太湖流域水量分配特點(diǎn)及方案編制技術(shù)方法

吳志平，李 蓓

（水利部太湖流域管理局，200434，上海）

太湖流域地處長(zhǎng)江三角洲南翼，北濱長(zhǎng)江，南瀕錢(qián)塘江，東臨東海，西以天目山、茅山等山區(qū)分水嶺為界。行政區(qū)劃涉及江蘇、浙江、安徽、上海三省一市，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、大中城市最密集的地區(qū)之一，也是典型的平原河網(wǎng)地區(qū)。流域總面積3.69萬(wàn)km2，東部平原河網(wǎng)區(qū)約占流域總面積的80%。流域內(nèi)河網(wǎng)如織，湖泊棋布，水面面積5 551 km2，水面率達(dá)15%；河道總長(zhǎng)約12萬(wàn)km，河道密度達(dá)3.3 km/km2，平均水面坡降約十萬(wàn)分之一。太湖是流域洪水和水資源的調(diào)蓄中心，水面面積2 338 km2，多年年平均蓄水量44億m3。太湖流域水量分配需充分考慮其平原河網(wǎng)區(qū)特點(diǎn)，研究符合實(shí)際的水量分配技術(shù)方法。

一、太湖流域水資源及其開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

1.水資源總量

流域多年平均年降雨量1 177 mm，其中約60%集中在5—9月的汛期；多年平均年水面蒸發(fā)量為822 mm；流域多年平均天然年徑流量160.1億m3，流域多年平均水資源總量為176.0億m3；流域南北過(guò)境水量豐沛，是流域水資源量的重要補(bǔ)充來(lái)源，流域沿長(zhǎng)江口門(mén)多年平均引長(zhǎng)江水量65.1億m3（未含黃浦江），流域沿錢(qián)塘江口門(mén)年均引錢(qián)塘江水量約4億m3。

2.水資源開(kāi)發(fā)利用情況

流域供水主要以地表水水源為主，2012年太湖流域總供水量為349.5億m3，其中本地水源供水157.9億m3，長(zhǎng)江水源供水187.5億m3，錢(qián)塘江水源供水4.1億m3。流域平均水資源開(kāi)發(fā)利用率約為82%，開(kāi)發(fā)利用程度高。

3.流域水利工程建設(shè)情況

太湖流域具備較為完善的水利工程體系，其中望虞河、太浦河為流域性防洪與水資源調(diào)配工程，建成了沿長(zhǎng)江、杭州灣、環(huán)太湖、望虞河?xùn)|岸、太浦河北岸水利控制線，流域初步形成了北向長(zhǎng)江引排、東出黃浦江供排、南排杭州灣，充分利用太湖調(diào)蓄的流域防洪、水資源調(diào)配骨干工程體系。目前流域正按照國(guó)務(wù)院批復(fù)的《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》開(kāi)展19項(xiàng)流域治理后續(xù)工程建設(shè)，將進(jìn)一步提高流域防洪和水資源、水環(huán)境承載能力。

目前流域河網(wǎng)污染嚴(yán)重，流域飲用水水源地逐步向太湖、長(zhǎng)江和太浦河一線集聚，對(duì)流域水資源調(diào)配提出了更高要求。

4.編制太湖流域水量分配方案的必要性

太湖流域人均本地水資源占有量?jī)H為全國(guó)平均水平的1/5，本地水資源量相對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水需求明顯不足，需靠從長(zhǎng)江引水和上下游重復(fù)利用彌補(bǔ)，遇干旱年干旱期存在季節(jié)性缺水；流域水利工程體系較為完善，主要通過(guò)水利工程調(diào)度滿足流域與區(qū)域的生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水需求，流域內(nèi)整體與局部、上游與下游用水利益關(guān)系復(fù)雜，協(xié)調(diào)難度較大；目前流域河網(wǎng)水質(zhì)普遍超標(biāo)，飲用水水源地安全受到威脅。流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)流域水資源，特別是對(duì)流域重要河湖清潔水資源的高效利用提出了更高的要求，需要制定太湖流域水量分配方案。

二、太湖流域水量分配編制的特點(diǎn)

太湖流域平原河網(wǎng)獨(dú)特的水文、水資源及其開(kāi)發(fā)利用特點(diǎn)和復(fù)雜性，決定了太湖流域的水量分配不同于樹(shù)狀流域，具有鮮明的特點(diǎn)，也面臨諸多難點(diǎn)。

