○鄭秀春

（泉州市龍門灘引水工程管理處 福建 泉州 362500）

一、概述

龍門灘水庫建成于1989年，工程跨越閩江及晉江兩大水系，在閩江流域大樟溪上游河段浐溪的龍門峽谷筑壩蓄水，開鑿3km長引水隧洞穿越閩江與晉江的分水嶺，將閩江水引入晉江東溪支流湖洋溪的上游河段錦溪，是一個跨流域北水南調(diào)，梯級開發(fā)，以引水、發(fā)電為主，實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的水利工程。壩址控制流域面積360km2，設(shè)計年均入庫水量4.4億m3，正常蓄水位453m對應庫容為5018萬m3，水庫興利庫容3861萬m3，庫容系數(shù)8.9%，為季調(diào)節(jié)水庫。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，龍門灘水庫運行二十多年來，年均向晉江流域調(diào)水3.58億m3，年均入庫水量4.33億m3，年均棄水量0.75億m3。

在建的彭村水庫位于龍門灘水庫的上游，是為了解決德化縣城區(qū)中遠期用水及供水安全保障，提高防洪能力，增強流域蓄豐補枯作用的水利工程。集雨面積屬于龍門水庫360km2范圍內(nèi)，壩址控制流域面積143km2，占龍門灘水庫總集雨面積的39.7%，設(shè)計多年平均入庫流量5.59m3/s，多年平均徑流量1.764億m3，正常蓄水位對應庫容為7275萬m3，興利庫容6994萬m3，庫容調(diào)節(jié)系數(shù)28%，為多年調(diào)節(jié)水庫。

二、兩個水庫聯(lián)合調(diào)度的必要性分析

1、龍門灘水庫多年來存在大量棄水的原因分析。流域年內(nèi)出現(xiàn)兩次雨季高峰期，分別出現(xiàn)在4—6月的梅雨季節(jié)形成的暴雨和7—9月的臺風雨形成的暴雨，特別是臺風雨更為嚴重。降雨不均帶來的年內(nèi)入庫水量不均，同時區(qū)域空間降雨量不均，也是帶來入庫不均的一個原因。另一方面是龍門灘水庫的庫容偏小，水庫的庫容系數(shù)只有8.9%，為季調(diào)節(jié)水庫，調(diào)節(jié)性能較差，不能很好地調(diào)節(jié)較大的洪水，再者是受電網(wǎng)條件的限制，多年來德化山區(qū)電網(wǎng)在豐水期為了減輕輸電線路的送電負荷，對電站的發(fā)電量進行限制，造成水庫在高水位情況下運行，遇較大洪水時只能棄水。以上這些原因造成龍門水庫在豐水季節(jié)大量泄洪棄水，以致企業(yè)經(jīng)濟收入減少，如2006年的6月15日，蓋德及赤水支流3小時降雨量達85mm，形成的洪峰流量達560m3/s，該場洪水入庫總量1500萬m3，水庫的水位450.2m距汛限水位452.0m只有1.8m，只能容納428萬m3的洪水，其余的1072萬m3水量全部泄掉，損失發(fā)電量400萬kwh，以平均電價0.35元/kwh計算，就減少發(fā)量收入140萬元。據(jù)統(tǒng)計，從發(fā)電生產(chǎn)至今，龍門水庫泄洪總量為16.5億m3，減少經(jīng)濟收入達1.848億元，占總收入38.8億元的21%。

