謝升申

（廣西水利電力勘測設計研究院有限責任公司，南寧 530023）

0 引言

我國的珠江入?？诟浇嗄陙硐坛鳖l發(fā)，中山、珠海最甚。咸潮發(fā)生的時候，水中氯化物濃度會急速上升，從每升幾毫克上升至250 mg以上。水的含鹽量一旦過高，飲用將會對人體造成危害。咸潮之后還會造成地下水和土壤內的鹽度升高，給“魚米之鄉(xiāng)”的珠三角農業(yè)生產、植被生長造成嚴重影響。根據(jù)近幾年來多次與咸潮的對抗經驗，目前珠江口壓咸補淡的有效措施是利用西江上游水利樞紐聯(lián)合調度調節(jié)下游枯水期徑流，控制咸潮上溯。珠江口上游徑流的變化將直接影響咸潮上溯位置和危害程度，因此，上游的任何取水工程，尤其是跨流域的調水工程對咸潮的影響不容忽視。規(guī)劃中的平陸運河，北起郁江橫縣西津水電站庫區(qū)平塘江口，跨平塘江與欽江支流小西江，引西江上游水至欽江，進而直接入海。因此有必要對平陸運河調水后對下游珠江口的咸潮問題影響進行分析。

1 珠江三角洲咸潮問題與影響

對于沿河流出?？诮ㄔO的城市，咸潮對城市供水的影響是普遍現(xiàn)象。珠江三角洲供水水源主要來自三角洲各水道，在豐水年和平水偏豐年份的枯水期，一般不會出現(xiàn)供水問題。但在平水偏枯年份的枯水期或枯水年，由于上游徑流不足以壓制咸潮上溯，加上供水系統(tǒng)抵御咸潮的能力不足，往往導致供水危機。

20 世紀50 年代至2005 年，珠江三角洲地區(qū)共發(fā)生較嚴重咸潮的年份有13年，尤其是1998-2005年，連續(xù)多年枯季干旱和地形演變增大了潮汐動力，咸潮強度急劇增加，咸界明顯上移，危害越來越大，其中以生活用水影響最大。20 世紀80 年代以前，咸潮危害最突出的是農業(yè)，對生活和工業(yè)供水的影響并不明顯。此后，隨著城市化進程的加速，產業(yè)結構的調整，農業(yè)用地不斷減少，受咸潮影響的主要對象已轉為城市生活用水和工業(yè)用水。如1998 年10 月至1999 年4 月，廣東出現(xiàn)50 年一遇大旱，珠江口海水倒灌，造成中山市、珠海市大面積停水，之后居民有相當長時間喝著“帶咸”的自來水。2000-2005 年，因連續(xù)干旱影響，枯季咸潮不斷增強，危害程度和范圍也越來越大。20世紀末到本世紀初連續(xù)幾年枯水期咸潮對生產生活供水的影響主要呈現(xiàn)以下幾個特點:①持續(xù)影響時間長，干旱年份影響期甚至長達三四個月，如2005-2006 年枯水期，平崗泵站取水口斷面水體含氯度總超標天數(shù)達92 d，最長連續(xù)時長37 d；②影響范圍大，咸潮問題直接影響區(qū)域有澳門及珠海、東莞、中山、廣州等珠江三角洲大部分地區(qū)，2004-2005 年咸潮影響人口達1000萬人以上；③發(fā)生頻度高，上個世紀后50年共發(fā)生較嚴重咸潮的年份有7 年，而本世紀初更是連續(xù)6 年發(fā)生影響更為嚴重的冬春季節(jié)性咸潮；④危害程度深，2005年11月至2006年年初，由于咸潮侵襲，澳門、珠海累計無法供水長達48 d，部分水廠供水咸度曾達10 000 mg/L，超出國家飲用水標準（含氯度小于等于250 mg/L）40倍多，成為有記錄以來最嚴重的情況[1]。2006 年以后，珠江流域干旱災害頻繁，基本上每年都出現(xiàn)咸潮問題，影響范圍也增大，通常是通過流域水資源調度，利用上游水庫調節(jié)進行壓咸。

2 歷年來調水壓咸實施情況

珠江三角洲近年嚴重的咸潮上溯引起了黨中央、國務院、水利部和廣東省委、省政府的高度重視。2005年初，國家防總首次實施了珠江壓咸補淡應急調度，利用珠江上游水利樞紐調水，分別從貴州、廣西等省區(qū)增調水量8.43億m3下放，為珠海、廣州、中山等三角洲城市生產生活供給淡水水源近1億m3，確保了城市供水安全[2]。據(jù)水利部珠江水利委員會統(tǒng)計，2006 年9 月至2007 年2 月，從上游水庫增調水量5.5億m3，其中西江巖灘水庫凈調出4.5億m3（含天生橋水庫向巖灘水庫補水）；右江百色水利樞紐調出0.5 億m3，賀江江口水庫調出0.5 億m3。有效地緩解了珠三角咸潮造成的供水危機，縮短了咸潮侵襲時間和咸界下移。

