王　冰，宋秋波

（天津市中水科技咨詢有限責(zé)任公司，天津　300170）

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引灤水量分配方案適用性及其優(yōu)化方案探討

王冰，宋秋波

（天津市中水科技咨詢有限責(zé)任公司，天津300170）

摘 要：闡述引灤工程修建的背景、引灤水量分配方案產(chǎn)生的過程及具體內(nèi)容，總結(jié)引灤水量分配組織實施給天津市和河北省帶來的綜合效益；分析引灤水量分配方案組織實施過程中面臨的新問題，總結(jié)現(xiàn)狀方案的適用性；針對現(xiàn)狀水量調(diào)度中存在的問題，提出全流域?qū)用娴臑春铀糠峙鋬?yōu)化思路；對優(yōu)化后的水量分配方案提出組織實施的保障措施。

關(guān)鍵詞：灤河流域；引灤工程；水量分配；適用性

灤河發(fā)源于河北省豐寧縣西北大灘鎮(zhèn)，自上游至下游分別流經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省和河北省，流域總面積為55 522 km2。流域多年平均年降水量549 mm，降雨量主要集中在汛期，是海河流域水資源量相對較豐富的水系。20世紀七八十年代，為了緩解京、津、唐地區(qū)水資源短缺的局面，灤河干流修建了潘家口和大黑汀2座大型水庫，并通過引灤入津和引灤入唐輸水工程［1］向天津市和唐山市供水。引灤工程通水以來，兩市分水量一直根據(jù)引灤水量分配方案制定。然而，隨著天然水資源來水條件和區(qū)域用水需求的變化，天津市5次動用潘家口水庫死庫容，5次引黃河水，河北省下游地下水嚴重超采，均表明引灤工程目前已無法滿足兩市用水需求。為了充分發(fā)揮引灤工程的作用，探討引灤水量分配方案的適用性并提出改善方案是十分必要的。

1　引灤水量分配方案產(chǎn)生背景

20世紀60年代，京津冀地區(qū)降水量減少，水庫蓄水量不足，水資源嚴重緊缺，影響了區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展。1972年，為緩解京、津、唐城市供水緊張局面，國務(wù)院批準了水利電力部提出在灤河修建潘家口水庫的意見，下達了修建引灤工程的計劃；明確潘家口水庫建成后，密云水庫不再向天津供水。

1981年，《國務(wù)院批轉(zhuǎn)京津用水緊急會議紀要

2　引灤水量分配方案內(nèi)容

1973年，針對華北地區(qū)水資源日益緊缺的現(xiàn)狀，水利電力部首次提出“從灤河向南調(diào)水10億m3，供天津和唐山地區(qū)使用”。

1981年5月15日，天津市召開解決天津城市用水問題的會議。會議研究了天津用水的問題，分析了華北水資源的情況，統(tǒng)籌安排了京、津、唐城市用水、工農(nóng)業(yè)用水，并形成“灤河水量的分配和引灤路線”等4項主要問題紀要。

1981年，國務(wù)院批轉(zhuǎn)《關(guān)于解決天津城市用水問題的會議紀要的通知》（國發(fā)〔1981〕102號）。該文件明確在潘家口水庫可分配水量為19.5億m3的條件下，全年分配給天津城市毛水量10億m3、唐山城市毛水量3億m3，其余部分供唐山地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水。

1983年6月22日，《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)水利電力部關(guān)于引灤工程管理問題的報告的通知》（以下簡稱國辦發(fā)〔1983〕44號文）正式確定引灤水量分配結(jié)果，并沿用至今。具體分水方案，見表1。

表1　引灤水量分配方案（桃林口水庫建成后）　億m3

3　引灤水量分配方案產(chǎn)生的效益

截至2013年底，引灤工程累計供水量341.83 億m3。其中，向天津市供水166.82億m3，向河北省供水175.02億m3。引灤工程通水30多年來，給天津、唐山地區(qū)帶來了顯著的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

