徐士忠，劉學(xué)剛

（海河水利委員會(huì)引灤工程管理局，天津　300393）

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跨流域調(diào)水工程聯(lián)合科學(xué)調(diào)度實(shí)踐與探索

徐士忠，劉學(xué)剛

（海河水利委員會(huì)引灤工程管理局，天津300393）

摘 要：通過(guò)分析南水北調(diào)中線(xiàn)工程、引灤工程和相關(guān)水系相連互通的現(xiàn)狀，結(jié)合灤河流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，嘗試通過(guò)高層次、大空間的水資源優(yōu)化配置、聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)跨流域調(diào)水工程綜合效益的充分發(fā)揮和水資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合調(diào)度；水庫(kù)工程；跨流域；水資源；優(yōu)化配置；持續(xù)利用

1　概況

我國(guó)水資源時(shí)空分配不均，南北差異較大，南方水多，北方水少，尤其是京津冀地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺，一定程度上影響了京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。為提高我國(guó)水資源利用效率和供水保障率、增強(qiáng)水旱災(zāi)害的防御能力，我國(guó)先后建成大型、特大型調(diào)水工程，以緩解區(qū)域水資源不均衡的狀況。

1.1引灤工程

20世紀(jì)70年代，國(guó)家為緩解京津冀地區(qū)水資源的緊張局面，決定修建引灤工程。引灤工程是灤、海河間跨流域引水工程，以灤河潘家口水庫(kù)為龍頭，經(jīng)過(guò)大黑汀水庫(kù)調(diào)節(jié)后，通過(guò)引灤入津輸水工程、引灤入唐輸水工程，為津、唐兩市提供城市生活用水、工業(yè)用水及灤河下游農(nóng)業(yè)灌溉用水，結(jié)合供水為華北電網(wǎng)調(diào)峰及事故備用發(fā)電，引灤工程的建設(shè)為確保灤河下游防洪安全及人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供了保障。

引灤工程自投入運(yùn)行以來(lái)，截至2015年底，已累計(jì)實(shí)現(xiàn)供水389億m3。其中，向天津市供水181 億m3，向唐山市供水46億m3，向?yàn)春酉掠喂┧?62 億m3。

1.2南水北調(diào)中線(xiàn)工程

為緩解京津冀地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的狀況，經(jīng)過(guò)50年的論證研究和勘測(cè)規(guī)劃，2002年12月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》，確定了分別在

工程已于2014年12月12日建成通水，通水1年來(lái)累計(jì)供水達(dá)21.7億m3，工程運(yùn)行安全平穩(wěn)，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。工程惠及北京、天津等10余個(gè)大中城市3 800多萬(wàn)人，提高了沿線(xiàn)城市的供水保證率，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益逐步顯現(xiàn)。

2　聯(lián)合科學(xué)調(diào)度的必要性和可行性分析

2014年2月習(xí)近平總書(shū)記在北京考察時(shí)明確指出，京津冀協(xié)同發(fā)展是重大國(guó)家戰(zhàn)略，是打造新首都經(jīng)濟(jì)圈的客觀需要，是探索生態(tài)文明建設(shè)的有效路徑。引灤工程和南水北調(diào)中線(xiàn)工程兩大跨流域調(diào)水工程相繼建成，為京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展注入了新的活力，也形成了京津冀地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三地）互通共濟(jì)的供水新格局，使三地水資源一體化聯(lián)合統(tǒng)籌更加迫切。

2.1京津冀協(xié)同發(fā)展對(duì)三地的水資源保障提出了新的要求

京津冀相互毗鄰共性很多。一是三地大部分區(qū)域同處于海河流域，地理上相連，水系相通，具有明顯的同氣候特征，同豐同枯。二是三地同屬?lài)?yán)重缺水地區(qū)，人均水資源占有量分別為176、111和307 m3，僅相當(dāng)于全國(guó)人均水平的5%～13%。三是當(dāng)前三地水資源、水環(huán)境的現(xiàn)狀決定了任何一地都無(wú)法獨(dú)立解決水問(wèn)題，迫切需要三地之間加強(qiáng)協(xié)作，突出“聯(lián)合支撐作用”。

2.2聯(lián)合科學(xué)調(diào)度確保水資源的可持續(xù)利用

由于水資源的時(shí)空分布不均、水資源調(diào)配空間較小，多年來(lái)引灤工程在開(kāi)發(fā)利用灤河水資源時(shí)經(jīng)常面臨著兩難的局面。一方面，引灤水資源供需矛盾突出，天津市曾7次實(shí)施引黃濟(jì)津應(yīng)急調(diào)水以滿(mǎn)足用水需求；另一方面，為滿(mǎn)足工程安全度汛要求，向下游河道及渤海棄水。2012—2013年潘家口、大黑汀水庫(kù)累計(jì)棄水11.26億m3，其中汛期棄水分別占年度棄水的80%、73%。因此，通過(guò)實(shí)施南水北調(diào)供水（以下簡(jiǎn)稱(chēng)引江水）和引灤供水（以下簡(jiǎn)稱(chēng)引灤水）聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置和高效利用，保障水資源的可持續(xù)利用。