1.流域水量分配需統(tǒng)籌安排本地和引江水量、河道內(nèi)外需水

太湖流域?yàn)榈湫偷钠皆泳W(wǎng)地區(qū)，下游感潮河道水流往復(fù)不定，外與長(zhǎng)江、內(nèi)部水系相鄰區(qū)域和左右岸間水量交換頻繁，水文情勢(shì)復(fù)雜，全流域河網(wǎng)系統(tǒng)是不可分割的整體；加上流域水利工程多，取水戶面廣量大，工農(nóng)業(yè)用水往往就近河道取水，取用方式不一，河道內(nèi)外用水相互影響，水資源開(kāi)發(fā)利用情況復(fù)雜。綜合考慮流域河網(wǎng)的不可分割性和用水的復(fù)雜性，須在流域范圍內(nèi)統(tǒng)籌研究水量分配。

（1）流域引長(zhǎng)江水與本地水資源需統(tǒng)籌考慮

長(zhǎng)江水資源為太湖流域提供了量豐而質(zhì)優(yōu)的過(guò)境水量，充分利用長(zhǎng)江水資源是解決太湖流域本地水資源不足的根本途徑之一。太湖流域引取長(zhǎng)江水量，包括沿江口門(mén)引水量和以長(zhǎng)江為水源地的自來(lái)水廠、工礦企業(yè)自備水源取用長(zhǎng)江水后退入流域河網(wǎng)的水量，這兩部分水量與流域河湖本地水資源相混合，用于河道內(nèi)外用水，增加了流域可用于分配的水量。太湖流域水量分配必須統(tǒng)籌考慮本地水資源及引江增供太湖流域水量。

（2）河道內(nèi)外用水需統(tǒng)籌考慮

太湖流域是典型的平原河網(wǎng)地區(qū)，發(fā)達(dá)的河網(wǎng)體系構(gòu)成了天然的供水系統(tǒng)，通過(guò)河湖的調(diào)蓄和工程的調(diào)配，在維持河湖一定水位、流量的同時(shí)，滿足河道外用水需求。河道內(nèi)用水水量分配是河道外用水水量分配的基礎(chǔ)，河道外用水水量分配需通過(guò)河道內(nèi)用水水量分配加以落實(shí)。太湖流域水量分配既要考慮河道外用水的分配，也必須同時(shí)考慮流域、區(qū)域河道內(nèi)用水的需求，在滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)水資源需求的同時(shí)，改善水生態(tài)環(huán)境。

（3）流域與區(qū)域、區(qū)域間的水資源需求需統(tǒng)籌考慮

太湖流域平原河網(wǎng)的整體性和河道內(nèi)外用水的密切聯(lián)系，決定了流域水量分配必須統(tǒng)籌考慮流域與區(qū)域、區(qū)域與區(qū)域間的水資源需求。如望虞河引江水量需統(tǒng)籌太湖與望虞河兩岸的用水需求，太浦河工程的調(diào)度需要統(tǒng)籌考慮上海市的供水安全和太湖以及太浦河兩岸的水資源需求。

2.流域水量分配重點(diǎn)是協(xié)調(diào)重要河湖水量分配

太湖流域通過(guò)引長(zhǎng)江水及流域各水利分區(qū)控制線的合理調(diào)度，向流域河湖配置水資源，滿足流域及各分區(qū)合理的河道內(nèi)外用水需求。流域內(nèi)重要水源地太湖、望虞河、太浦河以及規(guī)劃新實(shí)施的新孟河工程等流域骨干引供水河道，對(duì)流域水資源配置、保障流域整體供水安全和維持流域河湖生態(tài)健康穩(wěn)定具有重要作用。為統(tǒng)籌太湖及流域引供水骨干河道相鄰地區(qū)的用水需求，協(xié)調(diào)省市之間用水矛盾，必須制訂流域重要河湖水量分配方案，對(duì)流域重要河湖進(jìn)出水量進(jìn)行合理分配，以保障流域整體及有關(guān)區(qū)域的河道內(nèi)外用水安全。