3.1引灤入津

引灤入津減輕了密云水庫的供水壓力，相對增加了北京市的供水量，間接改善了首都北京的供水情況；結(jié)束了天津市人民喝苦咸水、高氟水的歷史，改善了飲用水質(zhì)量；供水量的增加促進了城市供水事業(yè)發(fā)展；提高了天津城市日供水能力，保證了穩(wěn)定的城市用水。

引灤入津通水前，區(qū)域水量水質(zhì)危機限制了天津市對外開放和招商引資的進程。引灤入津通水改善了天津市供水水質(zhì)、保證了城市供水量，進而改善了天津市的投資環(huán)境，加快了天津市工農(nóng)業(yè)發(fā)展速度，提高了天津市的城市地位。

引灤入津通水前，天津市超采地下水導(dǎo)致區(qū)域大面積地面沉降。引灤入津通水不僅增加了地表水資源量，有效控制了地面沉降，還能保證城市一定的生態(tài)環(huán)境用水，有效改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，提高了人民生活質(zhì)量。

3.2引灤入唐

引灤入唐極大地緩解了唐山市用水的緊張局面，保證了唐山城市及工農(nóng)業(yè)用水。引灤入唐供水后，河北省先后建成南觀、姚莊2座電站開發(fā)水能資源；隨后實施的引灤入唐市區(qū)供水工程建設(shè)（陡河水庫向市區(qū)引水），提高了唐山市區(qū)日供水能力；引灤入曹妃甸管線為唐山鋼鐵公司、唐山發(fā)電廠等一批大型企業(yè)以及曹妃甸規(guī)劃園區(qū)建設(shè)發(fā)展提供了可靠的供水水源，保證了灤下灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水，擴大了灌區(qū)面積，促進了水稻和漁業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

4　引灤水量分配方案組織實施面臨的新問題

引灤供水為區(qū)域發(fā)展提供了源源不斷的動力，已成為相關(guān)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐，工程運行實踐證明了其發(fā)揮的綜合效益。然而，隨著流域人口不斷增長和用水需求的增加，引灤水量分配方案在組織實施過程中出現(xiàn)了新的問題。

4.1流域天然徑流量衰減

近年來，受氣候變化及人類活動的影響［2］，灤河流域內(nèi)水循環(huán)狀況和水量平衡均發(fā)生了不容忽視的變化，上游經(jīng)濟發(fā)展用水量增大、城市化水平提高、水利工程建設(shè)等人類活動改變了流域天然狀態(tài)下的下墊面條件及產(chǎn)流機制，導(dǎo)致潘家口水庫入庫水量明顯減少［3］。潘家口水庫是灤河的主要控制性工程，是引灤入津、引灤入唐工程的源頭。潘家口和大黑汀水庫75%保證率可供水量已遠低于國辦發(fā)〔1983〕44號文中規(guī)定的19.5億m3，引灤供水量從設(shè)計值10億m3/a減少到平均值6億m3/a，致使天津被迫實施引黃入津。

4.2流域涉及分水區(qū)域增加

灤河流域地跨河北、內(nèi)蒙古和遼寧三?。ㄗ灾螀^(qū)）。由于歷史原因，引灤工程在緩解天津市和河北省水資源短缺的背景下建設(shè)運行，國辦發(fā)〔1983〕44號文針對兩省市分水比例和分水量制定了詳細方案。引灤工程作為灤河流域重要的調(diào)水工程，極大地改善了天津市和唐山市的水資源條件，一直得到社會各界的關(guān)注，然而流域上游內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省分水的問題卻鮮有關(guān)注，國辦發(fā)〔1983〕44號文中也未考慮在列。隨著人口的增長、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及城鎮(zhèn)化進程的加快，內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省上游也面臨經(jīng)濟社會發(fā)展用水需求增加的問題，流域水資源供需矛盾日益凸顯。因此，內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省的分水量需要在灤河流域水量分配中統(tǒng)籌安排。