經過幾年的實踐與探索，對于通過上游水庫聯(lián)合調度放水壓咸的措施已由2005、2006年初的被動應急發(fā)展成主動應對、統(tǒng)籌兼顧的枯水期水量統(tǒng)一調度方式，調度方案也由單一的水庫補水發(fā)展到西江干流天生橋一級、龍灘水庫、百色水庫、北江飛來峽水庫等多庫群聯(lián)調，并產生了“前蓄后補”、“避漲壓退”、“動態(tài)控制”、“精細調度”等一套先進的流域調度理念。在枯水期來臨之前，首先通過上游水庫的聯(lián)合調度，增加西江徑流量，在此期間珠三角城市搶蓄淡水，持續(xù)時間大約為半個月；然后上游水庫開始蓄水，為下一周期儲備水資源，持續(xù)時間同樣約半個月，合計為一個周期。在2009-2010 年極端枯水年，共實施了9 次集中補水，補水總量高達41.2億m3。

2011 年11 月國務院批復的《全國水資源綜合規(guī)劃》中珠江流域部分，明確大藤峽水利樞紐參與水資源配置，與上游天生橋一級、龍灘、百色、飛來峽等大型水庫組成西、北江水資源配置體系，調節(jié)徑流時空分配，改善西江下游及西北江三角洲地區(qū)的枯水期水質及供水條件，降低咸潮危害。

3 珠三角壓咸控制流量

受潮汐和徑流的影響，珠江三角洲的咸潮一般出現(xiàn)在冬春兩季，10月至次年4月。由于天文潮汐作用相對穩(wěn)定，咸潮活動及其影響程度主要受上游徑流變化的控制。根據(jù)1998 年以來枯水期大潮期間的資料分析，要保證大潮期間珠江三角洲主要供水水廠取水基本不受咸潮影響，珠江入?？谒假t滘斷面流量（即馬口+三水）應不小于4500 m3/s。又據(jù)近年來沙灣水道、小欖水道、磨刀門水道的實測逐日數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，當思賢滘流量大于等于2500 m3/s時，小欖水道大豐水廠完全不受咸潮影響，沙灣水道沙灣水廠、磨刀門水道全祿水廠只有極個別時段受咸潮影響，但超標時間只有2～3 h，供水基本不受影響；對于珠海的平崗、黃揚、南門主要取水口均有一定的影響，通過搶淡蓄淡，配合當?shù)厮畮斓恼{蓄作用，可基本滿足供水的要求。

枯水期水量調度壓制咸潮的根本目的是保障供水，因此，流域水量調度必須結合供水水源系統(tǒng)的特點進行。第一類是珠海、澳門有一定的蓄淡調咸能力，只要通過壓咸提高取水口的取淡幾率（60%），就可保證正常供水；如將壓咸目標定位為取水口完全不受咸潮影響，既沒必要、又不經濟合理。第二類是廣州南部沙灣水廠、中山大豐水廠等，當?shù)匦畹{咸能力僅僅是水廠的調節(jié)池，如日超標時間超過4 h，將影響正常供水，這類水廠的供水受咸潮影響主要是天文大潮前后幾天。綜合考慮這兩類供水系統(tǒng)的特點，流域規(guī)劃確定思賢滘處的壓咸流量為2500 m3/s。從2005 年以來珠江防總已實施的不少于6年（次）流域壓咸補淡應急調水的壓咸效果來看，大潮轉小潮期思賢滘斷面流量達到2500 m3/s左右時，可滿足澳門、珠海、中山、廣州的供水要求，水環(huán)境容量亦相應得到極大改善。據(jù)此，取思賢滘壓咸流量為2500 m3/s，相應梧州站的下泄流量為2100 m3/s。

大藤峽水庫建成后，在流域骨干水庫按照其正常發(fā)電調度規(guī)則運行的基礎上，由大藤峽水庫承擔水資源配置任務，利用大藤峽15億m3的有效庫容，在枯水期進行補水調度。大藤峽水利樞紐多年平均補水量為2.7 億m3，80%、90%的枯水年份補水量為分別為6.2億m3、15億m3。經試算，經大藤峽補償調節(jié)后，可將梧州站98%、95%、90%的枯水年份最枯10 d流量分別提高到1850、1950、2100 m3/s，增加了430～470 m3/s。大藤峽與天生橋、龍灘、百色水利樞紐聯(lián)合調度，可將梧州站最枯月平均流量達到壓咸控制流量2100 m3/s 的保證率由65%提高到97%，并可使三角洲咸潮影響范圍下移10～20 km。