2.3工程、河系相連互通為水資源優(yōu)化配置、聯(lián)合科學(xué)調(diào)度提供了條件

引灤工程、引黃工程、南水北調(diào)工程及其支線(xiàn)工程相繼建成投入運(yùn)行，形成了相對(duì)完備的水利工程設(shè)施，無(wú)需大規(guī)模工程建設(shè)，即可形成工程、河系的相連互通，各工程的輸水能力均可滿(mǎn)足需求，無(wú)需改擴(kuò)建。這些都為跨流域聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置提供了得天獨(dú)厚的便利條件。

2.4條例和辦法實(shí)施使聯(lián)合科學(xué)調(diào)度有章可循

國(guó)務(wù)院《南水北調(diào)工程供用水管理?xiàng)l例》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《條例》）已于2014年2月14日頒布實(shí)施。《條例》確定了南水北調(diào)工程運(yùn)行管理體制，建立了水量調(diào)度的制度體系，對(duì)水資源保障、用水管理、工程保護(hù)和水價(jià)等進(jìn)行了全面的規(guī)范。水電部《引灤水量分配與供水調(diào)度管理辦法》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《辦法》）對(duì)引灤水供用也有明確的規(guī)定?！稐l例》《辦法》的實(shí)施為引江水和引灤水優(yōu)化配置提供了依據(jù)。

同時(shí)，按照《京津冀協(xié)同發(fā)展水利專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》要求，推動(dòng)構(gòu)建三地水資源統(tǒng)一調(diào)配管理平臺(tái)，建立聯(lián)合科學(xué)調(diào)度管理機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域水資源的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，為引江水、引灤水相互連接、優(yōu)化配置、聯(lián)合調(diào)度、互為補(bǔ)充、統(tǒng)籌運(yùn)用、對(duì)沖平衡創(chuàng)造了條件。

3　灤河流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度實(shí)踐

3.1調(diào)度原則

按照《辦法》確定的引灤水量分配原則，2004—2013年，引灤工程管理單位和相關(guān)單位合作先后6次實(shí)施潘家口、大黑汀、桃林口水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度，即在不改變?nèi)畮?kù)原有調(diào)度原則的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持“以多補(bǔ)少、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、效益共享”的原則，在天津、唐山、秦皇島及灤河下游之間合理調(diào)配引灤六水庫(kù)（潘家口、大黑汀、桃林口、于橋、邱莊、陡河）興利水量，實(shí)現(xiàn)灤河水資源的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮各水庫(kù)的綜合效益。

3.2實(shí)施條件

當(dāng)潘家口、大黑汀、桃林口水庫(kù)可供水量較少，在引灤供水區(qū)域內(nèi)，天津、唐山和秦皇島三市中只有部分城市的引灤供水指標(biāo)能夠滿(mǎn)足用水需求并有剩余指標(biāo)時(shí)，可實(shí)施區(qū)域內(nèi)水量對(duì)沖調(diào)度，將剩余引灤指標(biāo)水量對(duì)沖置換至其余指標(biāo)不足地區(qū)，實(shí)現(xiàn)引灤水資源的優(yōu)化配置。

當(dāng)潘家口、大黑汀水庫(kù)不能滿(mǎn)足津、唐兩市用水需求，桃林口水庫(kù)對(duì)秦皇島供水尚有剩余水量時(shí)，利用此剩余水量向?yàn)春酉掠无r(nóng)業(yè)供水，減少潘家口、大黑汀水庫(kù)向?yàn)春酉掠喂┧?，增加向津、唐兩市城市和工業(yè)供水，以提高水資源的利用效益。

3.3實(shí)施效果

（1）充分發(fā)揮河道相通、水系相連的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)聯(lián)合調(diào)度灤河水資源，保障了津、唐兩市的供水安全，提高了津、唐兩市及灤河下游供水的保障率。

（2）利用3個(gè)水庫(kù)之間水量可調(diào)配能力，通過(guò)聯(lián)合調(diào)度調(diào)整各水庫(kù)向天津、唐山及秦皇島三市的供水指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)引灤水量的置換；同時(shí)，也改變了以往灤河下游農(nóng)業(yè)用水先調(diào)用引灤指標(biāo)水而把桃林口水庫(kù)水作為備用水源的慣例，增加了引灤供水主動(dòng)權(quán)，有利于優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)，提高供水效益。

（3）3個(gè)水庫(kù)聯(lián)合向?yàn)春酉掠喂┧?，既滿(mǎn)足了灤河下游農(nóng)田灌溉的大流量供水要求，又避免了開(kāi)啟閘門(mén)進(jìn)行補(bǔ)水的現(xiàn)象，提高了機(jī)組發(fā)電效益。