4.3流域未來發(fā)展用水需求增加

上游內(nèi)蒙古錫林郭勒盟能源、原材料資源富集，已被列入全國六大煤電基地規(guī)劃。錫林郭勒盟依托與京津地區(qū)直線距離較近的區(qū)位優(yōu)勢，提出建設(shè)京津能源新基地的戰(zhàn)略構(gòu)想，大力發(fā)展煤、電、油三大工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)。在政策、自然資源、區(qū)位、產(chǎn)業(yè)等幾大優(yōu)勢條件下，錫林郭勒盟電力及煤化工基地發(fā)展?jié)摿薮螅盟枨髣荼卦黾印?/p>

遼寧省目前用水量較少，未來仍有一定發(fā)展?jié)摿?。下游河北省唐山市曹妃甸循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)的不斷發(fā)展，未來用水需求仍會增加。

目前，灤河下游地區(qū)地下水處于超采狀態(tài)，未來規(guī)劃水平年有地下水壓采指標(biāo)控制和河道生態(tài)環(huán)境用水控制，下游河道和灌區(qū)對地表水尚有一定的需求。

4.4潘家口、大黑汀水庫下游河道生態(tài)環(huán)境惡化［4］

潘家口、大黑汀水庫建成蓄水后，一直采用滴水不漏的運行方式，除水庫放水和集中降雨期間外，下游河道基本無徑流。引灤工程在分配水量時未考慮下游河道生態(tài)用水，在實際運行中也未分配生態(tài)用水指標(biāo)，灤河中下游徑流量的銳減和運用條件的變化導(dǎo)致河道長時間干涸、地下水位大幅度下降，給沿河各縣的經(jīng)濟社會和生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的負面影響，波及唐山和秦皇島2市的6個縣、169個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近300萬人口。2000年，大黑汀水庫至入?？诙魏拥栏珊蕴鞌?shù)達307 d，灤河出現(xiàn)多年未見的斷流現(xiàn)象。因此，在水量分配中要考慮一定的河流生態(tài)基流。

多年來，引灤水量分配方案未考慮上游內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省分水量及河道生態(tài)環(huán)境用水量的缺點已充分暴露。從流域地表水資源總量、上下游用水公平和生態(tài)環(huán)境等多方面考慮，現(xiàn)有的水量分配方案已不能完全滿足現(xiàn)狀流域用水需求，面對流域天然來水量衰減、經(jīng)濟社會用水量增加的事實，流域新的供用水矛盾已逐漸突顯。

5　灤河流域水量分配優(yōu)化思路

針對引灤水量分配組織實施面臨的4個問題，根據(jù)灤河流域經(jīng)濟社會發(fā)展實際情況、水資源開發(fā)利用特點以及有關(guān)水量分配的理論方法，按照總量控制統(tǒng)籌平衡、節(jié)水優(yōu)先空間均衡、生態(tài)文明環(huán)境友好、尊重歷史考慮未來的四大分配原則，對引灤水量分配方案進行優(yōu)化，以實現(xiàn)方案適應(yīng)現(xiàn)狀水資源情勢、覆蓋全流域、維護修復(fù)生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)，達到避免流域省市用水矛盾、促進經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展的目的。

5.1開展流域天然徑流系列非一致性修正［5］

受氣候和下墊面變化的影響，流域天然徑流量產(chǎn)生了一定程度的變化，天然徑流系列已不能滿足一致性要求。為了符合灤河流域現(xiàn)狀下墊面產(chǎn)匯流特征，以現(xiàn)狀年2010年流域下墊面為基準，將流域1956—2000年天然徑流系列進行還現(xiàn)，同時修正地下水開采量對地表徑流的影響。在此基礎(chǔ)上，采用還現(xiàn)后的徑流系列進行頻率分析，確定流域內(nèi)各省市地表水資源量。

