太湖流域洪水与水量调度方案修订的认识与思考

慧聪水工业网 2024-01-30 10:08 来源:中国水利杂志作者: 吴浩云,等

1、太湖流域概况

太湖流域是长三角一体化发展、长江经济带发展两大国家战略的交汇地,面积3.69万km2,行政区划主要分属江苏、浙江、上海两省一直辖市,是我国经济最发达、人口最集中、财富最密集的地区之一。太湖流域属于湿润的北亚热带气候区,呈现四季分明、降水充沛、热量充裕和台风频繁等气候特点,同时也是我国著名的平原河网区,地形呈碟状,周边高、中间低,西部高、东部低。流域水系以太湖为中心,地势低平,水流缓慢,下游河网水流走向易受感潮影响。饮用水水源地主要分布在长江、钱塘江,太湖、阳澄湖、太浦河及上游山丘区水库等地。其中太湖有9处水源地,主要分布在北部湖湾贡湖、东部湖湾胥湖、东太湖和南太湖,分别为江苏省无锡市、苏州市及浙江省湖州市取用水水源,供水人口约900万人;太浦河干流主要有上海金泽水源地和浙江嘉善-平湖水源地,供水人口约800万人。

2、太湖流域洪水与水量调度实施情况

流域洪水与水量调度方案(2011年)

2009年太湖防总成立后,针对流域水灾害、水资源、水环境等方面面临的问题,进一步加强流域水工程联合调度,结合流域多年防洪、引江济太调水实践,编制《太湖流域洪水与水量调度方案》(以下简称《方案》),于2011年8月经国家防总批复实施。

《方案》以流域一轮治太骨干工程为基础,统筹洪水与水量、流域与区域、水量与水质等关系,在确保流域防洪安全的前提下,调整了前汛期太湖防洪控制水位,明确望虞河引水入太湖水质标准及调度指标,提出流域洪水与水量调度的基本原则,规定了常规与应急等不同情况下调度程序和权限,优化完善了流域水利工程调度方案。

《方案》是我国第一个洪水调度与水量调度相结合的流域性综合调度方案,标志着太湖流域调度开始从单一的防洪调度转向防洪、供水、水环境治理的综合调度,逐步实现从洪水调度向洪水调度与水资源调度相结合、从汛期调度向全年调度、从水量调度向水量水质统一调度、从区域调度向流域与区域相结合调度的“四个转变”。

2023年2月之前,太湖流域调度工作主要按照《方案》执行。2018年国家发展改革委、水利部批复《太湖流域水量分配方案》,明确了流域主要工程的水资源调度意见。

流域调度实践

2000年之前,太湖流域调度工作以防洪保安为主要目标,调度指导思想为“蓄泄兼筹、以泄为主”。21世纪以来,流域经济社会快速发展,供水、水生态、水环境需求不断增加。2002年起,水利部太湖流域管理局组织江苏省水利厅、浙江省水利厅、上海市水务局开展了引江济太调水,通过望虞河引长江清水进入太湖及周边河网,结合雨洪资源利用,通过太浦河等环湖口门向太湖下游等周边地区供水,增加了流域优质水资源量,促进了河湖水体流动,对于保障流域供水、水生态环境安全具有重要的里程碑意义。流域调度工作指导思想转变为“蓄泄兼筹、引排结合”,探索实施多目标统筹调度。

《方案》实施后,特别是党的十八大以来,太湖流域深入贯彻落实“两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾新理念和“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路,更加注重以防为主,强化风险管控,建立健全预报、预警、预演、预案“四预”措施,进一步强化多目标统筹调度,有效指导了流域防洪和引江济太调水工作。通过科学调度,助力战胜了2016年流域性特大洪水,2020年流域性大洪水,2015年、2017年流域北部地区超历史洪水,2013年“菲特”、2019年“利奇马”、2021年“烟花”台风暴雨以及2011年流域干旱、2022年流域伏旱,应对了历次太湖蓝藻水华暴发、异常水体、突发水污染事件,改善了中国国际进口博览会等重大活动期间的水环境,为连续16年实现太湖流域水环境综合治理“两个确保”(确保饮用水安全、确保不发生大面积水质黑臭)作出了贡献。2018年以来,水利部太湖流域管理局加强太浦河闸泵精细调度,坚持以防为主,先后40余次启用太浦河泵站应急供水,各有关地区和部门依托太浦河水资源保护省际协作机制做好联防联控,保障太浦河下游800多万人民群众喝上放心水、干净水。