3.流域水量分配實(shí)現(xiàn)手段是水利工程合理調(diào)度

太湖流域省區(qū)間交往河道眾多、缺乏控制性徑流斷面等特點(diǎn)，決定了在太湖流域無(wú)法采用樹(shù)狀流域以監(jiān)控省區(qū)間控制徑流斷面下泄水量的方式落實(shí)流域水量分配方案。太湖流域水量分配方案是通過(guò)流域控制工程和水利控制線的合理調(diào)度，對(duì)流域重要河湖的進(jìn)出水量進(jìn)行分配，以滿足合理的河道內(nèi)外用水需求。因此，在河道外控制用水總量的同時(shí)，流域水利工程的合理調(diào)度是落實(shí)和實(shí)現(xiàn)流域水量分配方案的重要手段之一。流域重要河湖的水量分配方案必須通過(guò)相關(guān)工程的調(diào)度控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，需結(jié)合流域特點(diǎn)，在調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，以流域水資源綜合規(guī)劃為依據(jù)，深化流域分析和重要河湖水資源配置方案，提出流域重要控制線調(diào)度意見(jiàn)，使得水量分配從水資源配置的“虛體”過(guò)渡到調(diào)度實(shí)現(xiàn)的“實(shí)體”。為統(tǒng)籌流域防洪、水資源、水環(huán)境等不同調(diào)度目標(biāo)，協(xié)調(diào)流域與區(qū)域、流域骨干河道引供水與兩岸地區(qū)水資源調(diào)度需求，下一階段應(yīng)在提出流域水資源調(diào)度意見(jiàn)基礎(chǔ)上制定流域水資源調(diào)度方案，以保障流域水量分配方案的順利實(shí)施。

三、太湖流域水量分配方案編制的技術(shù)方法

1.水量分配的基本原則

依據(jù)流域特點(diǎn)，提出水量分配的原則，用以指導(dǎo)后續(xù)工作。以人為本，安全為先，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展合理用水需求，優(yōu)先保障遵循規(guī)劃、總量控制、流域水資源綜合規(guī)劃與用水總量控制指標(biāo)方案的協(xié)調(diào)銜接；公平高效，持續(xù)利用，統(tǒng)籌考慮流域與區(qū)域的水資源條件、權(quán)利與義務(wù)，公平合理地分配流域水量；合理引江，統(tǒng)籌配置，流域水量分配須統(tǒng)籌考慮本地水資源及引取長(zhǎng)江和錢(qián)塘江水量；尊重現(xiàn)狀，合理調(diào)節(jié)，根據(jù)流域規(guī)劃實(shí)施情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水需求，強(qiáng)化節(jié)約用水，實(shí)行水資源供需雙向調(diào)節(jié)。

2.水量分配方案研究的主要內(nèi)容

①在太湖流域水資源綜合規(guī)劃及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充調(diào)查近10年流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及供用水變化情況，分析流域用水水平和用水效率。

②結(jié)合近10年流域降水豐枯的實(shí)際情況，復(fù)核水資源綜合規(guī)劃采用水文系列的代表性；確定水量分配方案擬采用的典型年；結(jié)合流域水資源管理實(shí)際需要和規(guī)劃工程進(jìn)展情況，提出水量分配方案擬采用的水平年及相應(yīng)的工況。

③針對(duì)近年來(lái)流域水資源開(kāi)發(fā)利用變化情況，對(duì)流域水資源綜合規(guī)劃提出的規(guī)劃工況、供水工程、需水預(yù)測(cè)、水資源供需分析、水資源配置等成果進(jìn)行分析復(fù)核。

④調(diào)研分析流域現(xiàn)狀工程調(diào)度，在流域用水總量控制指標(biāo)方案和水資源供需分析復(fù)核的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同水平年及工況、不同頻率典型年的方案計(jì)算對(duì)比，復(fù)核水資源綜合規(guī)劃提出的水資源調(diào)度原則，提出流域水量分配調(diào)度意見(jiàn)。

⑤擬定流域河道外用水水量分配方案，提出不同水平年、多年平均及不同頻率的以本地河湖地表水為水源的流域河道外各省級(jí)行政區(qū)水量分配份額。

⑥擬定不同水平年、多年平均及不同頻率流域重要河湖水量分配方案，分析重要河湖水位、流量等規(guī)劃控制指標(biāo)的滿足程度。

⑦從流域水資源開(kāi)發(fā)利用程度、河道內(nèi)用水滿足程度、對(duì)流域和主要區(qū)域水資源配置格局的影響，以及定性分析水質(zhì)改善情況等方面，對(duì)流域水量分配方案的合理性進(jìn)行分析。

