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浙东引水工程萧山枢纽至慈溪段运行调度管理对策探讨

2016-11-21周洪申浙江省浙东引水管理局浙江杭州311256

浙江水利科技 2016年6期
关键词:大闸慈溪浙东

周洪申(浙江省浙东引水管理局,浙江 杭州 311256)

浙东引水工程萧山枢纽至慈溪段运行调度管理对策探讨

周洪申
(浙江省浙东引水管理局,浙江 杭州 311256)

浙东引水工程是浙江省有史以来跨流域最多、跨区域最广、引调水线路最长、投资最大的水资源战略配置工程,对优化浙江省东部地区的水资源配置、缓解水资源供需矛盾意义深远。工程建成后,工程的科学调度、高效运行、设计效益的最大限度发挥值得深入研究。对工程萧山枢纽至慈溪段运行调度的内外部环境特点、运行调度中需解决的主要问题进行全面剖析,提出相关对策建议,为优化工程运行调度管理提供参考。

浙东引水工程;运行调度;管理

1 工程概况

浙东引水工程由萧山枢纽、曹娥江大闸枢纽、曹娥江至慈溪引水、曹娥江至宁波引水、舟山大陆引水二期和钦寸水库6项新建骨干工程,区域内原有的水利工程体系,平原区输水河网共同组成,工程跨越钱塘江、曹娥江、甬江3大流域和舟山本岛,引水干线总长294 km,多年平均引水量8.9亿m3,仅6项新建骨干工程总投资已超过100亿元。

萧山枢纽至慈溪段工程由萧山枢纽、曹娥江大闸枢纽、曹娥江至慈溪引水3项新建骨干工程,区域内原有的水利工程体系,平原区输水河网共同组成。工程引富春江水入萧绍平原河网,经曹娥江大闸闸上江道调剂后,向绍兴市上虞区、余姚市、慈溪市提供工业、农业灌溉用水等,并兼顾改善沿途平原河网水环境,引水干线总长147 km。萧山枢纽至慈溪段工程示意见图1。

萧山枢纽工程位于钱塘江、富春江、浦阳江3江汇合口附近,设计引水流量50 m3/s,多年平均引水量8.9亿m3。主要建筑物有引水闸、泵站、引水河道等。

曹娥江大闸枢纽工程位于曹娥江河口,是我国在河口地区建设的第一大闸,具有防潮(洪)、治涝、水资源开发利用,兼顾改善水环境和航运等功能。主要建筑物有挡潮泄洪闸、堵坝、上游导堤等,大闸共28孔,总净宽560.00m,正常蓄水位3.90 m,引水低水位3.30 m,3.30 ~ 3.90 m水位的槽蓄容量为2 340万m3。

图1 浙东引水工程萧山枢纽至慈溪段示意图

曹娥江至慈溪引水工程跨越绍兴市、宁波市2地,主要建筑物有头部取水枢纽、输水河道、节制计量闸、跨河桥梁等。头部取水枢纽三兴闸位于绍兴市上虞区内曹娥江右岸堤防,设计引水流量60 m3/s,90%保证率年引水量4.2 亿m3,引水干线全长85 km。

2 运行调度内外部环境特点

2.1 外部环境特点

2.1.1 区域防汛防台形势严峻,防汛调度具有绝对优先权

萧山枢纽至慈溪段工程所处的浙东沿海地区是台风经常登陆或受直接影响的地区,极易遭受台风侵袭,该地区梅雨期降雨强度高、总量大,因为受钱塘江潮汐顶托的影响,排水受阻,台风、暴雨、天文大潮“三碰头”现象时有发生,区域内防汛防台任务十分艰巨。根据现行相关规定,相对于水资源开发利用、水环境改善、航运等其它调度,防汛调度具有绝对优先权。

