珠江三角洲水資源配置工程運行管理的實踐與探索

肖素芬，文 艷

（1.廣東省水利水電技術(shù)中心，廣州 510635；2.廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院有限公司，廣州 510635）

1 背景

廣東省人均本地水資源占有量低于全國水平，同時省內(nèi)水資源時空分布不均，特別是人口高度集聚的珠江三角洲地區(qū)，水資源與生產(chǎn)布局不協(xié)調(diào)，珠三角核心區(qū)人口占全省約56%，GDP總量約占全省83%，而水資源量僅占全省的34%。加上河道水體受污染、冬春枯水期又受咸潮影響，清潔水源嚴重不足，水資源約束與經(jīng)濟社會發(fā)展矛盾日趨突出。

廣東省珠江三角洲水資源配置工程是從西江水系向珠江三角洲東部地區(qū)引水，工程將于2024年建成通水，屆時將有效解決廣州、深圳、東莞生活生產(chǎn)缺水問題，提高供水保證程度，為香港、番禺、順德等地區(qū)提供應(yīng)急備用供水條件。實施該工程可有效改變深圳市、東莞市及廣州市南沙區(qū)的單一水源供水格局，在解決各城市經(jīng)濟發(fā)展缺水的同時，可提高城市的供水安全性和應(yīng)急備用保障能力，還可適當改善東江下游河道枯水期生態(tài)環(huán)境流量，對維護上述區(qū)域的城市供水安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

工程設(shè)計調(diào)水流量為80 m3/s，工程輸水線路總長113.1 km，計劃總投資約354億元，是迄今為止廣東省歷史上投資額最大、輸水線路最長、受水區(qū)域最廣的水資源調(diào)配工程。

2 廣東調(diào)水歷史

2.1 建國初期廣東引調(diào)水工程

建國前，廣東許多城市無供水工程設(shè)施，城鎮(zhèn)居民用水主要靠打井或汲自江河。建國后，建成了大批蓄水、引水、提水工程，為解決城鎮(zhèn)居民及企業(yè)生產(chǎn)用水創(chuàng)造了條件。由于地表水源污染，地下水含氟超標等原因，大部分城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)向利用水利工程水源興建自來水工程，相繼興建了對茂名、香港、澳門、深圳、珠海、潮州等城鄉(xiāng)供水工程。如1964年經(jīng)周恩來總理批準興建東深供水工程，從1965年3月起，每年向香港供水6820 萬m3[1]，開始了由廣東大量供水香港的歷史。1960年珠海通過興建了銀坑、竹仙洞兩座水庫，開始向澳門供水，改善澳門同胞的生活用水。東莞運河是20世紀60年代開挖的一條人工河，全長103 km，解決了沿岸農(nóng)業(yè)灌溉用水。

2.2 近年廣東省三大調(diào)水工程

廣東人均本地水資源量不足1700 m3，低于全國人均水平。珠三角、粵東、粵西水資源分布不均勻，沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)、人口密集，資源性缺水和水質(zhì)性缺水并存。近年來，廣東省啟動了三大引調(diào)水“超級工程”，即粵東地區(qū)的韓江、榕江、練江水系連通工程、珠江三角洲水資源配置工程、粵西的環(huán)北部灣廣東水資源配置工程，將重塑廣東水資源配置新版圖，惠及9000 多萬人，占廣東總?cè)丝诮顺?。在建的韓江、榕江、練江水系連通工程，受惠人口逾2000萬人。珠江三角洲水資源配置工程是全國172項節(jié)水供水重大水利工程之一，受惠人口逾5500 萬人。環(huán)北部灣（粵西）水資源配置工程是已列入全國150項重大水利工程建設(shè)清單，將改變粵西水資源總量不足的短板，覆蓋人口1800多萬。

3 國內(nèi)外經(jīng)驗借鑒

3.1 國外調(diào)水工程建設(shè)管理情況

3.1.1 美國加州北水南調(diào)工程

加州北水南調(diào)工程（State Water Project，簡稱SWP）是一項由水庫、渠道、電廠和泵站組成的蓄水和調(diào)水工程系統(tǒng)，是目前世界上仍在運行的輸水距離最長的調(diào)水工程，長約960 km。工程的年調(diào)水量已達近50億m3。

在工程建設(shè)方面，加州調(diào)水工程建設(shè)以企業(yè)為主，并由政府和用戶行使監(jiān)督權(quán)。美國國會在1992年通過了《墾務(wù)法》，并在內(nèi)政部設(shè)立墾務(wù)局，主要負責西部地區(qū)17個州的水資源開發(fā)治理任務(wù)[2]。