⑧研究提出流域水量分配方案實(shí)施的保障措施。

3.水量分配的方法與技術(shù)線路

以流域水資源綜合規(guī)劃配置方案為基礎(chǔ)和主要依據(jù)，與太湖流域用水總量控制指標(biāo)相銜接，根據(jù)近年來(lái)流域水資源情勢(shì)變化和水資源管理需要，復(fù)核流域河道內(nèi)外用水需求；采用典型年法，利用流域水資源配置模型，分析不同水平年流域規(guī)劃工況及水資源調(diào)度原則，重點(diǎn)開(kāi)展流域重要河湖水量分配調(diào)度意見(jiàn)分析對(duì)比，提出流域水量分配調(diào)度意見(jiàn)；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)分析計(jì)算，提出不同水平年、多年平均及不同降水頻率流域各省級(jí)行政區(qū)以本地河湖地表水為水源的河道外用水分配方案及流域重要河湖水量分配方案。具體技術(shù)線路如圖1。

四、太湖流域水量分配方案的幾個(gè)主要問(wèn)題

1.河道內(nèi)需水控制指標(biāo)

依據(jù)流域水資源綜合規(guī)劃，并根據(jù)上海市黃浦江上游水源地調(diào)整情況相應(yīng)調(diào)整黃浦江松浦大橋斷面最小月凈泄量；流域平原河網(wǎng)區(qū)太湖和地區(qū)代表站最低旬平均水位復(fù)核后不作調(diào)整。

2.流域水資源配置模型及其率定驗(yàn)證

圖1 太湖流域水量分配技術(shù)線路圖

流域水資源配置模型為分布式平原河網(wǎng)水文水動(dòng)力模型，該模型已在流域水資源綜合規(guī)劃及相關(guān)分析論證工作中進(jìn)行了率定和驗(yàn)證。為進(jìn)一步驗(yàn)證模型系統(tǒng)在流域水量分配方案研究中的適用性和計(jì)算成果的合理性，結(jié)合2001—2010年降雨頻率分析，選擇近幾年較為典型的中等干旱年進(jìn)行實(shí)況驗(yàn)證計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中采用與實(shí)況相接近的調(diào)度方式、下墊面、降水、潮位、取排水等模型概化條件，驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明模型系統(tǒng)可適用于開(kāi)展流域水量分配方案分析工作。

3.流域可分配水量

太湖流域水資源較為豐富，依據(jù)《水量分配暫行辦法》和流域特點(diǎn)，將河道外可供水量作為流域可分配水量。流域河道外可供水量按照強(qiáng)化節(jié)水要求，與流域用水總量控制指標(biāo)方案相銜接，滿足水資源供需平衡條件確定的可供河道外取用的水量。

4.流域水量分配調(diào)度意見(jiàn)

以流域現(xiàn)行調(diào)度方案、流域水資源綜合規(guī)劃調(diào)度原則為基礎(chǔ)，依據(jù)水資源綜合規(guī)劃配置方案，并按照流域水量分配基本原則，統(tǒng)籌流域和區(qū)域河道內(nèi)外用水，重點(diǎn)分析了太湖低水位控制線、太湖向下游供水區(qū)調(diào)度以及太浦河兩岸口門(mén)調(diào)度等對(duì)流域水量分配方案影響較大的重點(diǎn)工程調(diào)度，通過(guò)方案對(duì)比分析，提出流域水量分配調(diào)度意見(jiàn)。

5.流域重要河湖河道內(nèi)水量分配方案

流域重要河湖水量分配方案與規(guī)劃水資源配置工程的實(shí)施緊密相關(guān)，基于規(guī)劃水平年工程實(shí)施的不確定性，分配方案中提出如中、遠(yuǎn)期規(guī)劃水平年工況未達(dá)到計(jì)劃要求，原則上應(yīng)執(zhí)行前一期工況的重要河湖河道內(nèi)水量分配方案。

[1]葉建春.建設(shè)“智慧太湖”的目標(biāo)及實(shí)施策略[J].中國(guó)水利，2013（17）.

[2]張凱，張怡.全面貫徹落實(shí)《條例》努力推進(jìn)太湖流域水利改革發(fā)展新跨越——訪水利部太湖流域管理局局長(zhǎng)葉建春[J].中國(guó)水利，2012（8）.