2.1.2 防汛调度预泄(排)操作模式的深化应用对引水调度的影响日益加深

浙东引水地区地势低平,各平原地面高程一般为1.80 ~6.00 m。区内经济发达,土地资源稀缺,新开排涝河道代价极高。为解决日益凸显的内涝问题,区内排涝泵站的数量与装机规模急剧扩大。近年来,区域内局地短历时强降雨频繁,旱涝急转现象时有发生。由于准确预报局地强对流灾害性天气的难度较大,在日常防汛防台实践中,为掌握防洪排涝主动权、提高保证率,各平原河网区预泄预排工作的开展频度不断提高,力度不断加大,对引水调度的影响也日益加剧。

2.1.3 引水调度须满足钱塘江河口水资源配置规划要求

浙东引水工程萧山枢纽处于钱塘江河口地区,因受钱塘江咸潮上溯的影响较大,河口区压咸任务艰巨,包括浙东引水工程在内的钱塘江河口其它所有取水都必须在不影响杭州市自来水厂取水安全的前提下进行。浙东引水工程引水调度必须同时满足“富春江电站前3天平均下泄流量”“闸口站前1天高平潮时江水含氯度值”2个条件,在此前提下,根据“按序控制”“分期调度”“年取水总量和日平均引水流量双控制”3原则具体实施[1]。

2.2 工程自身特点

2.2.1 影响正常引水秩序的不确定因素较多

与其它采用隧洞或单一河道引水的工程不同,萧山枢纽至慈溪段工程全程采用开敞式河网输水,共涉及河流40余条,引水调度需协调处理好上下游、地区间、行业间的各种关系。除了水利行业的防洪、排涝、供水、水生态等需求外,部分输水主通道同时兼有通航功能,需处理好引水与通航的关系;因输水河道全程开敞,需处理好引水与水质保护的关系。此外,因各类基础设施建设而影响工程正常引水秩序的情况也偶有发生。

2.2.2 无相对稳定的调节水库,难形成稳定的引水边界条件

长距离引调水工程往往设置具有较强调蓄功能的调节水库,以增强工程应对风险的能力,提高供水保证率。浙东引水工程通过在曹娥江河口新建拦河大闸,使闸上江道有一定的调蓄能力,正常蓄水位与引水低水位间的河道槽蓄容积为2 340万m3。但大闸的主要工程任务是防潮(洪)、治涝,而曹娥江流域上游集雨面积大,闸上江道调蓄容积有限,大闸运行调度比较频繁。近3 a大闸运行调度次数近200次/a,年均排水量达45.0亿m3,排水期部分时段闸上江道水位变幅较大,稳定引水条件的形成与保持常得不到保证。

2.2.3 河区间水级分割明显,上下游间水头差极小

萧山枢纽至慈溪段工程沿线水网密布,涉及蜀山、萧绍、虞北、姚西北、慈西等多个平原河区,河区间均有节制闸控制,形成多个水级,各河区引水水位基本控制在1.90 ~4.00 m范围,沿程水头差极小。除头部取水枢纽与末端受水区设置有抽排泵站外,引水沿线均未设置提水加压泵站,引水调度多数在自流式、低水力坡降环境下进行。

2.2.4 管理主体多元化,管理权与调度权不完全统一

浙东引水工程采用“统一调度、属地管理”的模式,由浙江省浙东引水管理机构负责与浙东引水有关的水利工程水资源统一调度(不含防汛调度),由沿线各级水行政主管部门和各工程管理机构负责其具有管理权限的水利工程的运用调度[2]。管理主体的多元化与调度主体的不完全统一,增加了科学高效引水的难度和风险。此外,整个引水体系涉及闸、泵、堰等多种类型,仅列入运行调度方案进行调度的水利工程就有50余座,部分枢纽工程的工程任务繁多,调度层级复杂,而原有参与引水调度的中小水利工程面广量大、管理体制复杂,引水调度管理难度极大。

3 优化工程运行调度的设想

3.1 优化调度权限统分方案

萧山枢纽至慈溪段工程建成后,先后经历了试通水、应急引水,于2014年6月正式进入常态化运行。从工程运行以来的情况看,制约工程运行调度最核心的问题依然是调度权限,需要重点开展以下2方面工作。