4 平陸運河對珠江三角洲咸潮問題的影響

4.1 平陸運河工程基本情況

平陸運河是規(guī)劃中的溝通西江航運干線與欽州港的人工運河。早在1915 年督辦廣東治河事宜處就曾組織過勘察工作，建國后曾多次組織力量進行勘測規(guī)劃工作，并先后提出了《平陸運河規(guī)劃報告》。由于工程規(guī)模浩大、牽涉面廣、投資多等原因，直至目前未深入開展前期工作，僅停留在一般的規(guī)劃階段[3，4]。2009 年廣西壯族自治區(qū)重新啟動平陸運河戰(zhàn)略研究工作，把平陸運河列為《廣西西江黃金水道建設規(guī)劃》中的一項重大戰(zhàn)略研究。2017 年，水利部水規(guī)總院審查通過《郁江流域綜合規(guī)劃》，將平陸運河作為從北部灣直接出海的遠景考慮目標項目。規(guī)劃中的平陸運河，北起郁江橫縣西津水電站庫尾平塘江口，跨平塘江與欽江支流小西江，經陸屋入欽江干流南下至欽江出?？冢蓺J州沙井港出海，全長133 km，目前規(guī)劃初定3000 t級航道規(guī)模[5]。

4.2 平陸運河從郁江引水流量預估及對珠江三角洲壓咸補淡的影響

平陸運河的主要工程任務是航運。西江干流及郁江汛期來水較豐富，運河引水對下游徑流的影響主要體現(xiàn)在枯水期。由于目前壓咸用水調度仍存在難度，不宜減少現(xiàn)有流量。大藤峽水庫建成后，壓咸用水緊張局面將有所緩解，但大藤峽水庫可節(jié)約的用水規(guī)模難以確定。因此，運河引水流量及規(guī)模主要應從咸潮問題的角度出發(fā)，以枯水期不宜減少現(xiàn)有郁江下泄流量，保證下游壓咸需要為原則確定平陸運河的調水方案與規(guī)模。

在綜合考慮西江壓咸用水和平陸運河航運需水要求，提出通過西津水利樞紐為平陸運河提供3億m3調節(jié)庫容，不減少壓咸期間郁江下泄流量。一般情況下，咸潮持續(xù)時間約100 d，3 億m3水量供100 d 用，可支撐的流量為35 m3/s。同時結合船閘開啟需水流量進行分析，認為35 m3/s的流量水平可支撐船閘日均開啟20次（四級方案），通過調整日均開啟次數(shù)以適應五～六級方案。這與國內外較繁忙的內河雙線水閘日均開啟次數(shù)（20～25 次）相當，可大致滿足通航需要。因此，平陸運河枯水期可引水量可考慮為35 m3/s，豐水期則可適當增加引水量。

從郁江干流徑流條件分析，西津水庫壩址多年平均流量1427 m3/s，運河引水流量占西津壩址來流的2.45%；郁江下游鄰近入潯江口的桂平樞紐壩址多年平均流量1660 m3/s，平陸運河年均引水流量占桂平壩址來流的2.11%。西津水庫壩址最枯月平均流量202 m3/s（考慮百色水庫調節(jié)后），桂平壩址枯水期平均流量480 m3/s，平陸運河枯水期引水35 m3/s 占西津壩址枯水期來流的17.33%，占桂平壩址斷面枯水期來流的7.29%。可見平陸運河引水對郁江年均徑流量的影響較小，對枯水期徑流產生一定的影響。引水流量與梧州站咸潮控制流量相比，占梧州站咸潮控制流量2100 m3/s 的1.67%，從這個占比看，平陸運河引水對下游壓咸影響不大，通過流域水資源的整體配置，通過龍灘、大藤峽、飛來峽、百色水庫等骨干工程的聯(lián)合調度，可較大程度消除平陸運河引水對下游壓咸補淡的影響，確保梧州等控制斷面枯水年份枯水期的水量，能滿足壓咸流量和生態(tài)環(huán)境水量的要求，同時也能滿足航運水量的要求。

5 結語

珠江河口咸潮問題由來已久，咸潮上溯嚴重影響著澳門、珠海及珠江三角洲地區(qū)的供水安全。壓咸補淡的有效措施是利用西江上游水利樞紐聯(lián)合調度調節(jié)下游枯水期徑流。經過幾年的實踐與探索，目前已形成通過上游天生橋一級、龍灘、百色、飛來峽等大型水庫聯(lián)合調度的水資源統(tǒng)一配置方式，調節(jié)珠—西江徑流時空分配，有效降低咸潮危害。規(guī)劃的平陸運河引水將對西江下游徑流產生影響。因此，運河引水流量及規(guī)模主要應從咸潮問題的角度出發(fā)，以枯水期不宜減少現(xiàn)有郁江下泄流量，保證下游壓咸需要為原則確定平陸運河的調水方案與規(guī)模。引水流量占梧州站咸潮控制流量占比不大時，對下游壓咸影響不大。可通過流域水資源的整體配置，較大程度消除平陸運河引水對下游壓咸補淡的影響。但是，大藤峽水庫建成后與天生橋一級、龍灘、百色、飛來峽等大型水庫聯(lián)合調度規(guī)則，涉及范圍廣，影響面大，實際調度規(guī)則和操作條件，需做大量的理論研究和試驗研究加以論證。