珠江三角洲水资源配置工程运行管理的实践与探索

2023-11-11肖素芬

广西水利水电 2023年5期

肖素芬，文艳

（1.广东省水利水电技术中心，广州 510635；2.广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广州 510635）

1 背景

广东省人均本地水资源占有量低于全国水平，同时省内水资源时空分布不均，特别是人口高度集聚的珠江三角洲地区，水资源与生产布局不协调，珠三角核心区人口占全省约56%，GDP总量约占全省83%，而水资源量仅占全省的34%。加上河道水体受污染、冬春枯水期又受咸潮影响，清洁水源严重不足，水资源约束与经济社会发展矛盾日趋突出。

广东省珠江三角洲水资源配置工程是从西江水系向珠江三角洲东部地区引水，工程将于2024年建成通水，届时将有效解决广州、深圳、东莞生活生产缺水问题，提高供水保证程度，为香港、番禺、顺德等地区提供应急备用供水条件。实施该工程可有效改变深圳市、东莞市及广州市南沙区的单一水源供水格局，在解决各城市经济发展缺水的同时，可提高城市的供水安全性和应急备用保障能力，还可适当改善东江下游河道枯水期生态环境流量，对维护上述区域的城市供水安全和经济社会可持续发展具有重要作用。

工程设计调水流量为80 m3/s，工程输水线路总长113.1 km，计划总投资约354亿元，是迄今为止广东省历史上投资额最大、输水线路最长、受水区域最广的水资源调配工程。

2 广东调水历史

2.1 建国初期广东引调水工程

建国前，广东许多城市无供水工程设施，城镇居民用水主要靠打井或汲自江河。建国后，建成了大批蓄水、引水、提水工程，为解决城镇居民及企业生产用水创造了条件。由于地表水源污染，地下水含氟超标等原因，大部分城镇转向利用水利工程水源兴建自来水工程，相继兴建了对茂名、香港、澳门、深圳、珠海、潮州等城乡供水工程。如1964年经周恩来总理批准兴建东深供水工程，从1965年3月起，每年向香港供水6820 万m3[1]，开始了由广东大量供水香港的历史。1960年珠海通过兴建了银坑、竹仙洞两座水库，开始向澳门供水，改善澳门同胞的生活用水。东莞运河是20世纪60年代开挖的一条人工河，全长103 km，解决了沿岸农业灌溉用水。

2.2 近年广东省三大调水工程

广东人均本地水资源量不足1700 m3，低于全国人均水平。珠三角、粤东、粤西水资源分布不均匀，沿海地区产业、人口密集，资源性缺水和水质性缺水并存。近年来，广东省启动了三大引调水“超级工程”，即粤东地区的韩江、榕江、练江水系连通工程、珠江三角洲水资源配置工程、粤西的环北部湾广东水资源配置工程，将重塑广东水资源配置新版图，惠及9000 多万人，占广东总人口近八成。在建的韩江、榕江、练江水系连通工程，受惠人口逾2000万人。珠江三角洲水资源配置工程是全国172项节水供水重大水利工程之一，受惠人口逾5500 万人。环北部湾（粤西）水资源配置工程是已列入全国150项重大水利工程建设清单，将改变粤西水资源总量不足的短板，覆盖人口1800多万。

3 国内外经验借鉴

3.1 国外调水工程建设管理情况

3.1.1 美国加州北水南调工程

加州北水南调工程（State Water Project，简称SWP）是一项由水库、渠道、电厂和泵站组成的蓄水和调水工程系统，是目前世界上仍在运行的输水距离最长的调水工程，长约960 km。工程的年调水量已达近50亿m3。

在工程建设方面，加州调水工程建设以企业为主，并由政府和用户行使监督权。美国国会在1992年通过了《垦务法》，并在内政部设立垦务局，主要负责西部地区17个州的水资源开发治理任务[2]。

3.1.2 澳大利亚“雪山”工程

澳大利亚雪山工程是为解决澳大利亚内陆干旱缺水问题而修建的第一个调水工程，建于1949～1975年期间。以发电、灌溉为主并解决澳大利亚南部城市供水和工业用水的跨流域引水工程。工程规划年调水量为23.6亿m3。

在运营管理方面，雪山水利有限公司负责雪山工程运营管理，该公司由联邦及相关各州政府控股，实行股份制运作、企业化管理，实现了所有权与经营权分离。雪山水电工程管理局负责工程的商务和经营管理。雪山工程为无人值班的遥控电站，工程安装数据采集及控制系统，提高了电站和发电用水效率[3]。