5.2編制統(tǒng)籌多水源、面向多目標(biāo)、涵蓋河道內(nèi)外、效益最優(yōu)化的流域水資源配置方案

綜合考慮流域現(xiàn)狀水資源情勢、用水水平、耗損水平及水平年節(jié)水水平，預(yù)測河道外生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境需水量；省界斷面、主要控制性工程、河口等均需要一定的下泄水量來修復(fù)維護河道和河口的生態(tài)環(huán)境［6］，預(yù)測流域河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量［7］；以地表水、地下水和外調(diào)水為水源，適度利用再生水，按生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水順序供水，進行水資源供需分析；根據(jù)區(qū)域未來經(jīng)濟社會發(fā)展水平，充分考慮上下游用水需求，尊重現(xiàn)狀用水結(jié)構(gòu)，制定流域未來規(guī)劃水平年水資源配置方案。

5.3確定全流域地表水可分配水量

制定流域水量分配方案、分配流域水量，首先應(yīng)確定流域內(nèi)有多少地表水量可分。根據(jù)流域天然徑流量一致性修正后的結(jié)果，扣除流域河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量、入海水量，即可得到全流域地表水可分配水量。

5.4確定潘家口水庫地表水可供水量

引灤工程分水主要是對不同保證率下潘家口水庫水量進行分配。因此，為確定引灤工程向天津市和河北省分水量，首先應(yīng)確定潘家口水庫有多少水量可分。潘家口水庫供水目標(biāo)為天津市和唐山市兩市城市用水、河北省農(nóng)業(yè)灌溉用水（灤下灌區(qū)及陡河灌區(qū)）。大黑汀水庫供水目標(biāo)主要為河北省農(nóng)業(yè)灌溉用水，當(dāng)唐山市城市用水不足時優(yōu)先滿足城市用水需求。由于灤河下游灌區(qū)及陡河灌區(qū)由潘家口、大黑汀、桃林口、陡河等多個水庫供水，因此根據(jù)水庫入庫水量、蓄水量、供水戶的需水量以及水庫調(diào)度規(guī)則，對潘家口、大黑汀、雙峰寺、桃林口、陡河和洋河6座水庫進行聯(lián)合調(diào)節(jié)計算，確定出潘家口和大黑汀2座水庫的可供水量。

5.5優(yōu)化水量分配方案

本著尊重歷史的原則，引灤工程分水比例沿用國辦發(fā)〔1983〕44號文不變，根據(jù)現(xiàn)狀不同供水保證率下潘家口水庫可供水量，得到引灤工程天津市和河北省分水量；由流域水資源配置方案得到流域內(nèi)河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省的地表水耗水量。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)流域地表水水資源量、耗損量、用水量、河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量和引灤工程分水量等結(jié)果，采用流域水量平衡方法，最終可得到優(yōu)化后的灤河流域河北省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、遼寧省及外流域調(diào)水區(qū)天津市的分配水量。

6　對策與措施

按新的灤河水量分配思路，考慮上游內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省用水，并安排一定的河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水，引灤工程中天津市和河北省分水量勢必較原方案有所減少，如何保證天津市和唐山市區(qū)域用水安全是落實新水量分配方案的關(guān)鍵。

6.1提高用水效率，加大節(jié)水力度

針對天津市和唐山市城市用水，可通過優(yōu)化水資源配置體系保障區(qū)域供水。同時，要有效落實最嚴格水資源管理制度，有效控制區(qū)域用水總量，進一步提高區(qū)域用水效率，加快節(jié)水型社會建設(shè)；鼓勵高耗水工業(yè)行業(yè)采用節(jié)水工藝、節(jié)水技術(shù)和節(jié)水設(shè)備；繼續(xù)加強節(jié)約用水的公共宣傳，增強公眾節(jié)水意識。

