内容提要:1999和2000我国北方地区遭受到了百年不遇的干旱,引滦枢纽工程通过科学调度最大限度的增加供水,大大缓解了天津、唐山两市的严重旱情,本文对枯水年组的水库调度进行综合分析和总结,对以供水为主的水利工程的兴利调度起到一定的参考作用。
关键词:枯水年组 供水 调度 探讨
一、基本情况:
引滦工程为七十年代中期国家投巨资开始兴建的大型跨流域引水工程,引滦枢纽为引滦工程的龙头,包括潘家口水库、大黑汀水库及引滦分水闸。潘家口水库多年平均径流量24.5×108m3,总库容26.3×108m3,其中兴利库容22.5×108m3,死水位180.00m,最高蓄水位224.7m,引滦枢纽在75%的保证率下,向天津市10×108m3。潘家口水库1980年首台机组并网发电,大黑汀水库1983年开始向天津市供水,截止到2000年底已累计向天津市供水101.0×108m3,为天津市的发展做出了巨大贡献。
二、1999及2000年供水概述:
1999年和2000年滦河流域遭受到了滦河自1929年有水文记录以来最严重的旱灾,滦河潘家口水库以上流域多年平均径流量为24.5×108m3,而1999年潘家口水库来水为7.3×108m3,2000年来水量为3.3×108m3,经过频率计算1999年滦河流域的旱情相当于百年一遇。来水量的大幅度减少造成下游用水量的大幅度上升,造成引滦枢纽供水紧张的严重局面。引滦枢纽通过合理安排、科学调度,充分挖掘调度潜力1999和2000年在来水11×108m3的情况下向天津供水12.5×108m3,确保了天津市的用水,发挥了巨大的经济效益和社会效益。滦河自潘家口水库1980年建成运用后,一直处于丰水年运行,这是首次遭遇枯水年组,在调度工作中有许多经验值得借鉴。在水资源综合开发利用方面有许多需研究、探讨的问题。
三、滦河流域来水量特点及分析
滦河潘家口水库以上地势为山地和高原,气候由南到北依次为湿润、半湿润的大陆性气候类型。径流量主要靠汛期降水,来水量表现为年内和年际的不平均。汛期来水量占年来水量的70%,年来水量最大达73.8×108m3,最小则为3.3×108m3,相差22倍,这在北方河流中属少见。由于滦河径流年际变化大和潘家口水库库容相对较小达不到完全多年调节,对潘家口水库的兴利调度带来一定困难。在目前北方地区缺水状况日趋严重的今天,如何利用滦河径流丰枯变化规律,合理调蓄水量,给我们提出了严峻的挑战。
四、1999、2000年引滦枢纽调度状况
1999年汛期滦河流域遭到了1929年以来最严重的干旱天气,汛期降雨量仅为206mm,最大入库81m3/s秒立米,最小入库4.3 m3/s,7至 9月来水量仅为1.48×108m3,创历史之最。
由于汛期无雨,造成汛期两省、市用水量大幅度上升,在主汛期后汛期预报、调度人员及时对天气和来水进行预测,得出本年度将出现旱情的结论。并向上级有关领导和天津市用水部门进行了通报,并根据现有库存水量和预报来水编制了1999 至 2000年引滦枢纽可分配水量的报告。预计本水利年度天津市可分配水量8.0×108m3。
由于潘、大两水库1998年两库基本蓄满,1999年虽然遭受了严重的干旱,但潘、大两库实现供水15.9×108m3,天津、唐山两市的引水需求全部得到保证,工、农业生产和人民生活没有受到任何影响,但由于来水少,供水多,造成潘家口水库水位急剧下降,到1999年底,库水位达到198.97m,蓄量8.9×108m3,较正常年份少蓄水12.0×108m3,为2000年的供水带来了较大的影响。
2000年初,由于天津市主要引水为工业及城市生活用水,到4月份水利年度计划指标的8.0×108m3的水量已基本引足,但由于春季干旱,于桥水库入库较少,引滦水量将不能满足7月份之前天津市的需求,经过调度协商增加天津市供水0.3×108m3。进入6月份,华北地区旱情日趋严重,潘家口水库5月份来水量仅为0.12×108m3,6月份来水量仅为0.075×108m3,创历史最低记录。天津市、唐山市的供水形势严峻,根据严重的旱情,引滦枢纽适当调整了调度运用方案,适当压缩农业供水,增加部分城市工业用水。
同时,水利部也明文下达本水利年度不动用潘家口水库死库容的指示,为此,天津市在6月份已开始研究解决天津市用水的问题。根据旱情的发展情况,天津市已着手进行引黄入津的初期准备工作。
