大藤峽水利樞紐水資源配置功能分析

劉喜燕，席望潮

（中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司，510610，廣州）

一、大藤峽水利樞紐水資源配置保障對象及需求分析

大藤峽水利樞紐位于珠江流域西江水系黔江干流， 控制流域面積19.86 萬km2， 水庫正常蓄水位61.00 m，汛期限制水位（死水位）47.60 m，水庫總庫容34.79 億m3，防洪庫容15 億m3，船閘規(guī)模為3 000 t 級。 大藤峽水利樞紐建成后與流域其他骨干水庫聯(lián)合調(diào)度，可有效調(diào)控西江干流枯水期徑流， 保證河道生態(tài)環(huán)境流量，增加枯水期流量，抑制咸潮上溯，保障澳門、西江中下游及珠江三角洲地區(qū)供水安全。

1.水資源配置保障對象

根據(jù)水利部對大藤峽水利樞紐工程初步設(shè)計的批復，大藤峽補水壓咸任務(wù)為“保障澳門、西江中下游及珠江三角洲地區(qū)供水安全”。 大藤峽水利樞紐的水資源配置主要目標是西江下游及珠江三角洲地區(qū)，而處于河口最下游的澳門、珠海供水系統(tǒng)受咸潮影響程度最大，因此確定大藤峽水資源配置保障主要計算目標為澳門、珠海供水系統(tǒng)。

2.珠澳供水系統(tǒng)需求分析

（1）以往規(guī)劃預測成果

2006 年完成的《保障澳門、珠海供水安全專項規(guī)劃報告》（以下簡稱《專項規(guī)劃》） 中對珠海和澳門2020年需水進行了預測。

《專項規(guī)劃》 中珠海市需水分為基本方案和強化節(jié)水方案。 基本方案以現(xiàn)狀用水水平與節(jié)水水平，在保持現(xiàn)有節(jié)水力度并考慮技術(shù)進步等因素適度增長情況下，預測年需水量為9.79 億m3，日均需水量為268 萬m3/d，其中東區(qū)為89 萬m3/d。 強化節(jié)水方案指在考慮資源環(huán)境約束條件和水資源供給條件基礎(chǔ)上, 采用強化節(jié)水減污措施、合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、大力提高用水水平和用水效率前提下，進行需水預測，預測年需水總量為6.08億m3， 日均需水量為167 萬m3/d，其中東區(qū)為77 萬m3/d。 報告推薦采用強化節(jié)水方案的預測成果。

《專項規(guī)劃》 中澳門需水預測采用澳門方提供的預測成果，為一般節(jié)水條件下， 預測2020 年總需水量為1.32 億m3，日均需水量為36 萬m3/d。

2009 年完成的《珠江流域及紅河水資源綜合規(guī)劃》中，預測2030 年澳門需水量為1.46 億m3， 日均為40 萬m3/d，珠海市總需水量（不含農(nóng)業(yè)）為7.85 億m3，日均為215 萬m3/d。

（2）珠海市需水預測

根據(jù)珠江第三次水資源調(diào)查評價成果， 珠海市2016 年供用水總量為5.10 億m3， 其中農(nóng)業(yè)用水量8 017萬m3，工業(yè)用水量13 370 萬m3，生活用水量28 988 萬m3，人工生態(tài)與環(huán)境補水量642 萬m3。2016 年珠海東區(qū)平均供水規(guī)模68 萬m3/d， 供水系統(tǒng)向澳門平均供水規(guī)模28 萬m3/d。

根據(jù)《廣東省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)廣東省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法的通知》， 珠海市2016—2030 年年用水總量控制目標為6.84 億m3。

2009 年8 月國務(wù)院正式批準實施《橫琴總體發(fā)展規(guī)劃》，將橫琴島納入珠海經(jīng)濟特區(qū)范圍，要逐步把橫琴建設(shè)成為“一國兩制”下探索粵港澳合作新模式示范區(qū)。規(guī)劃按照“把橫琴建成珠三角節(jié)水型城市建設(shè)的示范區(qū)”的要求，采用強化節(jié)水方案，預測2030年需新增用水20 萬m3/d。 考慮用水總量控制指標及橫琴島發(fā)展預測2030年珠海東區(qū)需水規(guī)模為84 萬m3/d。