2、實行聯(lián)合調(diào)度的必要性。泉州市是福建省的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，泉州的經(jīng)濟總量已居福建省各設(shè)區(qū)市之首，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，泉州市在海峽西岸經(jīng)濟區(qū)中將具有更重要的位置，未來泉州市將成為海峽西岸經(jīng)濟區(qū)及福建省三大核心城市，而泉州市的沿海區(qū)域水資源需求已明顯不足，中遠期水資源供需矛盾將更加突出，為了在一定程度緩解泉州沿海區(qū)域的水資源供需矛盾，應該充分地利用水利工程，合理調(diào)配區(qū)域內(nèi)水資源量，使泉州北部山區(qū)相對豐富的水資源向水資源短缺的南部沿海實現(xiàn)有效調(diào)配，改變龍門灘水庫大量棄水的現(xiàn)象，增加龍門灘水庫跨流域引水量，增加發(fā)電量，提高其社會效益和經(jīng)濟效益。改變以往的運行管理模式，最大限度地發(fā)揮龍門灘水庫工程的作用，充分發(fā)揮上游的彭村水庫工程庫容調(diào)節(jié)系數(shù)大，調(diào)節(jié)性強的特點，在彭村水庫建成后進行兩個水庫的聯(lián)合調(diào)度，有效地補償龍門灘水庫以增強該水庫調(diào)蓄能力，從而間接增加晉江對龍門灘水庫調(diào)水的有效利用，即增加龍門灘水庫枯水時段調(diào)水量、減少豐水時段調(diào)水量，使豐水時段的部分棄水轉(zhuǎn)為枯水時段的可供水量，實現(xiàn)水量“豐枯轉(zhuǎn)換”，從而提高龍門灘水庫的水量利用程度，進而增加晉江金雞攔河閘的供水量，通過彭村水庫“蓄豐補枯”，有效轉(zhuǎn)換龍門灘上游河道的汛枯水量，極大限度地減少龍門灘水庫的泄洪量，從而增加發(fā)電量，以增加其經(jīng)濟收入。

三、實行聯(lián)合調(diào)度的經(jīng)濟效益分析

1、聯(lián)合調(diào)度的硬件及軟件基礎(chǔ)。兩個水庫均屬于同一流域，且彭村水庫的所有集雨面積都屬于龍門水庫360km2范圍之內(nèi)，從降雨、徑流、洪水等主要的水文數(shù)據(jù)具有共性，具有相同的雨量測報站，具有相同的水情、雨情自動測報系統(tǒng)，能夠同時運用同一個先進的水文氣象信息系統(tǒng)進行實時收集處理水文數(shù)據(jù)，能夠同時運用現(xiàn)代遙測、通信和計算機處理系統(tǒng)，對龍門灘水庫上游區(qū)域內(nèi)的降雨、水位、流量等水庫重要數(shù)據(jù)進行實時地自動收集和處理，為兩個水庫的防洪、供水、發(fā)電的聯(lián)合調(diào)度提供了基礎(chǔ)性的平臺，為統(tǒng)一調(diào)度的決策提供更加科學的依據(jù)。另一方面，上下游兩個水庫的防洪調(diào)度都隸屬于泉州市防汛辦，在防洪調(diào)度的過程中都應服從泉州市防汛辦的統(tǒng)一指揮，具有相同的指揮機構(gòu)和政策，為兩個水庫的聯(lián)合調(diào)度創(chuàng)造了條件。

2、經(jīng)濟效益分析。兩個水庫聯(lián)合調(diào)度目的都是為了增加工程自身的經(jīng)濟效益，同時最大限度地發(fā)揮社會效益。一方面，在建的彭村水庫，可以充分利用龍門灘水庫的水文測報系統(tǒng)、發(fā)電自動化系統(tǒng)、辦公樓等有利條件，減少重復性投資，最大限度地節(jié)約工程投資，經(jīng)測算可節(jié)省3500萬元的投資；并且彭村水庫應充分利用龍門灘管理處現(xiàn)有的管理人員，節(jié)約經(jīng)營成本，實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度后，可減少10個管理人員，每年每人工資福利費用按6萬元計算，則每年節(jié)省60萬元的管理成本。另一方面，應該最大限度地增加收入，聯(lián)合調(diào)度的關(guān)鍵是流域中的水量調(diào)節(jié)與洪水調(diào)度，水量平衡計算就是聯(lián)合調(diào)度的紐帶。兩個水庫的設(shè)計資料顯示，不同頻率情況下，不同時段都有其對應的洪水總量，如兩個水庫24小時洪水總量成果如表1所示。

