关于太湖流域大型闸泵工程联合运行机制的探索与实践

马士磊 胡书庭 梁加洲

(太湖流域管理局苏州管理局，江苏 苏州 215004)

推动长三角一体化发展是重大国家战略。保障好流域水安全，事关长三角一体化发展战略全局。在太湖流域内长三角生态绿色发展示范区率先探索并实践大型水闸、泵站工程联合运行机制，构建互联互通的水利基础设施网络，推进互连通、强联动的水安全保障举措，是支撑保障长三角一体化高质量发展的重要途径之一。

1 工程概况

太浦河是长三角生态绿色发展示范区内的一条骨干河道，因沟通太湖和黄浦江而得名，西起江苏省苏州市吴江区七都镇时家港村太湖东岸，东至上海市青浦区金泽镇池家港村至西泖河入注黄浦江，全长57.62km，流经江浙沪两省一市。在太浦河西端距太湖约2km处，同一河道并列布置了两座大型水利工程——太浦闸和太浦河泵站，见图1。两座流域综合治理重点工程隶属于不同的管理单位，但在调度方面，《太湖流域管理条例》第十七条明确规定：太浦闸和太浦河泵站由太湖流域管理局下达调度指令。

图1 两座工程地理位置

1.1 太浦闸工程

太浦闸工程位于苏州市吴江区境内的太浦河进口，是太湖骨干泄洪河道及环太湖大堤重要口门控制建筑物，工程建成于1959年10月。2012年9月—2014年9月对太浦闸进行除险加固，在原址进行了拆除重建。新太浦闸共10孔，每孔净宽12m，总净宽120m，采用平面直升钢闸门配卷扬式启闭机，南侧边孔设置为套闸。除险加固期间闸底板堰顶高程为0m，设计流量为784m3/s，校核流量为931m3/s。工程任务为防洪、泄洪和向下游地区供水，兼顾通航。

1.2 太浦河泵站工程

太浦河泵站工程与太浦闸工程并列布置，是太湖流域综合治理重点工程。工程建成于2003年7月，是太湖流域综合治理工程中规模最大的单体项目。工程由抽水泵站、拦污栅闸、公路桥、上下游进水河道、变电站等组成。泵站装有单泵流量50m3/s、叶轮直径4.1m、斜15°轴流泵6台，配套1600kW电机6台，设计总流量为300m3/s，为大(1)型泵站。工程任务为：ⓐ在太浦闸无法自泄关闭时，利用泵站抽取太湖水，满足下游黄浦江干流的供水量，改善黄浦江二期引水工程取水口段水质；ⓑ确保太浦河下游水源地供水安全，特别是金泽水库于2016年正式投入使用以后，太浦河泵站的战略地位和重要作用进一步凸显。另外，太浦河泵站还可与太浦闸“联手”，发挥调水、改善水质、防洪、排涝等综合功能。

2 管理体制

太浦闸工程于1995年3月正式由江苏吴江水利局移交太湖流域管理局管理。作为太湖流域管理局的直属单位，苏州管理局派出机构——太浦河枢纽管理所作为太浦闸工程现场管理单位，负责太浦闸工程的运行管理工作。

太浦河泵站隶属于上海市水务局上海市堤防泵闸建设运行中心。工程实行管养分离，采取市场化运作方式，通过公开招标确定工程运行养护单位。管理工作主要包括工程运行管理及维修养护，具体内容有定期试泵、运行、检查、养护、维修、试验、观测、大修、检测、安全生产、绿化养护等。

3 原有运行机制

3.1 太浦闸工程

太湖流域管理局调度指令下达至苏州管理局，苏州管理局再将调度指令下达至太浦河枢纽管理所，然后再逐级报告调度指令执行情况，执行流程见图2。

图2 太浦闸工程运行机制流程

3.2 太浦河泵站工程

太湖流域管理局调度指令下达至上海市水务局，上海市水务局将调度指令下达至上海市堤防泵闸建设运行中心，上海市堤防泵闸建设运行中心再将调度指令下达至现场运行养护单位，然后再逐级报告调度指令执行情况，执行流程见图3。

图3 太浦河泵站工程运行机制流程

4 联合运行机制

虽然《太湖流域管理条例》第十七条明确规定：太浦闸和太浦河泵站由太湖流域管理局下达调度指令，但两座流域综合治理重点工程却隶属于不同的管理单位。如何创新机制体制，使两座骨干工程能够高效联动运行，从管理角度对大型闸泵工程联合运行机制进行探索和实践十分必要[1-2]。