3.1.1 开展调度模式的转换与确认研究

浙东引水工程采用“统一调度、属地管理”的模式,同时遵循“服从防洪排涝”的原则。当引水与区域防洪排涝发生矛盾时,引水调度服从区域防洪排涝调度。要在操作层面切实做好工程的运行调度,应优化现有调度权限统分方案,由指定机构或其授权机构明确各枢纽工程的当前调度模式并与各利益相关方实时共享,当调度模式发生改变时,应即时告知各方。

3.1.2 做好防汛调度预泄预排工作与引水调度的有机衔接

短历时局地强对流天气向准确预报、工程的精细化调度提出了挑战。例如,2015年汛期绍兴平原一场降雨的预报过程降雨量为70 ~ 100 mm,最终实际降雨仅为24 mm。预报失准导致的过度预泄预排使区域平原河网正常蓄水位大幅度下降,供水、灌溉、航运、水景观等均不同程度受到影响。要在操作层面切实做好工程运行调度工作,应细化现有预泄预排相关规定,在制定预泄目标水位、回蓄水位及回蓄时间等关键指标时要充分考虑引水工作实际,并在流域性、区域性骨干工程控运计划的审查、批复过程中,统筹做好防汛调度与兴利调度的有机衔接。

3.2 建立工程运行管理联席会议制度

随着工程运行时间的增长,逐步建立引水调度各项机制,为工程的规范管理和安全运行打下基础。要在操作层面切实做好运行调度工作,应建立健全工程运行管理联席会议制度,重点对影响正常引水秩序的涉水事项在备案与审查、工程维修检修计划管理、水量调度计划管理、引水河道保洁与轮疏机制、调度令执行情况的监督检查与考核奖惩等方面做出规定,并力求在解决供需矛盾方面有所突破,如水源区与受水区的水资源丰枯频率遭遇、局部地区部分时段的引水需求与上下游相邻地区冲突等。

3.3 开展水量水质联合调度研究

目前,工程的水量水质监测系统建设已完成,并投入试运行,引水沿线主要控制闸站,主要交界断面的水量、水质、闸门开度、视频监控,平原河网区主要站点的水位、雨量等信息实现了实时监测。应充分利用各类监测信息,逐步开展水量水质联合调度研究,为实现工程信息化管理和科学高效调度打好基础,最大限度发挥工程效益[3]。同时,也可以为沿线各级政府加强水资源保护与水环境治理提供有益参考。

3.4 探索工程运行调度管理长效机制

为实现科学调度、高效运行,须切实处理好权限统分、供需矛盾、量质兼顾等关键问题,还应深化管理机构设置、引水工程运行经费测算与分摊、引水水价制定、水资源保护、引水管理法制化等基础研究,为工程的长效发挥提供机构、人员、经费及制度保障[4]。此外,随着杭州市第二水源千岛湖配水工程的开工建设与投入运行,杭州市自来水厂的压咸取水需求将大幅减小,需逐步开展相关专题研究,适时调整有关工程引水调度的前置条件限制,拓展引水调度的灵活性,同时为钱塘江河口水资源的优化配置提供有益参考。

4 结 语

本文通过分析浙东引水工程萧山枢纽至慈溪段运行调度的内外部环境特点,并提出了工程运行调度中需解决的主要问题,提出了优化调度权限统分方案、建立工程运行管理联席会议制度、开展水量水质联合调度研究、探索工程运行调度管理长效机制等对策建议,为优化工程运行调度管理提供参考。

[1] 浙江省水利厅.钱塘江河口水资源配置工程调度办法(试行)[R].杭州:浙江省水利厅,2006.

[2] 周芬,盛海峰,马海波,等.浙东引水工程运行调度方案[R].杭州:浙江省水利水电勘测设计院,2014.

[3] 吴浩云.大型平原河网地区水量水质耦合模拟及联合调度研究[D].南京:河海大学,2006:106 - 110.

[4] 吴志平.构建引江济太管理体制与机制的探讨[J].中国水利,2008(1):12 - 14.

(责任编辑 郎忘忧)

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,工程师,硕士,主要从事跨流域引调水工程运行调度管理研究工作。

E-mail:zhs@zjwater.gov.cn

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