曹 倩
(山東省膠東調水局,250100,濟南)
山東省是我國北方水資源短缺省份之一,長期飽受缺水困擾,尤其是膠東地區(qū)水資源緊缺,加之缺少對水資源的統一優(yōu)化和管理,水資源開發(fā)率高、利用率低,導致供需矛盾尤為突出。膠東調水工程是一項跨流域、遠距離的大型調水工程,是實現山東省水資源優(yōu)化配置,改善當地生態(tài)環(huán)境,保障膠東地區(qū)用水的基礎性、戰(zhàn)略性、公益性工程。工程從濱州市打漁張引黃閘引黃河水,輸送至威海米山水庫,涉及濱州、東營、濰坊、煙臺、威海、青島6個地市,與南水北調東線山東段其他工程共同形成山東省南北貫通、東西互濟的“T”字形調水大動脈。工程有利于實現長江水、黃河水、當地水的聯合調度、優(yōu)化配置,最大程度發(fā)揮工程供水能力,以及為地區(qū)經濟社會發(fā)展提供充足的水資源保障,整體上使有限的水資源發(fā)揮最大的經濟效益和環(huán)境效益。近年,膠東調水工程引調水規(guī)模屢創(chuàng)新高,但仍不能滿足目前的調水要求。如何提升水資源優(yōu)化調度管理水平,最大程度開發(fā)工程供水能力,滿足膠東地區(qū)經濟社會發(fā)展需水要求,是當前工程管理面臨的關鍵問題。
膠東地區(qū)水資源量包括地表水資源量和地下水資源量,其多年水資源量情況見表1。
根據表1可看出,膠東受水區(qū)多年水資源量總體呈下降趨勢,尤其是地表水資源量呈現大幅度減少的趨勢。
膠東地區(qū)的青島、煙臺、濰坊、威海四市經濟總量約占山東省的38%,水資源量僅占全省的29%,水資源支撐能力不足,即使充分考慮節(jié)水措施,到2020年、2030年一般年份四市仍分別缺水14.4億m3、23.9億m3。自2013年下半年以來,膠東四市連年干旱少雨,部分地區(qū)甚至達到了60多年以來的最極端干旱年份,城鄉(xiāng)生活和工農業(yè)用水全面告急,水資源缺口逐年增大,面臨供水危機,不得不采取全面節(jié)水和應急調水來保障基本用水需求。區(qū)域經濟狀況與水資源稟賦條件不協調的矛盾在膠東地區(qū)表現尤為突出。
表1 受水區(qū)2007—2014年年水資源量統計情況 單位:億m3
表2 膠東調水工程2013—2017年引配水量統計情況 單位:億m3
圖1 膠東調水工程2013—2017年引配水量對比情況
根據膠東地區(qū)缺水的實際情況,結合膠東地區(qū)用水緊張形勢和供水的迫切性,為發(fā)揮調水工程最大的引調水及供水效益,工程供水目標以城市生活與重點工業(yè)用水為主,兼顧農業(yè)灌溉用水。
根據引黃濟青工程、膠東地區(qū)引黃調水工程及南水北調工程設計條件,膠東輸水干線設計輸水時間為10月至次年的5月,即膠東調水工程輸水243天,共輸送水量11.06億m3(含引黃水量和引江水量)。膠東調水工程按照最大輸水能力設計,引黃流量 24 m3/s,引江流量 12 m3/s,入子槽流量32~36 m3/s,宋莊泵站過站流量32~34 m3/s。工程輸水時各河段均不能超過其輸水能力。在輸水過程中,由于蒸發(fā)、滲漏等原因,存在輸水損失。
近5年來,為有效緩解膠東地區(qū)旱情,在應急調水條件下,膠東調水工程一直按照最大運行能力引水,在應對膠東地區(qū)嚴重旱情中充分發(fā)揮了基礎性、戰(zhàn)略性保障作用,確保了膠東地區(qū)用水安全。工程2013—2017年的引配水量統計情況見表2,對比情況見圖1。
隨著受水區(qū)生產、生活和生態(tài)的用水需求增加,雖然工程一直按照最大運行能力引水,但仍遠遠不能滿足目前的調水需求,供需水矛盾突出,膠東四市供水形勢不容樂觀。為解決這一嚴峻問題,除了進一步擴大工程規(guī)模外,加強工程調度管理,實現工程水資源優(yōu)化調度,提高水資源利用效率尤為重要。
水資源調度是一個規(guī)模龐大、結構復雜、功能綜合、影響因素眾多的大體系,具有多目標、多層次、多屬性、多階段及多不確定性因素等特點。因此,從水資源優(yōu)化調度研究的廣度和深度來看,膠東調水工程還存在以下問題。
①工程許多渠系建筑物破壞嚴重,渠道滲漏現象普遍,導致渠道防滲功能下降、輸水能力降低,工程引調水效益未充分發(fā)揮。②水環(huán)境污染嚴重,水資源有效利用量減少。在水資源調度中重視水量多于重視水質。③工程水資源調度沒有充分考慮動態(tài)實時調度過程。④水資源調度過程中,對經濟效益的研究較多,忽視社會和生態(tài)效益。
