姜傳隆
(廣東省韓江流域管理局,汕頭 515041)
韓江是我國東南沿海地區(qū)重要河流之一,廣東省除珠江之外的第二大河流。韓江發(fā)源于廣東河源市紫金縣,在梅州市大埔縣匯合發(fā)源于福建省的汀江,在潮州市分西溪、東溪、北溪流入韓江三角洲地區(qū),在汕頭市分5 條河道流入南海,干流全長470 km。韓江流域涉及廣東、福建、江西省,流域面積3.01 萬km2,其中廣東省1.79 萬km2。韓江流域多年平均年降雨量1 620 mm,多年平均年徑流量272 億m3。韓江是流域內(nèi)1 100 萬人的重要水源地,同時(shí)還承擔(dān)流域外粵東地區(qū)的部分供水任務(wù),水資源供需矛盾日益突出。韓江流域福建省棉花灘水庫,廣東省長潭、合水、益塘水庫,高陂水利樞紐等5 宗大型水庫總調(diào)節(jié)庫容14.19億m3,僅占韓江流域多年平均年徑流量的5.2%,流域主要水庫調(diào)節(jié)能力差[1]。因此,實(shí)施韓江流域水量統(tǒng)一調(diào)度,對(duì)確保流域供水安全和生態(tài)安全,推動(dòng)流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
開展韓江流域水量調(diào)度,目標(biāo)是優(yōu)先滿足生活用水,保障基本生態(tài)用水,統(tǒng)籌農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水及水力發(fā)電、航運(yùn)等需要。根據(jù)水利部《韓江流域水量分配方案》[2],分配韓江流域水量47.95 億m3,其中,廣東省33.84 億m3,福建省14.01 億m3,江西省0.1 億m3。韓江流域主要控制斷面2030水平年下泄水量控制指標(biāo)見表1。
表1 韓江流域主要控制斷面2030水平年下泄水量控制指標(biāo)億m3
根據(jù)水利部《韓江流域水量分配方案》和《第一批重點(diǎn)河湖生態(tài)流量保障目標(biāo)》[3],韓江流域主要控制斷面下泄流量控制指標(biāo)見表2。其中,最小下泄流量是滿足河流生態(tài)基流和下游河道外基本生活生產(chǎn)用水需求的流量過程。
表2 韓江流域主要控制斷面下泄流量控制指標(biāo)m3/s
韓江流域棉花灘水庫、長潭水庫、合水水庫、益塘水庫、高陂水利樞紐、青溪水庫、雙溪水庫等7個(gè)水庫,蓬辣灘水電站、東山水利樞紐、潮州供水樞紐等3 個(gè)樞紐(電站),以及北溪橋閘、梅溪橋閘、下埔橋閘、外砂橋閘、蓮陽橋閘、東里橋閘6 個(gè)水閘,組成“7+3+6”骨干水量調(diào)度工程體系[1](圖1),并實(shí)施水量聯(lián)合調(diào)度,保障流域用水需求。其中,韓江出???個(gè)水閘發(fā)揮了蓄淡、御咸的作用。
圖1 韓江流域水量調(diào)度概化圖
自2019年起,韓江流域建立并實(shí)施了“調(diào)度方案、調(diào)度計(jì)劃、監(jiān)測預(yù)警、動(dòng)態(tài)調(diào)度、總結(jié)評(píng)估”水量調(diào)度管理模式。
2.3.1 調(diào)度方案
制定、實(shí)施《韓江流域水量調(diào)度方案》[4]。韓江水量調(diào)度主要控制指標(biāo)依據(jù)《韓江流域水量分配方案》的水量分配指標(biāo)、下泄水量控制指標(biāo)和下泄流量控制指標(biāo)確定;韓江流域水量調(diào)度期為當(dāng)年4 月1 日至次年3 月31 日,關(guān)鍵調(diào)度期為當(dāng)年10月1日至次年3月31日(即枯水期);韓江流域水量調(diào)度工程主要包括棉花灘水庫、高陂水利樞紐、長潭水庫、合水水庫、益塘水庫、潮州供水樞紐等水利工程;韓江流域年度水量分配指標(biāo)結(jié)合枯水期來水頻率,采用線性內(nèi)插的方法確定;確定平偏枯、偏枯來水年份(P<90%)調(diào)度方案和特枯來水年份(P≥90%)調(diào)度方案。
2.3.2 調(diào)度計(jì)劃