3、《方案》修订背景

《方案》实施以来,流域工情、水情、社情、下垫面等条件发生较大变化,统筹保障流域防洪、供水、水生态、水环境等“四水”安全摆在了更加突出位置。

流域经济社会高质量发展,迫切需要强化“四个统一”

党的十八大以来,习近平总书记关于治水的重要论述为新时代治水指明了前进方向。当前,长江经济带发展、长三角一体化发展等国家战略正加速实施,流域各地深入贯彻新发展理念,努力构建新发展格局,全力推动高质量发展。太湖是流域洪水集散地,是长三角地区水资源调配中心和水生态、水环境的“晴雨表”,必须增强政治意识、责任意识,以推动长三角一体化高质量发展为导向,以满足人民群众对防洪保安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化的迫切需求为目的,以推动新阶段水利高质量发展六条实施路径为遵循,落实强化流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理,全面把握流域调度工作新形势、新要求,完善调度方案,提升流域调度管理现代化水平。

城镇化进程迅速推进,“四水”安全保障要求越来越高

太湖流域经济、人口、产业高度聚集,土地开发利用强度高,是我国城镇建设用地集约化程度最高的地区之一。《方案》实施以来,太湖流域经济社会快速发展,流域人口增加15%左右,GDP增加近1.1倍。流域重要防洪保护对象范围越来越大,对防洪调度提出更高要求,需要通过流域水利工程体系的统一调度,加大加快洪涝水外排,提供更加可靠的防洪安全保障。同时,流域各地从太湖、太浦河取水的规模呈增加趋势,2016年年底,供水规模670万人的上海市金泽水源地投入运行。由于太湖蓝藻水华暴发、太浦河锑浓度超标、长江口咸潮上溯等影响水源地供水安全的事件时有发生,需要上下游水利工程统一调度,增加流域优质水资源量,促进河网水体流动,满足流域经济社会发展需求,并创造更加健康宜居的水生态环境。

水利工程体系不断完善,工程综合效益需要充分发挥

10多年来,二轮治太骨干工程、望虞河西岸控制工程、太浦闸除险加固工程、新孟河延伸拓浚工程,以及走马塘延伸拓浚工程、新沟河延伸拓浚工程、扩大杭嘉湖南排工程、杭嘉湖地区环湖河道整治工程、太嘉河工程、苕溪清水入湖工程等已实施完成或者基本完成,流域主要控制线水量交换格局发生明显变化。同时,有关区域实施了德胜河、太滆运河、九曲河、澡港河、七浦塘、海洋泾等河道整治工程,以及丹金溧漕河、锡溧漕河、锡澄运河、杨林塘等航道升级整治工程,沿江引排能力及内部河道输水能力明显提升。近年,沿江各地通过引排水措施改善区域水环境的需求愈加强烈,沿江口门引水量大幅度增加。亟须对新建成的流域区域骨干工程联合调度运用方式进行统筹研究,促进流域、区域各层级水工程引排有序。

各方需求增加,调度需要多目标统筹

由于流域与区域对流域水利工程和主要控制线的调度需求不尽一致,近年,随着水雨情变化和地区经济社会快速发展,多目标调度统筹问题愈发复杂。尤其是党的十八大以来,环太湖地区人民群众对太湖水生态环境好转的愿望越来越强烈,很大程度上要通过太湖水位调控来落实,加大了调度统筹难度。比如,上游地区希望汛前降低太湖水位以腾出更多库容迎梅度汛,而下游地区则希望抬高水位以满足周边地区日益增长的用水需求。水利、生态环境、交通等不同部门对不同时期太湖水位的诉求也不同,需要研究提出统筹多目标调度需求、满足流域“四水”安全保障工作需要的调度方案。