（3）澳門需水預測

澳門需水預測由澳門方面提供，其預測方法與珠海市不同，預計2030年澳門總需水量為1.28 億m3，日均需水量為35 萬m3/d。

（4）珠澳供水系統(tǒng)總需水量

根據(jù)以上預測成果，2030 年珠海東區(qū)日均需水量為84 萬m3/d， 橫琴島需水量為20 萬m3/d， 澳門日均毛需水量為35 萬m3/d， 因此由珠澳供水系統(tǒng)承擔的供水范圍 （珠海東區(qū)、橫琴、 澳門）2030 年平均日用水規(guī)模為139 萬m3/d。

二、大藤峽水利樞紐水資源配置計算

1.計算方法

（1）長系列逐月計算

各斷面以上用水消耗量按水資源綜合規(guī)劃耗水成果扣除；上游各骨干水庫按調(diào)度圖調(diào)度規(guī)則進行調(diào)節(jié)計算；大藤峽水利樞紐不進行水資源配置調(diào)度；由上游至下游進行徑流調(diào)節(jié)計算，得出西北江三角洲入口斷面思賢滘的長系列逐月徑流過程，針對思賢滘徑流過程，進行大藤峽水利樞紐補水壓咸調(diào)節(jié)計算，得出大藤峽調(diào)度后思賢滘徑流過程。

（2）典型年計算

由思賢滘徑流過程選取不同頻率典型年，對各典型年各斷面和測站逐日實測流量進行工程和耗水還原，得出天然逐日流量過程，再由上游往下游逐個單元進行計算。 計算時考慮規(guī)劃水平年的用水消耗及工程建設(shè)情況，各骨干工程均按調(diào)度圖進行調(diào)度。 大藤峽補水計算針對思賢滘進行，在每個月（陰歷）初一至初七、十五至二十一大潮轉(zhuǎn)小潮期間補水壓咸，使思賢滘流量達到2 500 m3/s，其他時間可按生態(tài)流量2 200 m3/s 補水。

2.計算條件

（1）徑流系列

為包含1954—1955 年枯水年及最近幾個咸潮影響較重的枯水年，采用1954—2010 年長系列進行逐月調(diào)節(jié)計算。 主要控制站和參證站包括天生橋、天峨、武宣、百色、梧州、石角、思賢滘（馬口+三水）水文站徑流資料。

（2）上游用水消耗

珠江水資源綜合規(guī)劃水資源供需平衡是以三級區(qū)套地 （市） 為基本單元，按照長系列（1956—2000 年）進行逐月計算， 平衡時計算各單元不同水平年供水量及消耗量。 設(shè)計水平年徑流按照水資源綜合規(guī)劃2020 年長系列用水消耗量進行扣除。 對2001—2010 年未進行耗水還原的年份按相近年型扣除水平年新增耗水量。

（3）思賢滘河道內(nèi)需水要求

①生態(tài)流量。 根據(jù)《珠江流域及紅河水資源綜合規(guī)劃》，西江梧州、北江石角以及西北江三角洲思賢滘三個控制斷面的非汛期生態(tài)環(huán)境流量分別為1 800 m3/s、250 m3/s、2 200 m3/s。

②通航流量。 交通部珠江航務(wù)管理局以及廣西航運部門要求近期將梧州斷面航運基流提高到1 600 m3/s、北江飛來峽水利樞紐的航運基流提高到200 m3/s（原設(shè)計為190 m3/s），加上區(qū)間匯流， 則思賢滘斷面近期的航運流量應(yīng)不小于2 000 m3/s，將來希望結(jié)合流域水資源調(diào)配進一步提高西江下游枯水期流量，以保障航道暢通。

③壓咸流量。 從2005 年以來珠江流域連續(xù)多次實施流域壓咸補淡應(yīng)急調(diào)水的效果來看，大潮轉(zhuǎn)小潮期思賢滘流量達到2 500 m3/s 左右時，可滿足澳門、珠海、中山、廣州的供水要求， 水環(huán)境容量亦相應(yīng)得到極大改善。據(jù)此， 取思賢滘壓咸流量為2 500 m3/s，相應(yīng)梧州、石角等主要控制站點的下泄流量分別為2100m3/s、250m3/s。

（4）大藤峽壩址最小生態(tài)環(huán)境流量

根據(jù)武宣站徑流資料，采用近10年最枯月平均流量法分析壩址最小生態(tài)環(huán)境流量為625 m3/s， 采用長系列年最枯月平均流量的Q90 法計算分析的壩址最小生態(tài)環(huán)境流量為660 m3/s。 綜合兩種計算方法的成果，推薦暫采用最小生態(tài)環(huán)境流量660 m3/s。