根據(jù)年度、枯水期來水預(yù)測,制定、實(shí)施韓江流域年度水量調(diào)度計(jì)劃、枯水期水量調(diào)度計(jì)劃,確定主要控制斷面流量保障目標(biāo),骨干調(diào)度工程水位、流量控制要求,以及取用水計(jì)劃。《韓江流域枯水期水量調(diào)度計(jì)劃(2021 年10 月至2022年3月)》[5]和《廣東省韓江流域2021年冬至2022年春枯水期水量調(diào)度計(jì)劃》[6]根據(jù)來水形勢分析,確定長治(溪口)控制斷面流量保障目標(biāo)為最小下泄流量55 m3/s、生態(tài)基流44 m3/s,潮安控制斷面流量保障目標(biāo)為最小下泄流量128 m3/s;棉花灘水庫控制日均下泄流量不小于44 m3/s,高陂水利樞紐控制日均下泄流量不小于117 m3/s,長潭水庫動(dòng)態(tài)控制日均下泄流量不小于10~12 m3/s,合水水庫動(dòng)態(tài)控制日均下泄流量調(diào)整不小于2~3 m3/s,益塘水庫控制日均下泄流量不小于2 m3/s,雙溪水庫控制日均下泄流量不小于7 m3/s;青溪水庫與棉花灘水庫聯(lián)合調(diào)度,蓬辣灘水電站、東山水利樞紐等梯級(jí)電站(樞紐)維持高水位運(yùn)行、對(duì)上游來水不截流攔蓄;潮州供水樞紐、出???個(gè)水閘維持正常蓄水位運(yùn)行;以及流域各地取用水計(jì)劃。
2.3.3 監(jiān)測預(yù)警
調(diào)度期間,對(duì)韓江流域潮安、長治(溪口)等主要控制斷面的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,對(duì)棉花灘水庫、高陂水利樞紐、長潭水庫、合水水庫、益塘水庫、潮州供水樞紐等骨干調(diào)度工程的水位、入庫流量、出庫流量、有效蓄水量進(jìn)行監(jiān)測分析。根據(jù)《韓江生態(tài)流量保障實(shí)施方案》[7]對(duì)潮安、長治(溪口)控制斷面生態(tài)流量進(jìn)行預(yù)警,按緊急程度由低至高設(shè)置韓江生態(tài)流量預(yù)警等級(jí)為藍(lán)色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警3 個(gè)等級(jí)(生態(tài)流量預(yù)警閾值見表3);預(yù)警時(shí)長采用日均流量,當(dāng)預(yù)報(bào)7 d 內(nèi)的日均流量小于等于閾值時(shí)觸發(fā)相應(yīng)預(yù)警;制定針對(duì)潮安、長治(溪口)控制斷面發(fā)生生態(tài)流量預(yù)警事件時(shí)應(yīng)采取的響應(yīng)措施,采取措施保障滿足生態(tài)流量目標(biāo)。
表3 韓江流域主要控制斷面生態(tài)流量預(yù)警閾值m3/s
2.3.4 動(dòng)態(tài)調(diào)度
鑒于年度、枯水期來水預(yù)測精度較低,調(diào)度期間,對(duì)韓江流域降雨量、來水量進(jìn)行滾動(dòng)預(yù)測預(yù)報(bào),若預(yù)報(bào)潮安、長治(溪口)控制斷面日均流量將小于控制指標(biāo),根據(jù)雨情、水情、水庫蓄水及用水需求變化等情況,對(duì)水量調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,對(duì)骨干調(diào)度工程控制水位、下泄流量和控制斷面流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、滾動(dòng)修正,下達(dá)實(shí)時(shí)調(diào)度指令。
2.3.5 總結(jié)評(píng)估
調(diào)度期間,逐月編制韓江流域水量調(diào)度情況通報(bào),對(duì)雨情、水情、骨干調(diào)度工程蓄泄調(diào)度情況、控制斷面流量情況、河道外取用水情況等進(jìn)行總結(jié)分析。調(diào)度期結(jié)束后,編制韓江流域水量調(diào)度評(píng)估報(bào)告[8],對(duì)調(diào)度期間取用水總量,控制斷面下泄水量及流量,水量調(diào)度計(jì)劃和調(diào)度指令執(zhí)行情況等進(jìn)行總結(jié)評(píng)估。
