周洪申(浙江省浙東引水管理局,浙江 杭州 311256)
浙東引水工程蕭山樞紐至慈溪段運行調(diào)度管理對策探討
周洪申
(浙江省浙東引水管理局,浙江 杭州 311256)
浙東引水工程是浙江省有史以來跨流域最多、跨區(qū)域最廣、引調(diào)水線路最長、投資最大的水資源戰(zhàn)略配置工程,對優(yōu)化浙江省東部地區(qū)的水資源配置、緩解水資源供需矛盾意義深遠。工程建成后,工程的科學(xué)調(diào)度、高效運行、設(shè)計效益的最大限度發(fā)揮值得深入研究。對工程蕭山樞紐至慈溪段運行調(diào)度的內(nèi)外部環(huán)境特點、運行調(diào)度中需解決的主要問題進行全面剖析,提出相關(guān)對策建議,為優(yōu)化工程運行調(diào)度管理提供參考。
浙東引水工程;運行調(diào)度;管理
浙東引水工程由蕭山樞紐、曹娥江大閘樞紐、曹娥江至慈溪引水、曹娥江至寧波引水、舟山大陸引水二期和欽寸水庫6項新建骨干工程,區(qū)域內(nèi)原有的水利工程體系,平原區(qū)輸水河網(wǎng)共同組成,工程跨越錢塘江、曹娥江、甬江3大流域和舟山本島,引水干線總長294 km,多年平均引水量8.9億m3,僅6項新建骨干工程總投資已超過100億元。
蕭山樞紐至慈溪段工程由蕭山樞紐、曹娥江大閘樞紐、曹娥江至慈溪引水3項新建骨干工程,區(qū)域內(nèi)原有的水利工程體系,平原區(qū)輸水河網(wǎng)共同組成。工程引富春江水入蕭紹平原河網(wǎng),經(jīng)曹娥江大閘閘上江道調(diào)劑后,向紹興市上虞區(qū)、余姚市、慈溪市提供工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉用水等,并兼顧改善沿途平原河網(wǎng)水環(huán)境,引水干線總長147 km。蕭山樞紐至慈溪段工程示意見圖1。
蕭山樞紐工程位于錢塘江、富春江、浦陽江3江匯合口附近,設(shè)計引水流量50 m3/s,多年平均引水量8.9億m3。主要建筑物有引水閘、泵站、引水河道等。
曹娥江大閘樞紐工程位于曹娥江河口,是我國在河口地區(qū)建設(shè)的第一大閘,具有防潮(洪)、治澇、水資源開發(fā)利用,兼顧改善水環(huán)境和航運等功能。主要建筑物有擋潮泄洪閘、堵壩、上游導(dǎo)堤等,大閘共28孔,總凈寬560.00m,正常蓄水位3.90 m,引水低水位3.30 m,3.30 ~ 3.90 m水位的槽蓄容量為2 340萬m3。
圖1 浙東引水工程蕭山樞紐至慈溪段示意圖
曹娥江至慈溪引水工程跨越紹興市、寧波市2地,主要建筑物有頭部取水樞紐、輸水河道、節(jié)制計量閘、跨河橋梁等。頭部取水樞紐三興閘位于紹興市上虞區(qū)內(nèi)曹娥江右岸堤防,設(shè)計引水流量60 m3/s,90%保證率年引水量4.2 億m3,引水干線全長85 km。
2.1 外部環(huán)境特點
2.1.1 區(qū)域防汛防臺形勢嚴峻,防汛調(diào)度具有絕對優(yōu)先權(quán)
蕭山樞紐至慈溪段工程所處的浙東沿海地區(qū)是臺風(fēng)經(jīng)常登陸或受直接影響的地區(qū),極易遭受臺風(fēng)侵襲,該地區(qū)梅雨期降雨強度高、總量大,因為受錢塘江潮汐頂托的影響,排水受阻,臺風(fēng)、暴雨、天文大潮“三碰頭”現(xiàn)象時有發(fā)生,區(qū)域內(nèi)防汛防臺任務(wù)十分艱巨。根據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)定,相對于水資源開發(fā)利用、水環(huán)境改善、航運等其它調(diào)度,防汛調(diào)度具有絕對優(yōu)先權(quán)。
2.1.2 防汛調(diào)度預(yù)泄(排)操作模式的深化應(yīng)用對引水調(diào)度的影響日益加深
浙東引水地區(qū)地勢低平,各平原地面高程一般為1.80 ~6.00 m。區(qū)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)達,土地資源稀缺,新開排澇河道代價極高。為解決日益凸顯的內(nèi)澇問題,區(qū)內(nèi)排澇泵站的數(shù)量與裝機規(guī)模急劇擴大。近年來,區(qū)域內(nèi)局地短歷時強降雨頻繁,旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象時有發(fā)生。由于準確預(yù)報局地強對流災(zāi)害性天氣的難度較大,在日常防汛防臺實踐中,為掌握防洪排澇主動權(quán)、提高保證率,各平原河網(wǎng)區(qū)預(yù)泄預(yù)排工作的開展頻度不斷提高,力度不斷加大,對引水調(diào)度的影響也日益加劇。
