跨流域调水工程联合科学调度实践与探索

徐士忠，刘学刚

（海河水利委员会引滦工程管理局，天津　300393）



跨流域调水工程联合科学调度实践与探索

徐士忠，刘学刚

（海河水利委员会引滦工程管理局，天津300393）

摘 要：通过分析南水北调中线工程、引滦工程和相关水系相连互通的现状，结合滦河流域水库群联合调度的实践经验，尝试通过高层次、大空间的水资源优化配置、联合科学调度，实现跨流域调水工程综合效益的充分发挥和水资源的可持续利用。

关键词：联合调度；水库工程；跨流域；水资源；优化配置；持续利用

1　概况

我国水资源时空分配不均，南北差异较大，南方水多，北方水少，尤其是京津冀地区水资源严重短缺，一定程度上影响了京津冀地区经济社会的快速发展。为提高我国水资源利用效率和供水保障率、增强水旱灾害的防御能力，我国先后建成大型、特大型调水工程，以缓解区域水资源不均衡的状况。

1.1引滦工程

20世纪70年代，国家为缓解京津冀地区水资源的紧张局面，决定修建引滦工程。引滦工程是滦、海河间跨流域引水工程，以滦河潘家口水库为龙头，经过大黑汀水库调节后，通过引滦入津输水工程、引滦入唐输水工程，为津、唐两市提供城市生活用水、工业用水及滦河下游农业灌溉用水，结合供水为华北电网调峰及事故备用发电，引滦工程的建设为确保滦河下游防洪安全及人民生命财产安全提供了保障。

引滦工程自投入运行以来，截至2015年底，已累计实现供水389亿m3。其中，向天津市供水181 亿m3，向唐山市供水46亿m3，向滦河下游供水162 亿m3。

1.2南水北调中线工程

为缓解京津冀地区水资源严重短缺的状况，经过50年的论证研究和勘测规划，2002年12月，国务院批准了《南水北调工程总体规划》，确定了分别在

工程已于2014年12月12日建成通水，通水1年来累计供水达21.7亿m3，工程运行安全平稳，水质稳定达标。工程惠及北京、天津等10余个大中城市3 800多万人，提高了沿线城市的供水保证率，社会、经济、生态效益逐步显现。

2　联合科学调度的必要性和可行性分析

2014年2月习近平总书记在北京考察时明确指出，京津冀协同发展是重大国家战略，是打造新首都经济圈的客观需要，是探索生态文明建设的有效路径。引滦工程和南水北调中线工程两大跨流域调水工程相继建成，为京津冀地区经济社会的发展注入了新的活力，也形成了京津冀地区（以下简称三地）互通共济的供水新格局，使三地水资源一体化联合统筹更加迫切。

2.1京津冀协同发展对三地的水资源保障提出了新的要求

京津冀相互毗邻共性很多。一是三地大部分区域同处于海河流域，地理上相连，水系相通，具有明显的同气候特征，同丰同枯。二是三地同属严重缺水地区，人均水资源占有量分别为176、111和307 m3，仅相当于全国人均水平的5%～13%。三是当前三地水资源、水环境的现状决定了任何一地都无法独立解决水问题，迫切需要三地之间加强协作，突出“联合支撑作用”。

2.2联合科学调度确保水资源的可持续利用

由于水资源的时空分布不均、水资源调配空间较小，多年来引滦工程在开发利用滦河水资源时经常面临着两难的局面。一方面，引滦水资源供需矛盾突出，天津市曾7次实施引黄济津应急调水以满足用水需求；另一方面，为满足工程安全度汛要求，向下游河道及渤海弃水。2012—2013年潘家口、大黑汀水库累计弃水11.26亿m3，其中汛期弃水分别占年度弃水的80%、73%。因此，通过实施南水北调供水（以下简称引江水）和引滦供水（以下简称引滦水）联合科学调度，可以实现水资源的优化配置和高效利用，保障水资源的可持续利用。

2.3工程、河系相连互通为水资源优化配置、联合科学调度提供了条件

引滦工程、引黄工程、南水北调工程及其支线工程相继建成投入运行，形成了相对完备的水利工程设施，无需大规模工程建设，即可形成工程、河系的相连互通，各工程的输水能力均可满足需求，无需改扩建。这些都为跨流域联合科学调度，实现水资源优化配置提供了得天独厚的便利条件。

2.4条例和办法实施使联合科学调度有章可循

国务院《南水北调工程供用水管理条例》（以下简称《条例》）已于2014年2月14日颁布实施。《条例》确定了南水北调工程运行管理体制，建立了水量调度的制度体系，对水资源保障、用水管理、工程保护和水价等进行了全面的规范。水电部《引滦水量分配与供水调度管理办法》（以下简称《办法》）对引滦水供用也有明确的规定。《条例》《办法》的实施为引江水和引滦水优化配置提供了依据。

同时，按照《京津冀协同发展水利专项规划》要求，推动构建三地水资源统一调配管理平台，建立联合科学调度管理机制，可以实现区域水资源的统一规划、统一管理、统一调度，为引江水、引滦水相互连接、优化配置、联合调度、互为补充、统筹运用、对冲平衡创造了条件。

