曹娥江至宁波应急引水方案研究

2016-11-21魏芳芳宁波市境外引水办公室浙江宁波315000

浙江水利科技 2016年6期

魏芳芳，陈洁（宁波市境外引水办公室，浙江宁波 315000）

曹娥江至宁波应急引水方案研究

魏芳芳，陈洁
（宁波市境外引水办公室，浙江宁波 315000）

为了缓解水资源供需矛盾，曹娥江至宁波引水（引曹南线）工程建成之前，利用已建成的曹娥江至慈溪引水工程（引曹北线）在干旱期间对宁波应急引水，是宁波市当前急需解决的重要课题。在对引曹北线工程挖潜方案等前期研究的基础上，通过分析姚江历年水文情况、查清引水线路相关河道及闸站的管理现状、与相关部门座谈等方式，最后提出切实可行的曹娥江至宁波应急引水方案。

引曹南线；应急引水；姚江

1 问题的提出

宁波市是个水资源量相对短缺的城市，多年平均水资源总量75.31亿m3，可供开发利用的地表水资源量仅为25.58亿m3[1]。全市人均水资源占有量偏少且时空分布不均，加之部分河道水质污染等原因，严重制约了经济社会的可持续发展。

引曹南线是浙东引水工程6大子工程之一，90%保证率年份为宁波市城市环境用水和舟山大陆引水供水3.19 亿m³[2]。工程自2003年开始着手实施，但是由于多方面的原因，目前尚处于前期阶段。引曹北线工程自2014年6月进入常态化运行阶段，90%保证率年份分别向余姚、慈溪供水7 000万，2.4亿m³。

2 研究过程

2.1 应急引水需求分析

2.1.1 姚江取水需求

现状情况下，姚江干流取水主要满足3方面用水需求：姚江工业水厂用水、舟山市大陆引水及鄞西、鄞东南与江北镇海3大平原农业灌溉及生态环境用水。

（1）姚江工业水厂。主要供水对象为镇海炼化、北仑台塑和大榭化工项目等大工业用户，其供水能力的保证对于支撑宁波市工业发展具有关键作用，目前该水厂仍由姚江单一水源供给，设计规模为50万t/d，目前现状取水量在25万～ 27万t/d。

（2）舟山大陆引水。舟山地处海岛，山地源短，无过境客水，属于水资源紧缺地区，舟山市委市政府在1995年就提出了“舟山发展水为先，大陆引水是根本”的发展战略。舟山大陆引水工程分3期实施，3期工程的取水水源均仅为姚江河道。目前舟山大陆引水现状取水量在8万～ 10万m³/d。

（3）农业灌溉及生态环境用水。下姚江两岸布设有大量农田，且两岸平原河网密布，为满足鄞西、鄞东南与江北镇海3大平原农业灌溉及生态环境用水，姚江沿线共布设取水泵站21座，取水水源均仅为姚江河道，总规模达87.12 m³/s。农业用水高峰期间（每年7月20日至8月15日），姚江河道平均每日取水量高达100万～ 150万m³，因姚江自身调蓄能力有限，姚江干流水位变化较为明显，下降幅度达10 ～ 15 cm/d。

目前正常年份下姚江因季节性缺水（在限制两岸生态环境用水量条件下），年缺口在8 000万m³左右，其中夏季高温干旱季节缺水4 000万m³。若考虑到生态环境用水需求，姚江取水需求将进一步提升，现状宁波市环境用水量维持在2.5亿m³。

2.1.2 河网水环境需求

作为水生态文明城市的建设试点，随着“五水共治”的不断深入，作为连接江北镇海、鄞东南及鄞西3大平原河网的姚江干流，其水质要求将进一步提高。现状情况下，姚江平原区河网水质较差，为IV类～劣V类，劣于III类标准的主要项目有溶解氧、高锰酸盐指数、BOD5、氨氮及总磷等。

曹娥江至宁波应急引水工程水源地钱塘江河口除总磷指标外，其他水质项目总体情况较好，通过本工程对姚江干流两岸河网的配水，宁波市平原河网水环境将得到显著改善。

2.1.3 通航对姚江水位的要求

目前，300 ～ 500 t级船舶通航对姚江水位的控制要求分为2段，以蜀山大闸为界，蜀山大闸上游段（上姚江）通航控制水位为0.33 ～ 1.33 m；蜀山大闸下游段（下姚江）通航控制水位为0.33 ～ 1.13 m，最佳通航水位为0.63 ～ 1.13 m[3]。

根据对余姚、丈亭及姚江大闸水位站多年水位资料统计分析，上姚江水位自2005年底蜀山大闸建成之后，水位变幅减小，近10 a最低水位为0.70 m（2008年9月份），符合最佳通航要求的多年平均可通航天数为179 d，仅占1 a中的50%。下姚江近10 a每年低于通航最低水位要求的天数维持在30 d左右，极端最低水位为- 1.47 m（2005年7月），下姚江多年平均可通航天数为246 d左右。