2.1.3 引水調(diào)度須滿足錢塘江河口水資源配置規(guī)劃要求
浙東引水工程蕭山樞紐處于錢塘江河口地區(qū),因受錢塘江咸潮上溯的影響較大,河口區(qū)壓咸任務(wù)艱巨,包括浙東引水工程在內(nèi)的錢塘江河口其它所有取水都必須在不影響杭州市自來水廠取水安全的前提下進行。浙東引水工程引水調(diào)度必須同時滿足“富春江電站前3天平均下泄流量”“閘口站前1天高平潮時江水含氯度值”2個條件,在此前提下,根據(jù)“按序控制”“分期調(diào)度”“年取水總量和日平均引水流量雙控制”3原則具體實施[1]。
2.2 工程自身特點
2.2.1 影響正常引水秩序的不確定因素較多
與其它采用隧洞或單一河道引水的工程不同,蕭山樞紐至慈溪段工程全程采用開敞式河網(wǎng)輸水,共涉及河流40余條,引水調(diào)度需協(xié)調(diào)處理好上下游、地區(qū)間、行業(yè)間的各種關(guān)系。除了水利行業(yè)的防洪、排澇、供水、水生態(tài)等需求外,部分輸水主通道同時兼有通航功能,需處理好引水與通航的關(guān)系;因輸水河道全程開敞,需處理好引水與水質(zhì)保護的關(guān)系。此外,因各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)而影響工程正常引水秩序的情況也偶有發(fā)生。
2.2.2 無相對穩(wěn)定的調(diào)節(jié)水庫,難形成穩(wěn)定的引水邊界條件
長距離引調(diào)水工程往往設(shè)置具有較強調(diào)蓄功能的調(diào)節(jié)水庫,以增強工程應(yīng)對風(fēng)險的能力,提高供水保證率。浙東引水工程通過在曹娥江河口新建攔河大閘,使閘上江道有一定的調(diào)蓄能力,正常蓄水位與引水低水位間的河道槽蓄容積為2 340萬m3。但大閘的主要工程任務(wù)是防潮(洪)、治澇,而曹娥江流域上游集雨面積大,閘上江道調(diào)蓄容積有限,大閘運行調(diào)度比較頻繁。近3 a大閘運行調(diào)度次數(shù)近200次/a,年均排水量達45.0億m3,排水期部分時段閘上江道水位變幅較大,穩(wěn)定引水條件的形成與保持常得不到保證。
2.2.3 河區(qū)間水級分割明顯,上下游間水頭差極小
蕭山樞紐至慈溪段工程沿線水網(wǎng)密布,涉及蜀山、蕭紹、虞北、姚西北、慈西等多個平原河區(qū),河區(qū)間均有節(jié)制閘控制,形成多個水級,各河區(qū)引水水位基本控制在1.90 ~4.00 m范圍,沿程水頭差極小。除頭部取水樞紐與末端受水區(qū)設(shè)置有抽排泵站外,引水沿線均未設(shè)置提水加壓泵站,引水調(diào)度多數(shù)在自流式、低水力坡降環(huán)境下進行。
2.2.4 管理主體多元化,管理權(quán)與調(diào)度權(quán)不完全統(tǒng)一
浙東引水工程采用“統(tǒng)一調(diào)度、屬地管理”的模式,由浙江省浙東引水管理機構(gòu)負責(zé)與浙東引水有關(guān)的水利工程水資源統(tǒng)一調(diào)度(不含防汛調(diào)度),由沿線各級水行政主管部門和各工程管理機構(gòu)負責(zé)其具有管理權(quán)限的水利工程的運用調(diào)度[2]。管理主體的多元化與調(diào)度主體的不完全統(tǒng)一,增加了科學(xué)高效引水的難度和風(fēng)險。此外,整個引水體系涉及閘、泵、堰等多種類型,僅列入運行調(diào)度方案進行調(diào)度的水利工程就有50余座,部分樞紐工程的工程任務(wù)繁多,調(diào)度層級復(fù)雜,而原有參與引水調(diào)度的中小水利工程面廣量大、管理體制復(fù)雜,引水調(diào)度管理難度極大。
3.1 優(yōu)化調(diào)度權(quán)限統(tǒng)分方案
蕭山樞紐至慈溪段工程建成后,先后經(jīng)歷了試通水、應(yīng)急引水,于2014年6月正式進入常態(tài)化運行。從工程運行以來的情況看,制約工程運行調(diào)度最核心的問題依然是調(diào)度權(quán)限,需要重點開展以下2方面工作。
