郑州市尖岗水库水资源综合利用与调度现状分析与对策

王永高 王 新 雷宏军 可友国 徐建新

郑州市尖岗水库水资源综合利用与调度现状分析与对策

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一、郑州市尖岗水库基本情况

尖岗水库坝址位于郑州市西南的尖岗村西，始建于1959年，1970年开始拦河蓄水。坝址以上流域控制面积113 km2，总库容6070万m3，兴利库容5041万m3，是一座以防洪、城市供水为主要功能的中型水库。水库位于郑州市区上游，下游有陇海铁路、京广铁路、107和310公路及市水厂、电厂等重要的交通设施和人口、工农业聚集区，防洪位置十分重要，因此水库等别提高一等，按大型水库管理。尖岗水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为5000年一遇（+15%），主要建筑物按2级设计。

随着南水北调工程（中线）郑州市配套工程即将竣工，丹江水将进入尖岗水库，尖岗水库除具有防洪和应急供水功能外，还担负着新密市正常供水和生态服务功能，这对尖岗水库的水资源优化调度和高效利用提出了新的挑战。水库的供水任务为依次为刘湾水厂、柿园水厂、生态水系、新密市生活供水。

二、水库引供水量现状

1.总来水量

根据1980～2014年水库逐月来水量资料分析可得水库多年平均来水总量为762.71万m3。年最大来水量为1837万m3，年最小来水量仅29万m3。水库上游来水量少，水源补给主要靠大气降水。另外，作为郑州市调蓄水库，可以引黄河水和南水北调水进行调蓄。

2.引黄水量

南水北调工程（中线）通水后，柿园水厂和白庙水厂的水源全部置换为南水北调水；尖岗水库通过生态水系管道引用黄河水，保留黄河水作为尖岗水库的备用水源。生态水系管道双向流动，通过该管道既能引黄河水又能向生态水系供水，管道采用自动调节式输水（管道阀门由郑州市城区河道管理处所有和管控）。近四年来，经生态水系管网共引入黄河水量5203万m3，年均引黄水资源量1300万m3。其中，2012年引黄水资源量为2087.08万m3，2013年引黄水资源量为1116.91万m3，2014年引黄水资源量为1106.59万m3，2015年引黄水资源量为893万m3。南水北调（中线）工程通水以后，尖岗水库引黄水资源量呈逐年减少的趋势。

3.南水北调补水

南水北调工程（中线）通水后，柿园水厂、白庙水厂、尖岗水库、常庄水库采取联合运用。方案为：首先利用南水北调总干渠22号口门—密垌提水泵站向尖岗水库补水，通过23号口门输水管道向柿园水厂和白庙水厂供水，当引入丹江口水量指标有富余时可向常庄水库补水；当干渠因故停水或供水量不足时，利用尖岗、常庄两水库调蓄水量向郑州市柿园水厂和白庙水厂供水。另外尖岗水库作为南水北调调蓄水库，可自流向刘湾水厂供水，既能满足刘湾水厂日常用水要求，又能保证在总干渠出现年际年内供水不均或事故停水情况下的水厂需水要求。尖岗水库在丰水期还可以在保证郑州市主城区正常用水的情况下，有计划地向新密市供水，南水北调工程多余水量可作为新密市二级蓄水储备，避免新密市在枯水期与郑州市主城区争水。

4.实际供水状况

2012～2015年期间，尖岗水库向生态水系供水共2900万m3，年均供水725万m3。2012年、2013年、2014年、2015年分别为生态水系供水479.16万m3、1148.40万m3、671.62万m3和601.00万 m3；向常庄水库供水 1106.85万m3、417.05万m3、0 m3和0 m3。其中，2014年尖岗水库向刘湾水厂供水405.20万m3,可见尖岗水库逐渐按照规划目标正常运行。

三、存在的问题

1.调度权限问题

由于生态水系管道采用自动调节式输水，管道阀门由郑州市河道管理处操作管理，通过生态水系管网进出尖岗水库的水量，尖岗水库管理处无法管控，而由河道管理处实际管控；新密市引水、南水北调水进入尖岗水库及向刘湾水厂供水，尖岗水库管理处均无权管控。故此，水库调度会有多方指令，而权限分散不利于集中管理，限制了水库综合效益的正常发挥。水库管理处作为水库实际运行管理单位，缺乏真正的管理权限，水库蓄、供水不能按照设计引水、供水工作情况运行，常年处于低效运行状态，同时也影响汛期水量管控计划，存在一定安全隐患。此外，随着南水北调供水实施，水库面对刘湾水厂、柿园水厂、常庄水库应急供水及生态水系用水和新密调水的新任务，调度管理更加复杂，调度规程更加精细，这就要实行监测、运行、管理和维护的一体化。