4、修订情况

总体考虑

结合流域发展定位和经济社会发展需求,通过调研、专题研究、数据分析、模拟计算等,深刻认识流域工情、水情、社情等演变规律和发展趋势,认真分析各地各行业对太湖调度的多样化诉求、差异化需求,分期梳理调度工作的主要矛盾,优化调整重要节点控制水位,新增或完善流域重要水工程调度原则,使之更加符合当前实际,更好地满足工作需要。

方案框架总体分为五个部分:一是调度基础,包括主要水利工程、设计洪水和水量分配;二是调度目标,包括调度原则、调度目标及太湖调度水位;三是调度措施,包括常规调度、非常措施;四是调度管理,包括调度权限和调度管理;五是附则。

修订的主要内容

丰富了太湖流域水工程调度目标。《方案》调度目标主要是保障防洪与供水安全,兼顾水生态环境改善。修订方案按照新时期水利部“四个统一”要求,结合流域调度工作的新要求、流域水治理形势新变化、不同行业和地区的新需求,调度目标调整为统筹流域“四水”安全,重点保障流域防洪、供水安全,满足流域生态流量(水位)、水资源配置需求,服务流域水生态修复和水环境改善,为流域统一调度和多目标统筹调度提供遵循。重新总结凝练了调度原则,新增了防洪、水量分配、水生态保护、水环境改善调度目标,在守牢防洪安全底线,保障重要河湖水源地供水安全,促进水生态复苏、水环境改善总体目标的基础上,进一步明确了在不同时段、不同地区空间、不同水位区间以及不同类别工程的防洪、水量、水生态、水环境调度控制运用方式。

优化了太湖调度时段和引排水位。在总结太湖流域近30年调度实践的基础上,遵循自然规律,顺应自然节律,围绕李国英部长提出的“太湖是流域洪水集散地,是长三角地区水资源调配中心,是区域水生态、水环境的晴雨表”的新定位,结合流域治理管理新要求,从重点时段、特征水位、分区功能等方面深入研究,将太湖调度时段优化调整为5个,优化了不同调度时段的太湖排水与引水调度水位。

①汛前期(3月1日至4月30日):该时段太湖水位开始上涨,易发生春汛,但同时该时段是沉水植物萌发期,相对较低的水位能带来太湖湖底更多光照,有助于沉水植物生长恢复,属于生态敏感期,需统筹保障生态、防洪、供水安全。

②前汛期(5月1日至6月15日):随着气温的逐步升高,该时段太湖蓝藻叶绿素明显增多,存在蓝藻易暴发影响水源地供水安全的风险,但随着主汛期逼近,作为预降水位的关键时期,需统筹防洪、供水、生态安全。

③主汛期(6月16日至7月20日):该时段亦是梅雨季,是太湖流域主要的降雨时段,流域性洪水多发生于此时,需更加突出防洪安全。

④台风影响期(7月21日至10月31日):该时段流域气温偏高,处于用水高峰,同时又是台风多发时段,生物趋于成熟,可在保障防洪安全的前提下积极利用雨洪资源。

⑤枯水期(11月1日至次年2月底):该时段太湖水位开始缓降,流域用水减少,沉水植物越冬,需统筹水生态和冬春季供水安全。

太湖流域洪水与水量调度方案修订的认识与思考

▲各时段太湖调度水位(修订后)