3.1.1 開展調(diào)度模式的轉(zhuǎn)換與確認研究
浙東引水工程采用“統(tǒng)一調(diào)度、屬地管理”的模式,同時遵循“服從防洪排澇”的原則。當(dāng)引水與區(qū)域防洪排澇發(fā)生矛盾時,引水調(diào)度服從區(qū)域防洪排澇調(diào)度。要在操作層面切實做好工程的運行調(diào)度,應(yīng)優(yōu)化現(xiàn)有調(diào)度權(quán)限統(tǒng)分方案,由指定機構(gòu)或其授權(quán)機構(gòu)明確各樞紐工程的當(dāng)前調(diào)度模式并與各利益相關(guān)方實時共享,當(dāng)調(diào)度模式發(fā)生改變時,應(yīng)即時告知各方。
3.1.2 做好防汛調(diào)度預(yù)泄預(yù)排工作與引水調(diào)度的有機銜接
短歷時局地強對流天氣向準確預(yù)報、工程的精細化調(diào)度提出了挑戰(zhàn)。例如,2015年汛期紹興平原一場降雨的預(yù)報過程降雨量為70 ~ 100 mm,最終實際降雨僅為24 mm。預(yù)報失準導(dǎo)致的過度預(yù)泄預(yù)排使區(qū)域平原河網(wǎng)正常蓄水位大幅度下降,供水、灌溉、航運、水景觀等均不同程度受到影響。要在操作層面切實做好工程運行調(diào)度工作,應(yīng)細化現(xiàn)有預(yù)泄預(yù)排相關(guān)規(guī)定,在制定預(yù)泄目標(biāo)水位、回蓄水位及回蓄時間等關(guān)鍵指標(biāo)時要充分考慮引水工作實際,并在流域性、區(qū)域性骨干工程控運計劃的審查、批復(fù)過程中,統(tǒng)籌做好防汛調(diào)度與興利調(diào)度的有機銜接。
3.2 建立工程運行管理聯(lián)席會議制度
隨著工程運行時間的增長,逐步建立引水調(diào)度各項機制,為工程的規(guī)范管理和安全運行打下基礎(chǔ)。要在操作層面切實做好運行調(diào)度工作,應(yīng)建立健全工程運行管理聯(lián)席會議制度,重點對影響正常引水秩序的涉水事項在備案與審查、工程維修檢修計劃管理、水量調(diào)度計劃管理、引水河道保潔與輪疏機制、調(diào)度令執(zhí)行情況的監(jiān)督檢查與考核獎懲等方面做出規(guī)定,并力求在解決供需矛盾方面有所突破,如水源區(qū)與受水區(qū)的水資源豐枯頻率遭遇、局部地區(qū)部分時段的引水需求與上下游相鄰地區(qū)沖突等。
3.3 開展水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度研究
目前,工程的水量水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)已完成,并投入試運行,引水沿線主要控制閘站,主要交界斷面的水量、水質(zhì)、閘門開度、視頻監(jiān)控,平原河網(wǎng)區(qū)主要站點的水位、雨量等信息實現(xiàn)了實時監(jiān)測。應(yīng)充分利用各類監(jiān)測信息,逐步開展水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度研究,為實現(xiàn)工程信息化管理和科學(xué)高效調(diào)度打好基礎(chǔ),最大限度發(fā)揮工程效益[3]。同時,也可以為沿線各級政府加強水資源保護與水環(huán)境治理提供有益參考。
3.4 探索工程運行調(diào)度管理長效機制
為實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度、高效運行,須切實處理好權(quán)限統(tǒng)分、供需矛盾、量質(zhì)兼顧等關(guān)鍵問題,還應(yīng)深化管理機構(gòu)設(shè)置、引水工程運行經(jīng)費測算與分攤、引水水價制定、水資源保護、引水管理法制化等基礎(chǔ)研究,為工程的長效發(fā)揮提供機構(gòu)、人員、經(jīng)費及制度保障[4]。此外,隨著杭州市第二水源千島湖配水工程的開工建設(shè)與投入運行,杭州市自來水廠的壓咸取水需求將大幅減小,需逐步開展相關(guān)專題研究,適時調(diào)整有關(guān)工程引水調(diào)度的前置條件限制,拓展引水調(diào)度的靈活性,同時為錢塘江河口水資源的優(yōu)化配置提供有益參考。