3.1.2 澳大利亞“雪山”工程

澳大利亞雪山工程是為解決澳大利亞內(nèi)陸干旱缺水問題而修建的第一個調(diào)水工程，建于1949～1975年期間。以發(fā)電、灌溉為主并解決澳大利亞南部城市供水和工業(yè)用水的跨流域引水工程。工程規(guī)劃年調(diào)水量為23.6億m3。

在運營管理方面，雪山水利有限公司負責雪山工程運營管理，該公司由聯(lián)邦及相關(guān)各州政府控股，實行股份制運作、企業(yè)化管理，實現(xiàn)了所有權(quán)與經(jīng)營權(quán)分離。雪山水電工程管理局負責工程的商務(wù)和經(jīng)營管理。雪山工程為無人值班的遙控電站，工程安裝數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，提高了電站和發(fā)電用水效率[3]。

3.2 國內(nèi)調(diào)水工程建設(shè)管理情況

3.2.1 東深供水工程

東深供水工程1965 年3 月建成并正式向香港供水，工程設(shè)計過水流量為100 m3/s，年供水能力24.23億m3。

在管理體制方面，東深供水工程由廣東粵港供水有限公司負責管理，實行企業(yè)化運作。公司負責對東深供水工程經(jīng)營、維護。廣東省水利廳負責水行政業(yè)務(wù)指導，負責與港方就供水水量、水質(zhì)、水價等進行談判與協(xié)商，負責對工程設(shè)施的改造以及工程安全進行監(jiān)督管理。

在經(jīng)營管理方面，東深供水新建和修改完善了規(guī)章制度100多個，提高了管理水平，優(yōu)化供水調(diào)度，降低了能耗。公司制定的《廣東粵港供水有限公司泵站設(shè)備操作精細化指引》等工作指引獲得水利部2019年水利安全生產(chǎn)標準化成果展評活動一等獎。

3.2.2 大藤峽水利樞紐工程建設(shè)管理情況

大藤峽水利樞紐工程2014年11月開始全面建設(shè)，工程施工總工期為9 年。控制流域面積19.8 萬km2，約占西江下游及三角洲防洪控制斷面梧州水文站以上流域面積的60%。大藤峽水利樞紐工程還是國務(wù)院確立的172項節(jié)水供水重大水利工程的標志性工程。

工程采用項目法人組建方案，由水利部、廣西壯族自治區(qū)政府及廣東省政府按照“政府主導、財政補貼、市場運作、流域與區(qū)域共贏”的原則，共同投資組建了大型國有企業(yè)——廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責任公司，作為大藤峽水利樞紐工程的建設(shè)單位，公司由5家股東構(gòu)成。由水利部和廣西、廣東按照現(xiàn)代企業(yè)制度組建的項目法人，由受益各方派出的代表，可以直接有效協(xié)調(diào)各方利益，形成合力，共同推進工程建設(shè)。

4 水管理的現(xiàn)實困境及發(fā)展形勢

4.1 信息化水平與智慧化管理不協(xié)調(diào)

目前水利信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，集約化程度較低。水情、雨情、工情、風情、澇情、視頻監(jiān)控、旱情、墑情等方面的信息采集還不能完全支撐精細化管理的要求。水利業(yè)務(wù)各專業(yè)數(shù)據(jù)整合、共享、應(yīng)用對業(yè)務(wù)管理、服務(wù)、決策的支撐保障不足。

4.2 行業(yè)運行管護能力與新時代現(xiàn)代化建設(shè)的要求不協(xié)調(diào)

長期以來，水利工作重工程建設(shè)、輕運行管理問題仍然突出。一是工程運行管護機制不健全。二是監(jiān)測技術(shù)滯后。三是水利改革創(chuàng)新還不夠深入。

4.3 長距離跨流域引調(diào)水工程的產(chǎn)生，對運行管護提出更高要求

5 珠三角水資源配置工程管理架構(gòu)體系

5.1 工程管理機構(gòu)

結(jié)合工程公益性為主的特點，從有利于項目建設(shè)運營的角度出發(fā)，本工程投資主體采取政府指定模式，由廣東粵?？毓杉瘓F有限公司代表政府出資和持股，組建項目公司，工程沿線各市政府分別指定代表機構(gòu)（企業(yè)）參股項目公司。項目公司負責項目建設(shè)運營、工程運行和維護，負責償還項目貸款。