3.2 国内调水工程建设管理情况

3.2.1 东深供水工程

东深供水工程1965 年3 月建成并正式向香港供水，工程设计过水流量为100 m3/s，年供水能力24.23亿m3。

在管理体制方面，东深供水工程由广东粤港供水有限公司负责管理，实行企业化运作。公司负责对东深供水工程经营、维护。广东省水利厅负责水行政业务指导，负责与港方就供水水量、水质、水价等进行谈判与协商，负责对工程设施的改造以及工程安全进行监督管理。

在经营管理方面，东深供水新建和修改完善了规章制度100多个，提高了管理水平，优化供水调度，降低了能耗。公司制定的《广东粤港供水有限公司泵站设备操作精细化指引》等工作指引获得水利部2019年水利安全生产标准化成果展评活动一等奖。

3.2.2 大藤峡水利枢纽工程建设管理情况

大藤峡水利枢纽工程2014年11月开始全面建设，工程施工总工期为9 年。控制流域面积19.8 万km2，约占西江下游及三角洲防洪控制断面梧州水文站以上流域面积的60%。大藤峡水利枢纽工程还是国务院确立的172项节水供水重大水利工程的标志性工程。

工程采用项目法人组建方案，由水利部、广西壮族自治区政府及广东省政府按照“政府主导、财政补贴、市场运作、流域与区域共赢”的原则，共同投资组建了大型国有企业——广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司，作为大藤峡水利枢纽工程的建设单位，公司由5家股东构成。由水利部和广西、广东按照现代企业制度组建的项目法人，由受益各方派出的代表，可以直接有效协调各方利益，形成合力，共同推进工程建设。

4 水管理的现实困境及发展形势

4.1 信息化水平与智慧化管理不协调

目前水利信息基础设施建设薄弱，集约化程度较低。水情、雨情、工情、风情、涝情、视频监控、旱情、墒情等方面的信息采集还不能完全支撑精细化管理的要求。水利业务各专业数据整合、共享、应用对业务管理、服务、决策的支撑保障不足。

4.2 行业运行管护能力与新时代现代化建设的要求不协调

长期以来，水利工作重工程建设、轻运行管理问题仍然突出。一是工程运行管护机制不健全。二是监测技术滞后。三是水利改革创新还不够深入。

4.3 长距离跨流域引调水工程的产生，对运行管护提出更高要求

5 珠三角水资源配置工程管理架构体系

5.1 工程管理机构

结合工程公益性为主的特点，从有利于项目建设运营的角度出发，本工程投资主体采取政府指定模式，由广东粤海控股集团有限公司代表政府出资和持股，组建项目公司，工程沿线各市政府分别指定代表机构（企业）参股项目公司。项目公司负责项目建设运营、工程运行和维护，负责偿还项目贷款。

管理机构的设置按照“科学、精简、高效”的原则，满足生产管理的需要，运行期管理机构设3个管理区：项目公司总部、鲤鱼洲泵站管理区和罗田泵站管理区。

高新沙总部内设总部本部、鲤鱼洲泵站分部、高新沙水库分部、高新沙泵站分部、罗田水库分部共计5 个部门。各自的管理职责为：总部总体协调工程运行调度管理。鲤鱼洲泵站分部负责鲤鱼洲泵站、鲤鱼洲至高新沙水库干线及沿线所有建筑物的管理。高新沙水库分部负责管理高新沙水库及其附属建筑物的管理。高新沙泵站分部负责高新沙泵站、高新沙泵站至罗田水库干线、南沙分干线及沿线建筑物的管理。罗田泵站分部负责管理罗田泵站、深圳分干线、东莞分干线及沿线建筑物的管理。

5.2 工程运行管理特征

水资源合理配置要以可持续发展为总原则，对有限的、不同形式的水资源，通过工程措施和非工程措施在各用水户之间进行科学分配，以体现流域水资源支撑人类社会经济发展和保障自然生态环境安全的重要作用。工程管理调度原则考虑东、西江联合调度：

（1）按西江引水调度原则取水，并严格遵循东江流域分水方案。

（2）先利用当地水，再利用区外水，当地水与区外水统一配置。

（3）对于蓄水工程，先利用各分区内的小型水库，不足水量再利用大中型水库调节。有条件时，利用外调水向当地水库充蓄。

（4）当地水供水次序：生活、工业、生态环境（河道外）、农业。先保障保证率高的用户，后满足保证率低的用户需求。

1.4 观察指标所有病人均于手术前测量皮质厚度及身高、体重，计算BMI。检测术前第1 d及术后第1 d、术后第4 d、术后第7 d病人白蛋白、前白蛋白、血红蛋白等营养指标。