本文通過分析浙東引水工程蕭山樞紐至慈溪段運行調(diào)度的內(nèi)外部環(huán)境特點,并提出了工程運行調(diào)度中需解決的主要問題,提出了優(yōu)化調(diào)度權(quán)限統(tǒng)分方案、建立工程運行管理聯(lián)席會議制度、開展水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度研究、探索工程運行調(diào)度管理長效機制等對策建議,為優(yōu)化工程運行調(diào)度管理提供參考。
[1] 浙江省水利廳.錢塘江河口水資源配置工程調(diào)度辦法(試行)[R].杭州:浙江省水利廳,2006.
[2] 周芬,盛海峰,馬海波,等.浙東引水工程運行調(diào)度方案[R].杭州:浙江省水利水電勘測設(shè)計院,2014.
[3] 吳浩云.大型平原河網(wǎng)地區(qū)水量水質(zhì)耦合模擬及聯(lián)合調(diào)度研究[D].南京:河海大學(xué),2006:106 - 110.
[4] 吳志平.構(gòu)建引江濟太管理體制與機制的探討[J].中國水利,2008(1):12 - 14.
(責(zé)任編輯 郎忘憂)
Discussion on Effective Management of Eastern Zhejiang Water Diversion Xiaoshan Hydrojunction To Cixi County Project Operating And Scheduling
ZHOU Hong - shen
(Eastern Water Diversion Administration Of Zhejiang Province,Hangzhou 311256,Zhejiang,China)
As a water resource strategic allocation project in Zhejiang province which crosses most basins and regions,and has the longest water diversion route and greatest investment,Eastern Zhejiang water diversion project has far -reaching significance on the optimization of water resource allocation and alleviating water shortage of eastern Zhejiang. After the completion of this project,how to operate and schedule scientifically and effectively to yield maximum outcomes of the project is the main subject which is worthy further study.According to comprehensive analysis of features of internal and external environment and issues that need to be solved during the project's implementation,corresponding countermeasures are proposed and they can be used as technical reference for optimization of the project operating and scheduling.
Eastern Zhejiang water diversion project;operating and scheduling;management
TV68
A
1008 - 701X(2016)06 - 0028 - 03
10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2016.06.009
2016-04-25
周洪申(1982 - ),男,工程師,碩士,主要從事跨流域引調(diào)水工程運行調(diào)度管理研究工作。
E-mail:zhs@zjwater.gov.cn