进入7月份以后,滦河流域再度出现罕见的干旱天气,汛期6 至 9月份来水量仅为1.19×108m3,再破历史记录,造成天津、唐山两省市更加严重的缺水局面。8月下旬,天津市于桥水库水位降至警戒水位,天津市生活用水告急。国务院及天津市的有关领导亲临潘家口水库视察水情,研究落实向津、唐两市调水的紧急方案,经过多方努力和周密安排, 8月27日开始动用死库容向天津市供水2.0×108m3米。
1999年和2000年虽然滦河流域出现了百年不遇的旱情,但由于潘、大两水库的科学调度,基本保证了天津市、唐山市的工业用水,1999年天津、唐山两省市没有受到任何损失,2000年由于水量的严重不足,滦河下游部分稻田受到不同程度的影响,部分减产。天津市由于引用黄河水4.0×108m3,用水紧张的局面得到了缓解。
五、枯水年引滦入津调度问题探讨
1、加强汛期监测,争取提前蓄水,确保水库蓄满
潘家口水库投入运行以来建立了大量的防洪非工程措施,包括水、雨情自动遥测系统,灾害天气监视系统,决策支持系统,汛期旱涝分析等,通过它们能及时掌握汛期汛情变化规律,通过综合分析,在充分掌握汛情的情况下适时蓄水,潘家口水库从1995年开始,上述技术基本运用成熟,蓄水时间普遍提前,将原渡汛方案的8月15日以后蓄水,提前至8月1日至8月15日,确保年年蓄满,且供水保证率都大于设计保证率,为发生枯水年创造了水量保证。
2、加强滦河水资源的统一管理,避免水资源浪费
潘家口水库上游主要为河北省承德地区,2000年春季滦河来水量明显减少,引滦局对上游水源进行了调查,发现滦河上游地区现开垦有大约13.3万hm3的稻田,用水量基本没有节制,有些地区共采用按面积预收水费的办法,造成用水的大量浪费,根据测算有的稻田每亩引水量高达1300万m3,而唐山市滦河下游稻田每亩用水量只为400万m3 至 500万m3,相差较大。2000年由于天气干旱和上游取水量增加,造成潘家口水库来水量急剧减少接近断流。当前我们应该吸取黄河断流的教训,加强滦河流域水资源的统一开发和管理。提高城市工业和生活用水的保证率。
3、合理开发滦河下游稻田面积,增加节水措施
自1980年引滦枢纽开始向滦河下游供水以来,由于基本上没有出现连续的干旱年份,供水较为稳定,滦下稻田面积发展较快,目前以达到8万hm3,年平均用水量6×108m3左右。一般年份引滦水量尚能满足,一旦出现枯水年组,水量将无法保障。2000年滦河下游实现供水量仅为4.1×108m3(桃林口0.39×108m3),造成水量不足,影响产量。因此,需要合理调整滦河下游稻田面积,增强节水措施,以获得较好的收益。
4、研究新的调度方法,增加潘库可供水量
2000年根据水资源严重短缺的局面,引滦枢纽着手研究水库上浮汛限水位的风险调度方案,经过近一年的工作完成了方案的制定和上报工作,并经水利部批准开始实施,潘库汛限水位从216.00m浮动到218.00m。年增加供水量0.40×108m3。引滦枢纽具有较大的防洪库容,较高的设计标准和较大的泄洪能力,并具有较现代化的防洪非工程性措施,提高浮动汛限水位的余地还存在,有待我们继续开发研究。
5、加强滦河旱、涝规律的研究
滦河来水量年际变化大,潘库建成后,来水量没有经过还原计算,由于水文系列较短,对连续枯水年的水文概率分析未进行,缺乏研究。2000年引滦枢纽建立了滦河流域枯水期径流预报系统,可通过气象法、水文气象法、水文法、经验相关法对本年度和下一年度的来水进行预测。具有一定的精度。
6、实行成本水价,增强节水意识
根据测算,引滦工业及生活成本水价应为 0.195 元,目前只按0.12元收取。农业成本水价应为0.058元,目前只按0.03元收取。应按国家水利产业政策尽快实施按成本水价收费,抬高供水价格,这样即有利于节水,又有利于水利工程管理单位生产、运行的良性循环。
7、下大力气挖掘调度潜力,增加供水
潘家口水库最低供水水位160.00m,但由于库区移民网箱养鱼、交通、生活等众多问题可能会影响水位180.00m以下的正常运行,有关部门以应引起足够重视,加强库区管理工作,确保水库按设计要求运行。
五、结束语
引滦枢纽经过连续两年枯水年的调度运用,发挥了巨大的经济效益和社会效益。也取得了枯水年组调度运用的经验,但跨流域综合利用水利工程群的兴利调度是一项复杂而严密的系统工程,有待于我们进行更深入的开发和研究,以确保其发挥更好的效益。
作者简介:丛黎明 高级工程师 主要从事水资源管理及防汛工作。 工作单位 水利部海委引滦局
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