2021 年,韓江流域發(fā)生了1963 年以來最嚴(yán)重的旱情,威脅到流域城鄉(xiāng)居民生活用水安全。韓江流域降雨量持續(xù)偏少,2021 年降雨量1 063 mm,較多年均值偏少34%[9],為1961 年以來歷史最少;韓江流域來水量持續(xù)偏枯,2021 年韓江徑流量(230 m3/s)較多年均值(783 m3/s)偏少7 成,為1956 年以來最枯[10],其中汛期徑流量較多年同期均值偏少74.3%,2021 年各月韓江潮安控制斷面流量如表4 所示;韓江流域主要調(diào)度水庫蓄水量嚴(yán)重不足,2021 年汛末,棉花灘水庫有效蓄水率僅20%,比多年同期平均值偏少7成。
表4 2021年各月韓江潮安控制斷面流量
為抵御歷史罕見旱情,韓江流域在實(shí)施“調(diào)度方案、調(diào)度計(jì)劃、監(jiān)測預(yù)警、動(dòng)態(tài)調(diào)度、總結(jié)評(píng)估”水量調(diào)度管理模式的基礎(chǔ)上,著力強(qiáng)化如下抗旱水量調(diào)度措施。
3.2.1 筑牢供水保障“三道防線”
構(gòu)筑韓江流域當(dāng)?shù)?、近地、遠(yuǎn)地供水保障“三道防線”[10],以潮州供水樞紐為當(dāng)?shù)氐谝坏婪谰€,做好蓄水和供水工作;以高陂水利樞紐為近地第二道防線,做好補(bǔ)水調(diào)度工作;以棉花灘、長潭、合水、益塘水庫等水庫群為遠(yuǎn)地第三道防線,持續(xù)向下游補(bǔ)水。2021 年流域主要調(diào)度水庫向下游補(bǔ)水量5.7億m3。
3.2.2 蓄豐補(bǔ)枯,蓄水保水
2021年汛期,在確保韓江流域防洪度汛安全的前提下,實(shí)施汛期水量統(tǒng)一調(diào)度。前汛期,對(duì)流域主要調(diào)度水庫提出蓄水保水工作要求,控制蓄水位在汛限水位附近。后汛期,對(duì)長潭、雙溪水庫等主要調(diào)度水庫汛限水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整提高,例如,長潭水庫汛限水位由144 m提高至146 m,雙溪水庫汛限水位由152 m 提高至153 m,有效增加水庫蓄水能力。汛期流域主要調(diào)度水庫蓄水量增加3.5億m3。
3.2.3 滾動(dòng)預(yù)報(bào),動(dòng)態(tài)調(diào)度
根據(jù)韓江流域滾動(dòng)來水預(yù)測預(yù)報(bào)結(jié)果,以及主要調(diào)度水庫的蓄水和供水需求情況,逐旬、逐月對(duì)棉花灘水庫、長潭水庫、高陂水利樞紐等主要調(diào)度水庫蓄泄調(diào)度和主要控制斷面流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、適時(shí)下達(dá)調(diào)度指令,并實(shí)施流域水庫群聯(lián)合調(diào)度,提高水量預(yù)測預(yù)報(bào)、調(diào)度管理的精細(xì)化、精準(zhǔn)度。
3.2.4 增加河道內(nèi)蓄水,控制河道外取水
對(duì)韓江流域蓬辣灘水電站、東山水利樞紐、潮州供水樞紐等主要梯級(jí)樞紐(電站)下泄流量進(jìn)行精細(xì)化控制,對(duì)出??? 個(gè)水閘運(yùn)行水位提出嚴(yán)格控制要求,提高流域主要梯級(jí)樞紐(電站)、水閘運(yùn)行水位,增加河槽蓄水量,并利用出???個(gè)水閘有效抵御咸潮。對(duì)流域各地取用水總量、主要河道外取水工程取水量提出控制要求,有效監(jiān)控河道外取水情況。
3.2.5 加密監(jiān)測分析,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)調(diào)度
實(shí)時(shí)監(jiān)測韓江流域主要控制斷面流量,骨干調(diào)度工程蓄水位、有效蓄水量、下泄流量,以及主要河道外取水工程取水量等調(diào)度信息,每日會(huì)商分析、每周總結(jié)通報(bào),并充分利用韓江流域水資源管理聯(lián)席會(huì)議、水量調(diào)度聯(lián)席會(huì)議機(jī)制,加強(qiáng)與各地各有關(guān)部門的統(tǒng)籌協(xié)調(diào),統(tǒng)籌供水、灌溉、生態(tài)、發(fā)電、航運(yùn)等用水需求,及時(shí)協(xié)調(diào)解決調(diào)度問題,督促嚴(yán)格落實(shí)調(diào)度計(jì)劃、調(diào)度指令要求。