表1

彭村水庫調(diào)度的科學性、合理性，不僅直接影響其自身的經(jīng)濟利益，發(fā)揮工程本身的作用，也會影響龍門灘水庫的經(jīng)濟利益，即如果把水位降得太低，本身將因為發(fā)電水頭降低而減少發(fā)電量，減少發(fā)電收入，如果把水位蓄得過高，雖然能抬高水頭，增加一定的發(fā)電量，但一旦洪水來臨，造成水庫自身大量棄水，不僅會減少彭村水庫自身的發(fā)電收入，同時也直接造成下游的龍門灘水庫棄水，彭村水庫的蓄水發(fā)電與攔洪錯峰是一對矛盾。以流域內(nèi)10年一遇洪水為例，龍門灘水庫入庫洪峰流量為800m3/s，洪水總量約為2860萬m3，與之相對應的彭村水庫的入庫洪峰流量為509m3/s，洪水總量約為1650萬m3，對于10年一遇的洪水，彭村水庫如果在洪水來臨前能夠把水庫水位降至637m左右，騰出1650萬m3的庫容，把彭村水庫壩址以上143 km2的洪水全部攔蓄，則龍門灘水庫在該種頻率的洪水過程中的實際入庫洪水總量為1210萬m3，水庫就能把整場洪水全部攔蓄，從而減少1650萬m3泄洪量，從而增加發(fā)電量660萬kwh，增加經(jīng)濟收入231萬元。相反的，如果彭村水庫的起調(diào)水位是在汛限水位641.2m，流入彭村水庫1650萬m3的洪水量只能全部下泄到龍門灘水庫，而龍門灘水庫如果高水位運行，1650萬m3的水量只能往閩江流域下泄，在這種情況下，彭村水庫減少了136萬元收入，龍門灘水庫減少了231萬元收入。從這場洪水看出，要最大限度增加效益，彭村水庫在每場洪水來臨前要適時地騰空庫容，兩個水庫最大限度攔蓄洪水。

四、實現(xiàn)經(jīng)濟效益的途徑

1、改變彭村水庫施工方案。根據(jù)德化的氣候條件，每次臺風形成到降雨結(jié)束的過程一般為4—7天，當預報會受臺風影響而彭村水庫的水位較高時，彭村水庫應盡量降低水位，為保證龍門灘水庫能在較低水位工況下運行，龍門灘水庫最大發(fā)電引水流量為32m3/s，在建的彭村水庫的最大發(fā)電流量為12 m3/s，為了更科學地調(diào)度水庫，彭村水庫的發(fā)電流量加上區(qū)間正常流量后應達到32m3/s，所以在施工階段，適當增加彭村水庫引水隧洞的尺寸，從而增加發(fā)電用水，彭村水庫的最大發(fā)電流量設(shè)計在25m3/s為宜。

2、建立聯(lián)合調(diào)度機制。水量平衡調(diào)節(jié)和洪水科學調(diào)度是個連續(xù)的過程，要做到科學調(diào)度水庫，必須成立聯(lián)合調(diào)度機構(gòu)。龍門灘水庫管理處是由省、市、縣三級四家股份合資建成的發(fā)電事業(yè)單位，實行企業(yè)化管理，而在建的彭村水庫為市縣多方出資建設(shè)的以供水為主兼發(fā)電的公益性事業(yè)單位。兩個水庫不僅要站在共同的經(jīng)濟利益，增加兩個單位的經(jīng)濟收入去管理水利工程，同時也應該站在泉州沿海區(qū)域水資源緊缺的角度思考如何充分發(fā)揮工程的社會效益，不能各自為政。所以兩個水庫必須建立聯(lián)合調(diào)度機制，建立一套科學的調(diào)度運行制度，實行兩個水庫共同運行調(diào)度管理制度。

3、建立經(jīng)濟補償機制。雖然實行聯(lián)合調(diào)度，從兩個水庫的整體效益來看是有利的，但單個水庫來看，必然存在一定的風險，如彭村水庫如果把水庫的水位降太低，攔蓄洪水的總量相應的也會增加，但發(fā)電量必然減少，其自身將減少經(jīng)濟收入，水庫也有蓄不到正常水位的風險。如果彭村水庫在汛期把水位保持在汛限水位641米左右運行，一旦洪水來臨，攔洪量少，勢必造成龍門水庫泄洪，減少龍門灘水庫的蓄水，減少龍門灘水庫的效益。所以政府應該建立對彭村水庫在特定條件下給予適當補貼以及下游水庫補償上游水庫機制，充分調(diào)動兩個水庫的積極性，使水庫能在不同年份根據(jù)水文、氣象等預報情況，科學合理地調(diào)度兩個水庫的運行工況，使兩個水庫的社會效益和經(jīng)濟效益最大化。

五、結(jié)語

水庫的調(diào)度運行雖然是艱巨的工作，但水庫的工作者只要能充分利用科學技術(shù)，加強與氣象、水文部門的溝通與聯(lián)系，及時、準確地收集數(shù)據(jù)，做到水情預報的有效性和長期性，保持資料的連續(xù)性，就能把水庫的調(diào)度工作做好，就能實現(xiàn)兩個水庫的社會效益和經(jīng)濟效益最大化。