2.水资源调度中存在的问题

2014年刘湾水厂开始投入运行，同时被列为尖岗水库紧急供水第一保证的供水单元，导致柿园水厂供水保证受到影响，且水库常年低水位运行，水资源缺乏，无法按设计要求正常运行，无法满足设计供水需求。在水库日常水量变化过程中，因调水权限导致出入水量的实时调度难以记录，资料备案不齐全。

3.管理机制中存在的问题

洪水预报是水库防汛调度的重要依据，而洪水预报离不开准确的水文信息支持，尤其是上下游水库区间的洪水及下游河道的洪水信息，都要及时掌握。尖岗水库只有一个库区水文监测站，缺少上下游洪水监测信息，不能完全满足洪水预报要求。此外，水库监测设施、设备老旧，与水库的现代化管理需求不相匹配。

4.综合利用中存在的问题

尖岗水库未来规划下，为刘湾水厂提供应急供水100天，为郑州市柿园水厂提供应急供水100天，为下游生态用水提供50万m3的水量，此外，还要向新密市供水800万m3。水库低水位运行无法满足设计要求，也会引发水库调度灵活性不足的问题。

四、建议和对策

1.明确职权，严格实施责任制

在水库实际运行管理工作中，应明确管理部门管理权限，严格责任管理制度，避免出现多头指令。各下属部门要严格履行本部门管理职责，把水库防汛工作真正落到实处，保证水库能够安全防洪度汛。上级主管部门应给予尖岗水库管理单位必要的权限以便于更加科学合理地开展运行管理工作。

2.加强管理和科研投入

目前水库在管理建设方面相对薄弱，水文监测、预警预报系统还不完善，对大坝进行安全维护和监测技术及设备相对老旧。因此，一方面应加强水库在病害治理及监测维修方面和水文预报设备、预警系统方面的费用投入；另一方面应加强在科研方面的投入，结合实际积极创新研究，为水库管理部门的科学化决策提供技术支持。

3.及时更新、签订实时文件协议

尖岗水库目前可用水量可以满足刘湾水厂紧急供水，无法同时满足柿园水厂及新密供水，应与柿园水厂协商交流确定以刘湾水厂为第一供水保证的前提下签订新的供水方案协议，并及时与南水北调工程签订引水协议，确保水库能够及时供水。

4.明确水库管理的发展方向

针对目前形势，应加强水库安全管理机制建设，严格规范水库运行管理工作，进一步提高管理水平。水库安全运行管理的工作责任重大，只有真正做好了水库管理的预防工作，才能真正做到安全第一。水库管理处应积极借鉴其他水库管理处的优秀管理经验并结合自己管理过程中的经验教训，制定符合自己的一套标准化管理标准。在运行管理的同时要及时备案技术管理资料，各部门负责人要认真准确记录，定期上报，上级主管部门要及时分析整理、归档保存。尖岗水库不仅承担生态供水的任务，未来还要承担南水北调水资源调蓄与应急供水的任务，应急供水在时间上具有不确定性：供水预留过多可能导致无效弃水，预留过少无法满足应急供水需求。因此，进一步编制调度规程，在降低下游洪水风险的同时，优化调度方案，减少弃水、提高水资源利用效率。

5.完善管理机制与加强员工培训

完善水库的管理机制，首先应建立健全的水库管理机构，各个机构配备专业的管理技术人员，避免出现无人管理或缺人管理的现象；其次，积极引进技术管理人才或提高管理人员的管理和技术水平，积极组织管理人员参加相关的教育培训、汲取他人的先进管理经验，若条件允许的情况下水库管理处也可以结合水库的实际运行情况独立组织管理人员进行教育培训，以便达到更好的管理效果。

五、结语

水库安全运行管理最关键的工作就是要及时掌控并将水库相关运行工作情况认真记录，及时发现并消除隐患，以保证水库的安全健康。对水库蓄水充库以及泄洪供水工作要做到科学管理，最大限度发挥水库的效益，确保水库的各水工建筑物工作状态良好，能够安全地防洪度汛，延长水库的使用寿命。面对新形势，尖岗水库管理单位应在确保工程安全运行的基础上，实现水库水资源合理优化调度

（作者单位：1.郑州市尖岗水库管理处 450064 2.华北水利水电大学450045）

（专栏编辑：张 婷）