2021年,通過調(diào)度骨干工程、運(yùn)用調(diào)度模式、落實(shí)抗旱調(diào)度措施,實(shí)施韓江流域水量統(tǒng)一、科學(xué)、精準(zhǔn)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)韓江流域生活、工業(yè)用水保證率100%,潮安斷面最小下泄流量128 m3/s,達(dá)標(biāo)率97.5%,成功抵御了近60 年來韓江流域最嚴(yán)重的旱情,確保了韓江流域供水安全和生態(tài)安全,并統(tǒng)籌兼顧了農(nóng)業(yè)、工業(yè)、發(fā)電、航運(yùn)等用水需要。
韓江流域抗旱水量調(diào)度實(shí)踐中暴露出一些問題:①水量調(diào)度工程體系不完善,韓江流域及粵東地區(qū)水資源調(diào)配能力較差;②水量統(tǒng)一調(diào)度法制保障體系不健全,韓江流域水量調(diào)度管理辦法尚未制定出臺(tái);③韓江流域抗旱應(yīng)急水量調(diào)度預(yù)案未建立,流域應(yīng)急水量調(diào)度工作機(jī)制需要進(jìn)一步完善;④韓江流域洪水資源化利用機(jī)制不健全,主要調(diào)度水庫蓄水保水功能需要進(jìn)一步發(fā)揮;⑤韓江流域智慧水利未建設(shè),流域水量調(diào)度的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平不高。
針對(duì)上述問題,建議采取措施予以解決,進(jìn)一步提升韓江流域抗旱水量調(diào)度能力和水平。
(1)完善韓江流域骨干水量調(diào)度工程。加快推進(jìn)粵東水資源優(yōu)化配置二期、三期工程建設(shè),有效解決粵東地區(qū)資源性和工程性缺水問題。推動(dòng)龍頸水庫、長潭水庫擴(kuò)容工程建設(shè),提高韓江流域水資源調(diào)節(jié)能力。
(2)健全韓江流域水量調(diào)度法制保障。制定韓江流域水量調(diào)度管理辦法,運(yùn)用法治手段確定水量調(diào)度管理職責(zé)、調(diào)度方案下達(dá)程序、監(jiān)督管理、法律責(zé)任等,確保流域水量調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行到位,進(jìn)一步推進(jìn)工作規(guī)范化、法治化。
(3)完善韓江流域抗旱應(yīng)急水量調(diào)度機(jī)制。制定、實(shí)施韓江流域抗旱應(yīng)急水量調(diào)度預(yù)案,妥善應(yīng)對(duì)流域旱情緊急情況,確保流域城鄉(xiāng)居民生活用水安全。
(4)健全韓江流域洪水資源化利用機(jī)制。做好韓江流域水資源調(diào)度與洪水調(diào)度的銜接,在確保安全的前提下,通過水庫汛限水位動(dòng)態(tài)控制、豐蓄枯用等措施,科學(xué)利用洪水資源,增加水資源有效供給。
(5)推進(jìn)韓江流域智慧水利建設(shè)。建設(shè)完善韓江流域水量調(diào)度的預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能應(yīng)用,支撐保障流域水量調(diào)度管理,提高水量調(diào)度科學(xué)化精細(xì)化管理水平。
面對(duì)韓江流域遭遇近60年來最嚴(yán)重旱情,以及流域水資源供需矛盾突出、主要調(diào)度水庫調(diào)節(jié)能力差等嚴(yán)峻挑戰(zhàn),通過明確流域水量調(diào)度控制指標(biāo),實(shí)施“調(diào)度方案、年度計(jì)劃、監(jiān)測預(yù)警、動(dòng)態(tài)調(diào)度、總結(jié)評(píng)估”流域水量調(diào)度管理模式,對(duì)流域“7+3+6”骨干水量調(diào)度工程體系實(shí)施統(tǒng)一、精細(xì)抗旱水量調(diào)度,筑牢當(dāng)?shù)?、近地、遠(yuǎn)地梯次供水保障“三道防線”,加強(qiáng)流域抗旱水量調(diào)度管理,成功抵御了流域歷史罕見嚴(yán)重旱情,確保了流域供水安全和生態(tài)安全。韓江流域抗旱水量調(diào)度工作還存在問題,需要進(jìn)一步采取針對(duì)性措施加以解決。韓江流域抗旱水量調(diào)度實(shí)踐,對(duì)我國其他江河流域開展抗旱水量調(diào)度工作具有借鑒意義。