6.2完善水資源與水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

水量分配工作的落實，需要完善的省界斷面監(jiān)測水文站網(wǎng)，特別是加強與引灤工程有關(guān)的內(nèi)蒙古自治區(qū)入河北省、遼寧省入河北省省界斷面的水量水質(zhì)監(jiān)控。建議在內(nèi)蒙古自治區(qū)入河北省的省界斷面上新建前九號水文站。加強省界斷面的監(jiān)控，有助于省界斷面水量下泄目標(biāo)的完成，確保潘家口水庫來水量，保證潘家口、大黑汀水庫上下游河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水量。

6.3實施多水源供水，開拓水權(quán)交易

天津市目前的供水水源有本地地表水、地下水、引灤入津水、引黃水、南水北調(diào)水、海水淡化水、非常規(guī)水，已形成多水源供水格局，在引灤單一外調(diào)水不能滿足區(qū)域用水需求時，可增加其他流域外調(diào)水量，開發(fā)非常規(guī)水源。在潘家口、大黑汀水庫來水量較大時，天津市和河北省可通過協(xié)商，采取有償補償?shù)姆绞竭M行水量交易。

6.4加強流域水資源管理“三條紅線”考核

嚴格執(zhí)行流域用水總量、用水效率和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”管理制度，完善最嚴格的水資源管理制度考核辦法和獎懲機制，加大監(jiān)督和考核力度，將水資源開發(fā)、利用、節(jié)約和保護的主要指標(biāo)納入流域省市經(jīng)濟社會發(fā)展綜合評價體系。實行區(qū)域水資源管理行政首長負責(zé)制，政府主要負責(zé)人需對本行政區(qū)內(nèi)水資源管理和保護工作負總責(zé)。對各區(qū)域水資源開發(fā)利用、節(jié)約保護主要指標(biāo)的落實情況進行考核，考核結(jié)果作為區(qū)域相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部綜合考核評價的重要依據(jù)。

7　問題與展望

現(xiàn)有灤河流域水量分配方案制定過程中較多地考慮水量的分配，考慮水質(zhì)的情況較少。當(dāng)分水水質(zhì)未能達到用水要求時，灤河流域水量分配方案將失去分水的意義。由于管理權(quán)限問題，灤河流域重要水源地潘家口、大黑汀水庫工程調(diào)度與水面管理分屬不同行政部門，水源地水質(zhì)保護工作的開展易受到制約。因此，加強流域水量調(diào)度與水資源保護協(xié)調(diào)統(tǒng)一是今后流域管理有待解決的問題之一。

2014年底南水北調(diào)中線通水，天津市供水量可增加10.2億m3。南水北調(diào)東線通水至天津市，會進一步增加其供水水源和水量。南水北調(diào)東線水量較豐沛，可以水權(quán)交易、水量置換等方式增加河北省唐山市供水量。此外，論證南水北調(diào)東線向北延伸至河北省唐山市、灤下灌區(qū)等地區(qū)的可行性，也是增加唐山區(qū)域水源、水量和保證區(qū)域用水的一種方式。

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中圖分類號：TV213.4；TV213.2

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-7328（2016）03-0004-04

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.03.002

收稿日期：2016—03—09

作者簡介：王冰（1985—），女，博士，工程師，主要從事流域水利規(guī)劃與研究工作。的通知》（國發(fā)〔1981〕138號）指出：華北地區(qū)持續(xù)少雨，北京和天津用水出現(xiàn)嚴重危機；密云和官廳水庫遭遇連枯水年，蓄水量較少，不能兼顧京津地區(qū)供水；綜合權(quán)衡，決定在兩庫蓄水情況根本好轉(zhuǎn)之前，僅向北京市供水，不再向天津市供水；為了盡快解決京津的供水問題，全面加快引灤工程包括潘家口水庫、大黑汀水庫和相關(guān)輸水工程的建設(shè)，并爭取提前完成。