3　滦河流域水库群联合调度实践

3.1调度原则

按照《办法》确定的引滦水量分配原则，2004—2013年，引滦工程管理单位和相关单位合作先后6次实施潘家口、大黑汀、桃林口水库的联合调度，即在不改变三水库原有调度原则的基础上，坚持“以多补少、风险共担、效益共享”的原则，在天津、唐山、秦皇岛及滦河下游之间合理调配引滦六水库（潘家口、大黑汀、桃林口、于桥、邱庄、陡河）兴利水量，实现滦河水资源的优化配置，充分发挥各水库的综合效益。

3.2实施条件

当潘家口、大黑汀、桃林口水库可供水量较少，在引滦供水区域内，天津、唐山和秦皇岛三市中只有部分城市的引滦供水指标能够满足用水需求并有剩余指标时，可实施区域内水量对冲调度，将剩余引滦指标水量对冲置换至其余指标不足地区，实现引滦水资源的优化配置。

当潘家口、大黑汀水库不能满足津、唐两市用水需求，桃林口水库对秦皇岛供水尚有剩余水量时，利用此剩余水量向滦河下游农业供水，减少潘家口、大黑汀水库向滦河下游供水量，增加向津、唐两市城市和工业供水，以提高水资源的利用效益。

3.3实施效果

（1）充分发挥河道相通、水系相连的优势，通过联合调度滦河水资源，保障了津、唐两市的供水安全，提高了津、唐两市及滦河下游供水的保障率。

（2）利用3个水库之间水量可调配能力，通过联合调度调整各水库向天津、唐山及秦皇岛三市的供水指标，实现引滦水量的置换；同时，也改变了以往滦河下游农业用水先调用引滦指标水而把桃林口水库水作为备用水源的惯例，增加了引滦供水主动权，有利于优化供水结构，提高供水效益。

（3）3个水库联合向滦河下游供水，既满足了滦河下游农田灌溉的大流量供水要求，又避免了开启闸门进行补水的现象，提高了机组发电效益。

4　区域联合科学调度方案研究

4.1思路

按照京津冀一体化的总体规划，推动构建水资源统一管理机制，探索引江水和引滦水联合科学调度，通过协同配合、统筹利用，实现引江水与引滦水的对冲平衡和丰枯互补。

（1）引滦枢纽工程在完成分配津、唐地区供水指标的基础上，可将引滦富余水量纳入引江水统一规划、统一调度。据统计，自引滦工程建成通水以来，潘家口、大黑汀水库可向引滦供水区域外实施水量对冲调度的年份至少有10年，累计可对冲水量最少为121.4亿m3。因此，可通过联合调度将此部分水供给南水北调中线工程沿线其他受水区（特别是北京市），或者减少由丹江口水库调入中线受水区的水量，实现引滦富余水量同引江减少水量的对冲平衡。

（2）通过引江水和引滦水联合科学调度，不仅可以节省南水北调中线工程沿线受水区的引水成本，减小中线工程的供水压力，而且可以最大限度地减少远程调水对自然环境的干扰。同样，如遇滦河干旱缺水，也可以通过水量调度增加天津市引江水的供给，减少引滦入津供水量，减轻滦河流域干旱损失，从而提高水资源的利用率。

（3）通过引江水、引滦水联合科学调度，也可减少或不再改扩新建调水工程，从而达到节省投资的目的。

4.2方案

（1）引江水沿线各省、市政府水行政主管部门，根据各自情况提出年度用水计划，分别报国务院水行政主管部门和南水北调管理单位。

（2）按照《条例》《办法》，根据潘家口、大黑汀和丹江口水库蓄水情况，每年由引滦工程管理单位和丹江口水库管理单位预测下一年度各水库的来水量、蓄水量及可调水量，分别上报相关流域机构，经流域机构批准后上报国务院水行政主管部门。

（3）国务院水行政主管部门和南水北调管理单位综合流域机构提供的引滦工程可调水量、丹江口水库可供水量及南水北调中线沿线受水区省、直辖市政府水行政主管部门上报的年度用水计划建议，按照受水区省、直辖市分配指标，统一进行引江水与引滦水的优化配置、联合科学调度，制定年度引江水及引滦水水量调度计划，下达到相关流域机构和有关省、直辖市政府水行政主管部门。区域联合调度方案框图，如图1所示。

图1　区域联合调度方案框图

5　结论

通过研究引江水与引滦水联合科学调度优化配置的必要性和可行性，在遵循区域取水总量控制和河流水量分配方案的前提下，提出了区域水资源联合科学调度方案，可以形成引江水与引滦水统筹运用、互为补充、对冲平衡的供水安全保障体系。这样一来，不但可以有效置换天津市当地地表水和地下水，保障生活、生产、环境用水安全和经济社会可持续发展，解决海河流域长期资源性缺水的问题，而且南水北调中线沿线的北京市及各有关城市的供水水源都可以用此思路置换，实现更大区域水资源的优化配置。

中图分类号：TV213.4；TV68

文献标识码：A

文章编号：1004-7328（2016）03-0001-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.03.001

收稿日期：2016—04—25

作者简介：徐士忠（1960—），男，教授级高级工程师，主要从事水利工程运行管理、水资源管理和水库联合调度管理工作。长江下游、中游、上游分为东线、中线、西线3条调水线路向北方调水，南水北调工程连接长江、淮河、黄河、海河四大流域，形成“四横三纵”的供水格局，总调水规模448亿m3。