總結多年來膠東調水工程調度實踐經驗,提出工程水資源優(yōu)化調度管理措施。
膠東調水工程是山東省第一個大型跨流域調水工程,工程突出的公益性和顯著的社會效益單靠市場手段無法實現。工程涉及跨行政區(qū)域水資源調配,實施調水時協調成本高、效率低,應由政府牽頭、省水行政主管部門協調、受水區(qū)政府和有關部門配合聯動,對涉及跨行政區(qū)域的水資源調配進行統一部署、統籌安排。對無法用經濟效益衡量的生態(tài)用水,應由政府承擔公益職能,研究建立生態(tài)應急調水補償機制。積極爭取政府財政專項資金,建設防護林等生態(tài)隔離保護帶,完成引黃濟青水系生態(tài)保護帶建設工程。
2011年11月25日,山東省第十一屆人民代表大會常務委員會第二十七次會議通過《山東省膠東調水條例》,2012年5月1日起施行。該條例對膠東調水工程管理、水量調配、水質保護、監(jiān)督保障等各方面作出了明確規(guī)定,使工程管理有法可依、有章可循。在此基礎上,應制定完善一系列規(guī)章制度,包括調度運行、機電設備、土建設施、水質監(jiān)測、安全生產等各項管理制度,對工程管理的各個方面進行規(guī)范。
跨流域調水工程需要通過各種配套工程來具體發(fā)揮作用,沒有合理完善的配套工程,基層用水戶無法收水,工程效益就難以充分發(fā)揮。引黃濟青工程建有配套蓄水設施——棘洪灘水庫,水庫的調度、管理由膠東調水局統一實施。搞好調水工程與水庫調度的配合,多次重復利用水庫庫容,是發(fā)揮工程效益的關鍵所在。因此,制定相應的政策法規(guī),明確供受水雙方責權利,完善配套蓄水設施以及相應的管理機構,以實現水資源的統一調度及工程效益的充分發(fā)揮。
膠東調水工程運行20多年來,在物價部門指導下,進行了多次水價調整,有效保障了工程最基本的維護管理資金,保證了工程的可持續(xù)運行。工程水價采用基本水費與計量水費相結合的兩部制,基本水費不管用水與否,均需繳納,這有利于促進客水的使用與工程維護管理資金的籌集,對維持工程良性運行起到支撐、保障作用。在確定水價的基礎上,與受水區(qū)簽訂供水合同,確保供水水量的有效使用,跨流域調水工程受水區(qū)應逐步推行區(qū)域綜合水價制度。由于工程供水水價調整滯后,供水水價不能隨物價變化及時調整,應建立合理補償機制,通過基于定額的兩部制水價模型計算,應在現有水價基礎上上浮8%,以保證管理單位和工程的正常、穩(wěn)定運行。
根據膠東各地市提出的用水需求,結合膠東調水工程設計輸水規(guī)模,適當參考各地市實際用水量,統籌考慮水量調度計劃,制定科學合理的調度運行方案,細化到分水口門,并按計劃實施調水工作。調水要統一指揮、調度,確保工程運行安全、平穩(wěn)有序。同時,從法律層面、機構設置、系統建設等方面加強水量調度方案的執(zhí)行。
嚴格執(zhí)行水量分配指標,并實行引水情況和調水動態(tài)日調度、日報告。實施節(jié)點流量控制,明確主要控制節(jié)點和市域邊界斷面流量,在現有監(jiān)測設施的基礎上,新上部分監(jiān)測設施實時監(jiān)測斷面流量,將沿途正常輸水損失按樁號分攤至各分水口門,再扣除輸水渠段所在轄區(qū)的非正常輸水損失,確定四市各分水口門的實際流量和分水量,嚴格實施“流量、水量雙量控制,增減掛鉤”機制。水量調度中高度重視水質問題,采用自動監(jiān)測技術實時監(jiān)測水質狀況。
依托水資源監(jiān)控能力項目,完善水資源監(jiān)控系統,掌握與調度相關的各級各類關鍵斷面、取水口、工程的實時水量水質信息,建立調度報表制度,報表內容包括來水、用水、工程運行、斷面達標等情況的信息,必要時可對工程進行遠程控制。全線工程僅16%有監(jiān)控系統,應加快全線視頻監(jiān)控系統建設,爭取全線監(jiān)控覆蓋比例達到60%以上,確保調度控制的重要渠段和重要節(jié)點實現監(jiān)控系統全覆蓋。
通過建立和完善膠東調水工程管理辦法和操作規(guī)程,加快引黃濟青改擴建工程的實施,建設完成膠東調水工程應急調度指揮系統,以滿足膠東調水工程應急調度管理的現代化需要。以現代化的管理觀念和工作方式,通過 “調度方案最優(yōu)化、調度管理自動化、數據傳輸網絡化、運行維護信息化、應急處置預案化”實現安全調水、科學配水,全面提升應急調度管理綜合處理能力,為水資源調度提供科學依據和技術支持。