太湖流域洪水与水量调度方案修订的认识与思考

▲修订前后的太湖调度水位对比

完善了流域重要水工程调度原则。按照“防洪优先、确保安全,量质并重、保护生态”的原则,重点优化调整了太浦河、望虞河工程的引(供)排水调度,新增了基本建成的新孟河工程引排水调度,细化了环太湖其他、东苕溪导流东岸口门的水量调度,新增了沿长江其他、沿海、沿杭州湾口门建筑物水量调度的原则性规定。其中,考虑到近年太浦河、望虞河两岸地区圩区整治,沿长江、沿杭州湾河道整治及闸泵建设等工程实施后,河流沿岸地区外排能力及防洪排涝能力有明显提升,而扩大太湖洪水出路的太浦河后续、望虞河拓浚及吴淞江等工程尚未实施,现阶段太湖洪水出路不足的问题依然突出,且河网水位抬高幅度明显大于太湖水位抬高幅度。方案修订基于太湖与太浦河、望虞河代表站水位分析,进一步优化分级,适当抬高两河下游控制水位,在保障下游防洪除涝安全的基础上,尽可能加快太湖洪水下泄,缓解太湖洪水出路难的困境。随着近年太浦河下游地区供水规模扩大、望虞河西岸控制工程投入使用等,结合引江济太调水、突发水污染事件应对等调度实践经验,对太浦闸(泵)、望虞河工程的水量调度进行补充优化。环太湖工程调度主要结合水量分配方案研究成果和环太湖口门建筑物实际调度情况,进一步明确了环太湖沿线有关水利分区实行总量控制,东导流口门建筑物根据区域水资源需求和水环境状况适当控制运行。

太湖流域洪水与水量调度方案修订的认识与思考

▲太浦河太浦闸调度修订前后对比

太湖流域洪水与水量调度方案修订的认识与思考

▲望虞河望亭水利枢纽调度修订前后对比

增补了水工程调度管理相关内容。太湖流域“四水”安全保障需求交织,上下游、左右岸需求不同,省市间、行业间诉求有别,中长期气象预报准确率不够高,预报预演还不够精准,多目标统筹调度难度大。《方案》修订结合多年调度实践,针对常规和应急等不同情况,坚持共商共享共赢理念,优化调度流程,完善调度运行机制,新增新建工程调度权限,增补了规范运行管理、组织水文监测、加强水质管理、推进信息共享和落实监督考核等5方面的调度管理内容。结合机构改革情况,方案修订了超标准洪水、突发水污染事件等特殊情况下的应急调度程序。其中,保障流域供水安全的应急调度程序分为两类。排水调度区应急程序由太湖局商流域省(直辖市)水利(水务)部门提出调水方案,报水利部批准后实施;相机调度区和引水调度区,太湖局商流域省(直辖市)水利(水务)部门实施。

5、认识与思考

《太湖流域洪水与水量调度方案》经历了从无到有、从单一到综合的演进过程,实质上是经济社会发展需求变化、人民群众需求升级、水利工程体系完善、治水管水思路调整、流域管理能力提高的综合体现。本次修订最大程度上兼顾了不同地区、不同行业调度需求,也是流域各地科学治水和团结治水的体现。通过梳理调度方案的形成过程,以及对其所解决主要问题目标需求的总结分析可以认识到,涉及多方利益的多目标调度方案修订,高位推动是关键,技术支撑是基础,各方配合是保障。

一是坚持统筹引领和安全底线双向发力。在多目标统筹调度中既要注重流域,特别是太湖水安全整体防控,更要突出防洪、供水、水生态、水环境等统筹兼顾和在“一张图”上的集中显示度。在太湖水生态修复上,强化3—4月敏感期水位控制,努力为沉水植物复苏创造条件。同时,在台风影响期,积极利用雨洪资源,减少引水量,努力实现绿色低碳创新转型。

二是坚持调度创新和精细管理双轮驱动。坚持调度方案新定位,突出太湖多目标统筹调度优势,无论在多目标统筹调度工作机制的建立和推进上,还是在日常调度会商协同中,都要注重统筹推动解决流域涉水问题。深入分析各地各部门对太湖调度的多样化、差异化诉求,按阶段梳理调度工作中的主要矛盾,基于太湖绿色安全全生命周期管理需求,积极探索实现太湖分功能、分阶段、分区域一体化统筹调度,努力保障流域防洪、供水、水生态、水环境“四水”安全。

三是坚持调度赋能和技术支撑双措并举。结合流域发展定位和经济社会发展需求,在已有研究成果基础上,继续组织开展防洪、供水、水生态、水环境等多种需求的水文、水资源、水生态等原型观测和研究,深刻认识和把握流域工情、水情的演变规律和发展趋势,加快具有“四预”功能、更好支撑多目标调度的数字孪生太湖建设,努力破解太湖流域治理和调度工作尚存的新老问题,助推太湖流域高质量发展。

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。