4　區(qū)域聯(lián)合科學(xué)調(diào)度方案研究

4.1思路

按照京津冀一體化的總體規(guī)劃，推動(dòng)構(gòu)建水資源統(tǒng)一管理機(jī)制，探索引江水和引灤水聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，通過(guò)協(xié)同配合、統(tǒng)籌利用，實(shí)現(xiàn)引江水與引灤水的對(duì)沖平衡和豐枯互補(bǔ)。

（1）引灤樞紐工程在完成分配津、唐地區(qū)供水指標(biāo)的基礎(chǔ)上，可將引灤富余水量納入引江水統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自引灤工程建成通水以來(lái)，潘家口、大黑汀水庫(kù)可向引灤供水區(qū)域外實(shí)施水量對(duì)沖調(diào)度的年份至少有10年，累計(jì)可對(duì)沖水量最少為121.4億m3。因此，可通過(guò)聯(lián)合調(diào)度將此部分水供給南水北調(diào)中線(xiàn)工程沿線(xiàn)其他受水區(qū)（特別是北京市），或者減少由丹江口水庫(kù)調(diào)入中線(xiàn)受水區(qū)的水量，實(shí)現(xiàn)引灤富余水量同引江減少水量的對(duì)沖平衡。

（2）通過(guò)引江水和引灤水聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，不僅可以節(jié)省南水北調(diào)中線(xiàn)工程沿線(xiàn)受水區(qū)的引水成本，減小中線(xiàn)工程的供水壓力，而且可以最大限度地減少遠(yuǎn)程調(diào)水對(duì)自然環(huán)境的干擾。同樣，如遇灤河干旱缺水，也可以通過(guò)水量調(diào)度增加天津市引江水的供給，減少引灤入津供水量，減輕灤河流域干旱損失，從而提高水資源的利用率。

（3）通過(guò)引江水、引灤水聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，也可減少或不再改擴(kuò)新建調(diào)水工程，從而達(dá)到節(jié)省投資的目的。

4.2方案

（1）引江水沿線(xiàn)各省、市政府水行政主管部門(mén)，根據(jù)各自情況提出年度用水計(jì)劃，分別報(bào)國(guó)務(wù)院水行政主管部門(mén)和南水北調(diào)管理單位。

（2）按照《條例》《辦法》，根據(jù)潘家口、大黑汀和丹江口水庫(kù)蓄水情況，每年由引灤工程管理單位和丹江口水庫(kù)管理單位預(yù)測(cè)下一年度各水庫(kù)的來(lái)水量、蓄水量及可調(diào)水量，分別上報(bào)相關(guān)流域機(jī)構(gòu)，經(jīng)流域機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)后上報(bào)國(guó)務(wù)院水行政主管部門(mén)。

（3）國(guó)務(wù)院水行政主管部門(mén)和南水北調(diào)管理單位綜合流域機(jī)構(gòu)提供的引灤工程可調(diào)水量、丹江口水庫(kù)可供水量及南水北調(diào)中線(xiàn)沿線(xiàn)受水區(qū)省、直轄市政府水行政主管部門(mén)上報(bào)的年度用水計(jì)劃建議，按照受水區(qū)省、直轄市分配指標(biāo)，統(tǒng)一進(jìn)行引江水與引灤水的優(yōu)化配置、聯(lián)合科學(xué)調(diào)度，制定年度引江水及引灤水水量調(diào)度計(jì)劃，下達(dá)到相關(guān)流域機(jī)構(gòu)和有關(guān)省、直轄市政府水行政主管部門(mén)。區(qū)域聯(lián)合調(diào)度方案框圖，如圖1所示。

圖1　區(qū)域聯(lián)合調(diào)度方案框圖

5　結(jié)論

通過(guò)研究引江水與引灤水聯(lián)合科學(xué)調(diào)度優(yōu)化配置的必要性和可行性，在遵循區(qū)域取水總量控制和河流水量分配方案的前提下，提出了區(qū)域水資源聯(lián)合科學(xué)調(diào)度方案，可以形成引江水與引灤水統(tǒng)籌運(yùn)用、互為補(bǔ)充、對(duì)沖平衡的供水安全保障體系。這樣一來(lái)，不但可以有效置換天津市當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤?，保障生活、生產(chǎn)、環(huán)境用水安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，解決海河流域長(zhǎng)期資源性缺水的問(wèn)題，而且南水北調(diào)中線(xiàn)沿線(xiàn)的北京市及各有關(guān)城市的供水水源都可以用此思路置換，實(shí)現(xiàn)更大區(qū)域水資源的優(yōu)化配置。

中圖分類(lèi)號(hào)：TV213.4；TV68

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-7328（2016）03-0001-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.03.001

收稿日期：2016—04—25

作者簡(jiǎn)介：徐士忠（1960—），男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事水利工程運(yùn)行管理、水資源管理和水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度管理工作。長(zhǎng)江下游、中游、上游分為東線(xiàn)、中線(xiàn)、西線(xiàn)3條調(diào)水線(xiàn)路向北方調(diào)水，南水北調(diào)工程連接長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域，形成“四橫三縱”的供水格局，總調(diào)水規(guī)模448億m3。