姚江水位过低对通航造成不利影响，而应急引水工程的实施将在干旱缺水期间对通航产生一定的正面影响。

2.2 应急引水能力分析

引曹北线取水枢纽三兴闸设计引水流量为60.00 m³/s，但经统计分析，多年平均满引天数仅为29 d。因此，从头部枢纽引水能力上来说，引曹北线是有潜力向宁舟地区引水的。依据前期委托设计单位编制引曹北线挖潜报告，在推荐近期先实施护岸整治工程工况下，引曹北线至宁舟地区最大引水流量12.00 m³/s，引曹北线余姚南支线最大引水流量3.00 m³/s，两者合计最大引水流量15.00 m³/s[4]。

2013年2月，结合浙江省水利厅组织的引曹北线试通水方案，在不影响其调度的前提下，宁波对挖潜线路方案试引水，并委托宁波市水文站对相关闸站的水位、流量、水质进行监测，以检验该线路在未进行任何整治工作情况下目前实际的引水能力。

通过监测得知主要闸站过水能力如下：牟山闸最大日均流量可达到10.10 m³/s；长坝闸最大过水能力为9.10 m³/s；湖塘江最大引水能力可达到14.00 m³/s。

通过实地调研主要河道及闸站现状规模及管辖情况，见表1。目前，现状河道总体顺直，河面较宽，目前无围堰等障碍物，引水条件较好。

表1 主要河道及闸站现状规模一览表

2.3 实施进展

2013年 7月1日出梅后，甬舟两地出现持续高温干旱天气，旱情严峻。宁波市从 26日启动姚江干旱Ⅲ级预警，进入节制供水期。8月9日，甬舟两地人民政府联合向浙江省人民政府发函，请求抓紧开启通明排水闸，实施曹娥江向姚江、舟山抗旱补水。根据浙江省人民政府要求，省防指办组织召开协调会议，会议同意在引曹北线基础上，通过虞北平原现有河道和虞甬运河，开启驿亭闸、长坝闸，与牟山闸联合向余姚输水，再经蜀山大闸向下姚江补水。

3 研究结果

3.1 启动条件

以姚江大闸水文站断面为控制断面，当姚江水位0.73 m以上时，为蓄水正常期，沿江用水正常取水[7]。当姚江水位下降至- 0.07 m以下时，且近期无明显降雨，预测水位将继续下降时，则适时发布II级预警，姚江水源调度进入限制供水期。结合多方意见，建议将引水水位调整至- 0.07 m，即当姚江水位降至此水位时，协商各方启动应急引水；但当姚江水位下降至0.73 m时，则开始做好引水准备。

3.2 引水线路

经多方协商，本应急引水主要线路为引曹北线余姚南支线即：三兴闸—虞北河—闸头堰闸—虞东河南段—牟山闸—牟山江—湖塘江—西横河闸—马渚中河—斗门闸—上姚江—蜀山大闸—下姚江。

辅助线路为引曹北线挖潜线路即：曹娥江水经三兴闸后流经虞北河，再由百崧河、盖南河汇入虞甬运河，经驿亭闸、长坝闸与引曹北线南支线合汇入湖塘江。

3.3 引水水量

当姚江水资源调度进入节制供水期后，根据姚江用水情况及多方协商，初步计划余姚市蜀山大闸每日向宁波姚江（下姚江）应急补水流量原则上为15.00 m³/s，即每日引水总量100万m³。考虑到上姚江干流两岸地区于干旱期间的取水情况，所缺总水量由余姚市防办协调姚江干流两岸的陆埠、双溪口2座水库予以保证。

3.4 组织实施

一般情况下，按如下程序组织实施：浙东引水管理局负责引曹北线工程的运行、协调和监督等；宁波市引水办负责向宁波市防汛防旱指挥部办公室（宁波市防指办））提出引调水意见，并报告浙东引水管理局；宁波市防指办负责与余姚市防汛防旱指挥部办公室（余姚市防指办））的引水协调工作；余姚市防指办负责沿线西横河闸、斗门闸、蜀山大闸闸门的管理调度以及可能的陆埠水库、双溪口水库的水源调度。

当遭遇特殊干旱期或其他因素造成的上面方式落实不力时，则建议采用如下方式：甬舟两地防汛防旱指挥部办公室向浙江省防汛抗旱指挥部办公室提出引水需求，由其统一部署。

3.5 资金保障

由于姚江抗旱应急引水工作涉及到两市三地，线路长，范围广，沿线闸站众多，为了提高沿线各单位部门的工作积极性，保证姚江应急引水工作顺利开展，对本引水工作实行一定的经济补偿措施，具体另行协商。

3.6 管理保障

引水期间密切关注引水沿线的天气状况、定期沿线巡查、定期测量主要闸站流量、做好统计总结工作等。