管理機構(gòu)的設(shè)置按照“科學、精簡、高效”的原則，滿足生產(chǎn)管理的需要，運行期管理機構(gòu)設(shè)3個管理區(qū)：項目公司總部、鯉魚洲泵站管理區(qū)和羅田泵站管理區(qū)。

高新沙總部內(nèi)設(shè)總部本部、鯉魚洲泵站分部、高新沙水庫分部、高新沙泵站分部、羅田水庫分部共計5 個部門。各自的管理職責為：總部總體協(xié)調(diào)工程運行調(diào)度管理。鯉魚洲泵站分部負責鯉魚洲泵站、鯉魚洲至高新沙水庫干線及沿線所有建筑物的管理。高新沙水庫分部負責管理高新沙水庫及其附屬建筑物的管理。高新沙泵站分部負責高新沙泵站、高新沙泵站至羅田水庫干線、南沙分干線及沿線建筑物的管理。羅田泵站分部負責管理羅田泵站、深圳分干線、東莞分干線及沿線建筑物的管理。

5.2 工程運行管理特征

水資源合理配置要以可持續(xù)發(fā)展為總原則，對有限的、不同形式的水資源，通過工程措施和非工程措施在各用水戶之間進行科學分配，以體現(xiàn)流域水資源支撐人類社會經(jīng)濟發(fā)展和保障自然生態(tài)環(huán)境安全的重要作用。工程管理調(diào)度原則考慮東、西江聯(lián)合調(diào)度：

（1）按西江引水調(diào)度原則取水，并嚴格遵循東江流域分水方案。

（2）先利用當?shù)厮?，再利用區(qū)外水，當?shù)厮c區(qū)外水統(tǒng)一配置。

（3）對于蓄水工程，先利用各分區(qū)內(nèi)的小型水庫，不足水量再利用大中型水庫調(diào)節(jié)。有條件時，利用外調(diào)水向當?shù)厮畮斐湫睢?/p>

（4）當?shù)厮┧涡颍荷?、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境（河道外）、農(nóng)業(yè)。先保障保證率高的用戶，后滿足保證率低的用戶需求。

1.4 觀察指標 所有病人均于手術(shù)前測量皮質(zhì)厚度及身高、體重，計算BMI。檢測術(shù)前第1 d及術(shù)后第1 d、術(shù)后第4 d、術(shù)后第7 d病人白蛋白、前白蛋白、血紅蛋白等營養(yǎng)指標。

本工程取水泵站的運行調(diào)度必須利用計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)上游來水流量、取水斷面水質(zhì)情況和交水點調(diào)蓄水庫庫容及用水量確定泵站的啟停。在工程初期運行用水量較低，在保證供水安全的前提下可考慮利用峰谷電價差節(jié)省抽水電費，盡量在電價較低時段多抽水。

6 全生命周期智慧管理

6.1 全生命周期智慧管理體系平臺

針對珠三角水資源配置工程，智慧水利工程的建設(shè)需求服務(wù)于整個工程，包括施工期及運行期全過程運行監(jiān)測。工程的輸水線路主要以盾構(gòu)掘進方式，整個工程將分為多個標段進行分段施工。在工程信息化建設(shè)方面，需要對各個標段進行全面的信息化管理。

智慧工程建設(shè)，采用了項目管理系統(tǒng)為工程建設(shè)提供全生命周期的管理；采用云平臺、大數(shù)據(jù)技術(shù)對工程所需要的應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)提供云端化部署環(huán)境；采用大數(shù)據(jù)分析及AI人工智能技術(shù)為工程提供先進的供水優(yōu)化調(diào)度方案，為供水決策提供支撐；采用GIS、BIM系統(tǒng)為工程提供全新的信息展現(xiàn)效果。

6.2 建立自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)

根據(jù)工程的總體布置以及各主要建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，工程安全監(jiān)測儀器布置呈局部集中、整體分散的特點。監(jiān)測儀器在泵站和水庫分布相對集中，在輸水隧洞則按斷面集中分散于隧道沿線，工程建立自動化監(jiān)測系統(tǒng)。

6.3 工程智慧管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

工程安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和安全監(jiān)測信息管理系統(tǒng)等三部分組成。系統(tǒng)采用分布式、多級連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)型式。安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)按三級設(shè)置，即監(jiān)測站、監(jiān)測管理站和監(jiān)測中心站。分布式自動化數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)在各測點集中部位，以網(wǎng)絡(luò)通信或光纖通信方式與監(jiān)測管理站監(jiān)控主機進行網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)“無人值班、少人值守”的管理模式。流域監(jiān)控中心在必要時通過遠程以客戶端、Web等方式實現(xiàn)對本工程安全監(jiān)測中心的有關(guān)管理工作。

