水，干流九江以下江段长时间超警戒水位。此外，由于多区域大范围发生大暴雨，长江多条支流及湖泊超警戒水位、多个大中型水库超汛限水位、多个省市发生山洪灾害、多个城市发生严重内涝、多处交通水利等基础设施严重受损。根据长江委当年8月的统计数据，长江流域共有239个县2549个乡镇受灾，紧急转移人口596449人，房屋倒塌8.27万间，造成直接经济损失229.88亿元。
随着雨带移动并集中至长江上游地区，三峡水库入库流量迅速上涨。7月18日，三峡梯调中心水情预报显示，一场峰值为每秒70000立方米的洪峰将于20日左右抵达三峡大坝。这是三峡工程建设以来最大的一场洪水！
7月20日8时，70000立方米/秒的洪峰抵达三峡库区。通过三峡大坝的拦蓄，40%以上的洪峰被阻截在库内，出库流量被控制在42000立方米/秒以下，宜昌站最大流量为42000立方米/秒。沙市站最大流量35400立方米，最高水位42.58米，汉口站最高水位27.31米，沙市和汉口站均低于警戒水位，远低于1998年最高洪水位。
如果没有三峡工程，每秒70000立方米的洪峰到来时，荆江河段的防洪压力就会超过1998年长江洪水，沙市水位将接近45.00米，荆江大堤很可能要分洪。荆江分洪区有五十四口闸门，可以蓄五十四亿立方米水，一旦闸门开启，五十四万人就要被迫疏散，失去家园。因为有了三峡工程，尽管洪水流量比1998年还大，但洪峰经过荆江时，沙市水位以至于还没有达到警戒，荆州人民安居乐业。三峡工程调节洪峰对荆江的防洪安全起到了决定性的作用。
荆江河段，历来是长江乃至全国防洪的重点，是形势最严峻的河段。明代荆江大堤基本形成，堤内是广袤富饶的江汉大平原。多年来，荆江河道由于泥沙淤积不断抬高，洪水位逐渐升高，而堤内由于泥沙已很少进入，造成地面与荆江洪水位有很大差距，目前已达到12—16米。如大堤溃决，数万立方米每秒流量以十多米水头倾泻而下，将可能造成死亡数十万人的毁灭性灾害。荆江南岸是洞庭湖平原，如大堤溃决或被迫分洪，亦将造成极为严重的洪灾。三峡工程建成以前，荆江河段依堤防只能防御十年一遇的洪水，运用荆江分洪工程，也只能防御二十年一遇的洪水。三峡工程全部建成投入运行后，荆江防洪标准已提高到百年一遇。
被荆江大堤所庇护的古城荆州，同样面对历史罕见的大洪水，2010年与以往相似年份比，反差明显。一是劳力投入减少。98年高峰时，该市防守人数高峰期达到48万人/天以上，2010年最高峰防汛人员为35608人；二是物资投入减少。1988年防汛共投入资金9.1亿元。2010年汛期为2000万左右；三是灾害损失减少，1998年该市5个乡镇、195个村成建制被洪水淹没，75万人被迫紧急转移，直接经济损失达173.2亿。2010年汛期，荆州市灾害直接经济损失37.68亿，主要是因暴雨渍涝造成的。
地处洞庭湖核心区的湖南省岳阳市，2010年汛期城陵矶最高水位为7月31日的33.32米，超警戒水位0.82米，全市超警戒水位总堤长176公里。全市一线防洪大堤仅发生较大险情6处，只投入了少量的巡查和守护人员，全市防汛抢险消耗绝大部分用于防御暴雨山洪灾害和内湖渍涝灾害，一线防洪大堤抗洪抢险消耗仅1200万元。如果没有三峡水库调蓄削峰，城陵矶洪峰水位将达34.5米左右，接近或超过保证水位（34.55米）。全市1068公里一线防洪大堤将全线超过警戒水位，长江干堤、藕池河大堤以及东洞庭湖区域一线防洪大堤等近300公里堤防将接近或超过保证水位。按此标准设防，全市每天需出动干部劳力10万人，每天消耗器材折款需要700万元以上。参照2002年标准，今年三峡水库拦削洪峰，岳阳市至少减少防汛直接消耗1亿元。
科学运用三峡水库的防洪库容，是驯服长江洪峰、保证下游安全的决定性因素。在2010年的蓄洪调度过程中，三峡水库经历了先降、后升、再降的过程，三峡工程也先后经历了控泄、拦蓄、控泄的阶段。7月17日，三峡集团按照长江防总要求，将三峡水库下泄流量由每秒32000立方米增加到每秒34000立方米。三峡水库水位遂从147.32米逐步消落，最低降至146.3米，为后期三峡水库拦蓄洪水腾出了部分库容。随着入库流量不断上涨，7月19日，三峡水库将下泄流量由每秒34000立方米逐步加大到每秒40000立方米，以应对即将到来的洪水。7月20日的特大洪峰过后， 三峡水库按入库流量的不同，以每秒40000立方米和每秒34000立方米两个标准控泄，有效减轻了下游防洪压力。
为什么不能将洪水全部拦在水库中？三峡水库虽然拥有221.5亿立方米的防洪库容，但由于长江洪量巨大，如果只拦不放，无法充分有效利用库容，更不利于应对新一轮洪水。只有蓄泄结合，才能让有限的防洪库容常用常新，更好地循环“消化”一部分上游洪水，以保证下游安全。
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