浙江沿海某区域水库群联网联调水资源配置研究

周 焕，林文扬

（1.浙江省水利水电勘测设计院，310002，杭州；2.浙江同济科技职业学院，311231，杭州）

浙江省沿海地区本地水资源量相对不足，且水资源时空分布不均，降雨主要集中在台汛期，汛期径流占全年径流量的50%左右，现状蓄水工程调蓄能力偏弱，平原河网水系复杂且独流入海，水资源开发利用难度较大。随着经济社会快速发展，浙江沿海地区的特色产业经济发展和人口集聚速度给地区水资源配置提出了更高要求，尤其近几年本文案例地区经济处于“超常规”发展状态，暴露出其在重大水利工程的谋划和空间布局上缺乏更高层面的统筹考虑。水库群联网联调系统主要由水库、连接建筑物（管道、渠道、隧洞等）及泵站等组成。首先连通水库，形成水库群串联网络，再分析水库群网络在区域降水分布不平衡，特别是常遇洪水期间的优化调度方案，要求在保障水库及下游防洪安全的前提下，同时考虑区域各用水户用水优先级的不同，进行方案组合后对水库调度及配水网格进行优化，从而减少弃水并提高用水保证率。为缓解水资源短缺对发展区域水生态文明和社会经济的“瓶颈”，尝试对该区域水库群及规划工程等进行系统联网联调，从而提高区域用水效率和供水保障能力。

一、研究思路及方法

1.研究思路

主要研究思路：①对研究区域进行现状情况调查与分析，总结目前存在的主要问题；②在现有流域规划、区域规划的前提下，对工程联网联调进行最大供水能力及效率测算，为今后区域社会经济发展提供重要水资源承载依据；③提出生态环境用水保障方案，确保水生态、水环境安全。

2.研究方法

本文方案研究以MIKE HYDRO模型作为模拟研究工具，该模型是一种用于流域尺度、受时间空间等要素影响的水资源分配及水资源供需平衡数字模拟工具，可采用PSE（population simplex evolution）算法进行全局优化计算，协助寻求合适方案。本次区域水库群联网联调以供水优化调度为目标，旨在提升供水保障率，从而实现水资源开发公平性和生态稳定性。调度原则在满足工程安全及下游用水安全的前提下，利用银中、长淡等隧洞构建水库群网，保障区域发展重点区域及其他区域的供水安全。

图1 乐清市供水分区及水资源配置概化图

表1 2030年规划水平年乐清市不同方案供水量计算结果 单位：万m3

二、研究案例

乐清市位于浙江省东南部沿海，是资源型缺水地区。现有中小型水库23座（其中在建2座），山塘353处。地区蓄水总库容1.15亿m3，兴利库容0.81亿m3，总控制集水面积202.38km2，其中中型水库4座，总库容9 630万 m3，兴利库容 6 536万 m3，总控制集水面积133.67 km2。

近年来乐清市现状水资源供需主要存在的问题包括：①区域内水资源时空分布不均，供需矛盾突出。乐柳虹区在楠溪江引水工程纳入后，其优质供水量有了明显提高。但2014年乐柳虹平原优质需水1.71亿m3，本地水库在满足农业灌溉用水的条件下，95%保证率多年平均可供优质需水0.68亿m3，故优质供水量存在较大缺口。2030年乐柳虹平原优质需水2.62亿m3，现状供水远远无法满足需求。其他区域尽管水资源量较丰富，但水库蓄水量较少，优质供水保证率偏低。②水资源跨区域共享系统尚未建成，不能满足未来乐清经济社会发展需求。③供水基础设施受水源条件限制，保证率不高。④现状水库生态任务不明确，对下游生态满足程度不够。⑤现状水库调节能力有限，供水对象不均匀，无法作为邻近供水区使用，造成优质水资源浪费。

乐清市水资源优化配置模型由河流水系、现状和规划水源工程、联网工程和不同类型用水户组成。根据地理位置、流域降水分布等划分为清江供水区、乐柳虹供水区和大荆供水区，现状与规划工况考虑14座主要供水工程、8个联通工程。采用1961—2014年逐日长系列进行调节计算，根据实测降水情况每年选取1～3场常遇洪水，计算步长为1 h，分别计算规划水平年（2030年）供需平衡以及规划联网工程各分区缺水情况、最大可供水量以及供水保证率，乐清市供水分区及水资源配置概化图见图1，不同方案供水量计算结果见表1。

对现状工况和规划工况的最大供水能力进行测算。从乐清规划水平年需水情况看，主要需水区域为乐柳虹区即供水南片区，其他区域从规划方案看已满足本地区供水要求，故本次拟定最大供水能力的原则为保持大荆区、清江区和楠溪江永嘉供水区2030年水平年各类需水前提下，拟定如表2、表3所示方案，分别测算95%、75%保证率下乐柳虹等供水区的最大供水量。

由计算结果可知，在95%、75%保证率最大供水情况下，乐清实施钟前水库与淡溪水库扩容工程可以分别增加乐柳虹供水区多年平均供水量 11 736 万 m3、24 598 万 m3，起到提升乐柳虹区域供水保证率的作用，基本满足规划水平年需水要求。

表2 水库联网联调方案最大供水能力（95%保证率） 单位：万m3

表3 水库联网联调方案最大供水能力（75%保证率） 单位：万m3

三、结论与建议

本次规划工程实施后，规划工程及配套水厂管网等设施完成后将增加优质供水量8 919万m3，总供水量增加14 392万m3。研究将 “创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念作为指导思想，根据区域河流水资源条件，合理规划布局水源工程，充分挖潜本地水资源，结合已有水源工程，提出本地区水资源开发利用和配置等相关工程措施，确保区域供水安全。

乐清市作为浙江省沿海水资源利用情势较为典型的地区，以此作为本文研究对象具有一定代表性。故以乐清市水库联网联调优化配置为例，通过需水预测、概化河流水系、水源工程、联网工程和用水户之间层级关系，在河道内外进行水量平衡基础上，各规划联网联调方案组合，合理配置工业、农业、生活等用水量。研究成果可用于指导乐清地区沿海水资源配置工程的规划和建设，同时为浙江省内沿海其他地区水资源联网联调、区域水资源开发利用提供技术借鉴。

水库联网联调是一项复杂的水资源系统工程，工程涉及流域范围广、水源工程多、供水要求高、引水线路多、协调难度较大，特别是在工程水资源优化调度管理、可操作性及调度数字赋能等方面，仍需进一步深入研究和探讨。