6.4 以科技引領(lǐng)的工程通訊

（1）建立云平臺建立調(diào)度通信系統(tǒng)。工程設(shè)置私有云平臺，以存儲本工程各類數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)中心，私有云平臺經(jīng)專線連接至廣東省水利云，上送數(shù)據(jù)至廣東省水利云。省級監(jiān)測中心通過專線連接至廣東省水利云，并從廣東省水利云下載所需數(shù)據(jù)。由于本工程為跨地域工程，各泵站預(yù)留接口接入泵站所在地水利主管部門。

（2）采用以太網(wǎng)建立綜合傳輸網(wǎng)絡(luò)。工程各泵站及調(diào)度中心主要部署有計算機監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、建筑物安全監(jiān)測系統(tǒng)、水情自動測報系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。各自系統(tǒng)采用以太網(wǎng)各自進行組網(wǎng)。

圖1 監(jiān)測自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

（3）以信息管理為中心的全線主干光纜敷設(shè)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專用通信通道，實現(xiàn)工程輸水系統(tǒng)自動控制與智能控制等功能。專用通信通道選用光纜作為傳輸介質(zhì)。

7 結(jié)論與展望

7.1 水利發(fā)展進入全生命周期智慧管理階段

水利與城市的發(fā)展有著密切的聯(lián)系，廣東的水利建設(shè)大致可分為以下四個階段：第一階段為建國前的被動防御階段，第二階段為新中國成立后的流域治理階段，黨的十八大以來，開展生態(tài)文明建設(shè)的第三階段，及未來以科技為引領(lǐng)的全生命周期智慧管理階段。未來水利管理和工程運行的將以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化。

7.2 建立完善水利管理體系

逐步建立起協(xié)調(diào)、權(quán)威、高效的流域與區(qū)域管理相結(jié)合的水利綜合管理體系。一是實行最嚴格的水資源管理制度，強化“三條紅線”控制；二是建立健全水利投入穩(wěn)定增長的長效機制，加大公共財政對水利的投入力度；三是建立科學治水依法管水的體制機制，完善流域與區(qū)域相結(jié)合的統(tǒng)一管理體制；四是完善法律法規(guī)，建立高效的跨部門協(xié)調(diào)配合執(zhí)法機制；五是提升管理能力，加強人才隊伍建設(shè)和提高科技水平。

7.3 建立跨流域調(diào)水管理制度

對于重大跨流域調(diào)水工程，每個工程都應(yīng)根據(jù)各自特點，建立各自的調(diào)水管理制度，以協(xié)調(diào)流域及相關(guān)行政區(qū)域的管理問題。

在運行管理過程中，根據(jù)日常機制運行實施誰投資、誰受益的機制，對工程管理過程中的權(quán)利及責任進行明確，構(gòu)成利益共享、產(chǎn)權(quán)明晰及風險共擔機制，使企業(yè)、資本運行效率及調(diào)水工程管理效率得到提高。在工程運行過程中，相關(guān)省市出資人代表要根據(jù)各方出資的比例創(chuàng)建公司，進行輸水工程運行管理。用戶參與能夠使供水交易及管理的成本得到降低，使管理水平得到提高。

7.4 發(fā)揚廣東水利綜合經(jīng)營傳統(tǒng)，走出發(fā)展新思路

廣東水利工程在歷史上有開展綜合經(jīng)營傳統(tǒng)。1999 年頒布的《廣東省水利工程管理條例》歷經(jīng)四次修改，最后一次修改為2020 年11 月，可見，水利工程管理根據(jù)不同時期相應(yīng)進行發(fā)展更新。

跨流域調(diào)水工程具有多目標性、自然壟斷性、綜合效益性等特點，隨著深化水利投融資體制改革的進行，逐步建立水權(quán)交易法規(guī)體系、信息化管理體系和監(jiān)管體系，已經(jīng)開展的東江流域上下游城市之間的省內(nèi)首宗水權(quán)交易，為豐水地區(qū)水權(quán)改革提供經(jīng)驗借鑒[4]。

展望未來，廣東這些重大引調(diào)水工程，通過合理科學開發(fā)，在科技信息化管理過程中，可以探索走出適合廣東水利綜合管理經(jīng)營的新方式和思路。