3.計算結(jié)果

（1）長系列逐月計算結(jié)果

以馬口+三水（即思賢滘）流量不小于2 500 m3/s 為控制條件， 通過長系列逐月調(diào)節(jié)計算得出馬口+三水不同缺水年份的缺水量情況。 從中可見， 龍灘正常蓄水位375.00 m 方案，大藤峽工程未建，西江主要骨干水庫按發(fā)電調(diào)度調(diào)節(jié)后思賢滘月平均流量滿足壓咸流量2 500 m3/s 的保證率為65%；生態(tài)流量2 200 m3/s（按年最枯10 天平均流量計） 保證率不足70%，均未達到規(guī)劃目標要求。

大藤峽建成后設(shè)置15 億m3調(diào)節(jié)庫容， 按等流量長系列逐月調(diào)節(jié)計算，結(jié)果表明，可使壓咸流量保證率達93%，生態(tài)流量保證率達97%。 按典型年逐日流量，分壓咸時段滿足壓咸要求、非壓咸時段滿足生態(tài)流量要求進行調(diào)節(jié)計算，則壓咸流量與生態(tài)流量保證率分別可達到97%、95%。

（2）典型年計算結(jié)果

為更加合理地確定大藤峽樞紐設(shè)置的15 億m3調(diào)節(jié)庫容水資源配置作用，考慮到一方面枯水期月水量仍存在日不均勻性，另一方面下游河道生態(tài)及河口壓咸的最小流量是按日要求的，因此還需在長系列逐月流量系列調(diào)節(jié)計算的基礎(chǔ)上進行典型年逐日調(diào)節(jié)計算分析，以進一步確定大藤峽水資源配置作用及對發(fā)電的影響。 從長系列逐月計算思賢滘缺水量統(tǒng)計結(jié)果中選取保證率75%、80%、90%、95%、97%典型年進行枯水期補水的逐日調(diào)節(jié)計算，成果統(tǒng)計見表1。

由表1 可見，大藤峽水利樞紐可使思賢滘的壓咸流量保證率達到97%。因只有來水偏枯年份才需要大藤峽補水，調(diào)度歷時為2～6 個月，一

般來水越枯調(diào)度時間越長， 且所有

水量都是經(jīng)電站發(fā)電后下泄， 調(diào)度期間還可間斷回蓄。 由于大藤峽水利樞紐承擔的水資源配置任務(wù)不是每年運用，平均約4 年運用一次（來水枯于75%時），而且只影響電站發(fā)電水頭， 因此大藤峽承擔水資源配置任務(wù)對樞紐本身發(fā)電影響不大，

按頻率法計算多年平均發(fā)電量僅減少1 861 萬kWh。

表1 大藤峽典型年水資源配置成果統(tǒng)計

表2 大藤峽水資源配置調(diào)度規(guī)則

三、大藤峽水利樞紐水資源配置調(diào)度規(guī)則

根據(jù)2005 年以來流域枯水期水量調(diào)度實施的成功經(jīng)驗， 大藤峽水利樞紐的枯水期水資源配置調(diào)度，可在每年的10 月—次年2 月枯水季期間，根據(jù)壩址上游武宣、郁江貴港、蒙江太平、北流江金雞和桂江京南等5 個測站實測流量測報梧州站流量進行水庫水量調(diào)度, 調(diào)度規(guī)則見表2。

①若在各月（陰歷）二十八至初四和十二至十八需要壓咸時期，5 個測站測報的梧州站流量小于壓咸流量2 100 m3/s，大藤峽加大泄量以滿足梧州站壓咸流量要求；若5 個測站測報梧州站流量大于2 100 m3/s，且大藤峽水位低于正常蓄水位61.00 m 時，大藤峽水庫在滿足梧州站流量大于2 100 m3/s 的前提下減小下泄量，水庫回蓄，下泄量不小于航運基流700 m3/s。

②若在每月（陰歷）非壓咸時段內(nèi)5 個測站測報梧州站流量小于1 800 m3/s，大藤峽加大泄量滿足梧州站生態(tài)流量要求； 若5 個測站測報梧州站流量大于1 800 m3/s 且大藤峽水位低于正常蓄水位61.00 m 時，大藤峽水庫在滿足梧州站流量大于1800 m3/s前提下減小下泄量，水庫回蓄，下泄量不小于航運基流700 m3/s。