2020年，太湖流域管理局苏州管理局参与太浦河泵站运行养护公开投标，成为太浦河泵站工程运行养护单位。随即，太湖流域管理局苏州管理局成立太浦河泵站工程管理项目部，并于2020年5月正式入驻接管工程运行养护工作。作为太湖流域管理局苏州管理局的两个派出机构，太浦河泵站工程管理项目部和太浦河枢纽管理所采用两个机构、一套人员方式对闸、泵工程进行联合运行、联合管理。联合运行后太浦河泵站工程机制执行流程见图4。

图4 联合运行机制下太浦河泵站工程运行机制流程

5 联合运行机制效果

5.1 闸泵工程运行得以快速响应

原有机制下，两座工程、两套不同机构的不同人员，在闸、泵切换运行时往往需要分别下达调度指令，执行一整套流程，其中环节众多、过程繁琐、效率低下。尤其是作为感潮河段的太浦河，受风向、雨量、潮位等多种不确定因素影响时，情况尤为复杂。

在实施联合运行机制后，两座工程、一套人员，在泵站运行调度指令执行期间，当水闸上下游水位差满足供水条件时，在不改变调度指令的情况下，经口头请示上级部门获得批准后，可以快速响应，及时关闭泵站、开启水闸；或者当水闸上下游水位差不满足供水条件出现倒流时，经口头请示上级部门获得批准后，可以快速响应，及时关闭水闸、开启泵站，这样大大提高了闸、泵运行切换效率。

5.2 工程运行成本显著降低

原有机制下，在泵站运行调度指令执行期间，当水闸上下游水位差满足供水条件需关闭泵站、开启闸门时，受风向、雨量、潮位等不确定因素的短时影响，防御调度部门往往不作闸、泵切换运行决定，泵站仍继续运行，无形中增加了泵站工程运行成本。

探索联合运行机制后，出现上述情况，经口头请示上级部门获得批准后，即可快速关闭泵站、开启闸门，满足正常供水条件的同时，降低了泵站机组能耗，节省了工程运行成本。2020年5月—2021年6月，在联合运行机制下[3]，太浦河泵站工程在调度指令执行期间节省台时情况见表1。

由表1可知，联合运行机制下，工程运行能耗相对可以节省29.88%(节省台时/总台时)。

表1 联合运行机制下泵站在执行调度指令期间节省台时情况

5.3 调度程序更加简便

原有机制下，当太浦闸受到上下游水位、风向风力、地区雨量、下游水库流量以及潮位等多种不确定因素的短时影响无法供水时，往往为了保证下游供水安全，不得不开启太浦河泵站应急供水，但短期开泵后太浦闸又具备了开闸供水条件，如此情况反复出现，每次开闸或开泵都要重新分别下达调度指令，过程较为繁琐。

探索联合运行机制后，太浦闸无法供水时，上级部门根据下游水质和未来气象条件[4]，会商决策是否下达调度指令开启泵站，若开启泵站，则由太浦河泵站工程管理项目部根据请示的口头答复意见，自行控制闸泵的运行，直至气象条件等多种因素趋于平稳或消失，上级部门下达调度指令关闭泵站。在此过程中，上级部门只需下达开启泵站和关闭泵站两份调度指令，会商决策程序更加简便。

5.4 突发水事件处置能力得以增强

2003年黄浦江重大燃油水污染事件和2013年上海朱泾水污染事件至今仍历历在目，对突发水污染事件应急处置能力的建设也引起了人们的重视。闸泵工程联合运行机制下，快速的闸泵工程运行响应、简便的调度决策流程、全天候的水安全保障能力及高效联动的交流机制，使突发水事件处置能力得以增强。

5.5 避免水泵机组长期低效率运行

原有机制下，受不确定的气象条件影响，短期内当太浦闸上游水位高于下游水位满足供水条件时，同河道并列布置的太浦河泵站继续负扬程运行。轴流泵通用特性曲线见图5。由图5可知，随着扬程逐渐降低，流量逐渐增加，轴功率明显降低，进而导致效率降低。

图5 轴流泵特性曲线

联合运行机制下，当太浦河泵站处于负扬程工况时，及时关闭泵站、开启太浦闸，避免了水泵机组长期在低效率工况下运行。

6 结 语

本文通过对太湖流域内不同管理机制的两座临近且功能类似的大型水利工程进行联合运行机制的探索与实践，验证了在不同管理体制下的两座工程通过委托管理方式建立的一个管理机构的模式具有可行性。在服务于长三角生态绿色发展示范区供水安全和水生态安全的同时，也为处理太浦河下游地区突发的水安全事件提供了时间上的保障，可为国内存在类似情况的水利工程管理单位提供经验参考。下一步，希望能进一步创新流域水利一体化体制机制，形成互联互通、联防联控、共建共管、协作协同的保障 体系[5]，助推流域或区域水利高质量发展。