本工程取水泵站的运行调度必须利用计算机自动监控系统，根据上游来水流量、取水断面水质情况和交水点调蓄水库库容及用水量确定泵站的启停。在工程初期运行用水量较低，在保证供水安全的前提下可考虑利用峰谷电价差节省抽水电费，尽量在电价较低时段多抽水。

6 全生命周期智慧管理

6.1 全生命周期智慧管理体系平台

针对珠三角水资源配置工程，智慧水利工程的建设需求服务于整个工程，包括施工期及运行期全过程运行监测。工程的输水线路主要以盾构掘进方式，整个工程将分为多个标段进行分段施工。在工程信息化建设方面，需要对各个标段进行全面的信息化管理。

智慧工程建设，采用了项目管理系统为工程建设提供全生命周期的管理；采用云平台、大数据技术对工程所需要的应用系统及数据提供云端化部署环境；采用大数据分析及AI人工智能技术为工程提供先进的供水优化调度方案，为供水决策提供支撑；采用GIS、BIM系统为工程提供全新的信息展现效果。

6.2 建立自动化安全监测系统

根据工程的总体布置以及各主要建筑物的结构设计特点，工程安全监测仪器布置呈局部集中、整体分散的特点。监测仪器在泵站和水库分布相对集中，在输水隧洞则按断面集中分散于隧道沿线，工程建立自动化监测系统。

6.3 工程智慧管理网络结构

工程安全监测自动化系统主要由数据自动采集系统、通信系统和安全监测信息管理系统等三部分组成。系统采用分布式、多级连接的网络结构型式。安全监测自动化系统按三级设置，即监测站、监测管理站和监测中心站。分布式自动化数据采集装置设在各测点集中部位，以网络通信或光纤通信方式与监测管理站监控主机进行网络连接，实现“无人值班、少人值守”的管理模式。流域监控中心在必要时通过远程以客户端、Web等方式实现对本工程安全监测中心的有关管理工作。

6.4 以科技引领的工程通讯

（1）建立云平台建立调度通信系统。工程设置私有云平台，以存储本工程各类数据，形成数据中心，私有云平台经专线连接至广东省水利云，上送数据至广东省水利云。省级监测中心通过专线连接至广东省水利云，并从广东省水利云下载所需数据。由于本工程为跨地域工程，各泵站预留接口接入泵站所在地水利主管部门。

（2）采用以太网建立综合传输网络。工程各泵站及调度中心主要部署有计算机监控系统、视频监控系统、建筑物安全监测系统、水情自动测报系统、水质监测系统、办公网络系统等。各自系统采用以太网各自进行组网。

图1 监测自动化系统网络图

（3）以信息管理为中心的全线主干光缆敷设方案。工程需建立工程管理信息中心至各泵站的管理信息分中心的专用通信通道，实现工程输水系统自动控制与智能控制等功能。专用通信通道选用光缆作为传输介质。

7 结论与展望

7.1 水利发展进入全生命周期智慧管理阶段

水利与城市的发展有着密切的联系，广东的水利建设大致可分为以下四个阶段：第一阶段为建国前的被动防御阶段，第二阶段为新中国成立后的流域治理阶段，党的十八大以来，开展生态文明建设的第三阶段，及未来以科技为引领的全生命周期智慧管理阶段。未来水利管理和工程运行的将以水利信息化带动水利现代化。

7.2 建立完善水利管理体系

逐步建立起协调、权威、高效的流域与区域管理相结合的水利综合管理体系。一是实行最严格的水资源管理制度，强化“三条红线”控制；二是建立健全水利投入稳定增长的长效机制，加大公共财政对水利的投入力度；三是建立科学治水依法管水的体制机制，完善流域与区域相结合的统一管理体制；四是完善法律法规，建立高效的跨部门协调配合执法机制；五是提升管理能力，加强人才队伍建设和提高科技水平。

7.3 建立跨流域调水管理制度

对于重大跨流域调水工程，每个工程都应根据各自特点，建立各自的调水管理制度，以协调流域及相关行政区域的管理问题。

在运行管理过程中，根据日常机制运行实施谁投资、谁受益的机制，对工程管理过程中的权利及责任进行明确，构成利益共享、产权明晰及风险共担机制，使企业、资本运行效率及调水工程管理效率得到提高。在工程运行过程中，相关省市出资人代表要根据各方出资的比例创建公司，进行输水工程运行管理。用户参与能够使供水交易及管理的成本得到降低，使管理水平得到提高。