鄭平洛區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度機(jī)制研究

黃喜良

（河南省抗旱服務(wù)中心，450003，鄭州）

鄭州、平頂山、洛陽三地區(qū)地處河南中部，是河南省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，亦是人口密集居住區(qū)，三個地區(qū)2010年常住人口2008萬人，占全省總?cè)丝诘?2%。2010年基準(zhǔn)年區(qū)域內(nèi)水資源總量55 911萬m3，占全省用水總量的14%，其中工業(yè)用水總量127 600萬 m3，農(nóng)業(yè)用水 88 470萬m3，居民生活用水61 352萬m3。隨著水資源供需矛盾的進(jìn)一步加劇，必需未雨綢繆做好應(yīng)對緊急情形時的水量籌集與調(diào)度研究。鄭平洛區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度是為應(yīng)對鄭平洛地區(qū)嚴(yán)重干旱缺水、遭遇突發(fā)性水污染事件以及發(fā)生其他特殊情況下需要啟動水量應(yīng)急調(diào)度的狀況時，將隸屬于不同流域、不同行政區(qū)域范圍內(nèi)的水資源臨時調(diào)入需求區(qū)，旨在保障人民生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水安全，有著重要的社會意義和現(xiàn)實意義。

一、鄭平洛區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度的有利條件

實施鄭平洛三個區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度具有以下有利條件：

①洛陽市有可供調(diào)度的潛在水資源。洛陽在鄭平洛三個區(qū)城中有著特殊的地位，地處豫西山丘區(qū)，地上地下及過境水資源豐富，位于黃河流域的陸渾水庫、故縣水庫和小浪底水庫，以及位于淮河流域的前坪水庫，可在緊急情形下，以居高臨下的地利優(yōu)勢，通過自有的灌溉網(wǎng)絡(luò)，自流向鄭州、平頂山缺水地區(qū)應(yīng)急供水。

②具有可供選擇的調(diào)水路徑和條件。洛陽可分別通過陸渾水庫東西3個干渠、小浪底南岸洞灌渠、洛河提水設(shè)施及即將建設(shè)的前坪水庫進(jìn)行跨流域跨區(qū)域應(yīng)急調(diào)水；鄭州可通過陸渾東一干渠，小浪底南岸洞灌渠二期工程、南水北調(diào)工程、滎陽、邙山、柳園口引黃工程等進(jìn)行跨流域跨區(qū)域應(yīng)急調(diào)水；平頂山可通過陸渾灌區(qū)東二干渠、南水北調(diào)工程、白龜山、石漫灘、燕山等水庫及即將建設(shè)的前坪水庫實施跨區(qū)域應(yīng)急調(diào)水；鄭平洛三區(qū)可以交叉應(yīng)急調(diào)水。平頂山和鄭州可以通過南水北調(diào)引水渠互相支援，洛陽可通過陸渾灌區(qū)東西兩個干渠向鄭州和平頂山應(yīng)急調(diào)水。

③有調(diào)水的潛在需求。特別是在遇到水污染、特大自然災(zāi)害時，本地區(qū)所有的水源均不能使用的情況下，只能尋求跨區(qū)域應(yīng)急調(diào)水。

二、鄭平洛區(qū)域水量調(diào)度機(jī)制研究

區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度機(jī)制研究涉及水量應(yīng)急調(diào)度情景設(shè)置、區(qū)域水資源供需平衡分析、調(diào)度線路設(shè)計、區(qū)域環(huán)境影響評價、調(diào)水區(qū)經(jīng)濟(jì)補償和調(diào)度方案設(shè)計等問題。

表1 鄭平洛水量應(yīng)急調(diào)度預(yù)案（情景1）

①鄭平洛區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度情景。設(shè)計應(yīng)急水量調(diào)度時，應(yīng)考慮的情景包括鄭州干旱缺水、水事污染缺水、其他不可預(yù)見的水危機(jī)從哪里緊急調(diào)水的情景；平頂山干旱缺水、水事污染缺水、其他不可預(yù)見的水危機(jī)從哪里緊急調(diào)水的情景；洛陽干旱缺水、水事污染缺水、其他不可預(yù)見的水危機(jī)從哪里緊急調(diào)水的情景；洛陽同時向平頂山和鄭州應(yīng)急供水的情景；鄭州同時向洛陽和平頂山緊急供水的情景；平頂山同時向鄭州和洛陽供水的情景等共12種情景模式。

②區(qū)域水資源供需平衡分析。多種情形下的應(yīng)急水量調(diào)度時，應(yīng)充分考慮需水區(qū)和供水區(qū)的水資源狀況，通過水資源供需平衡分析，核算供水區(qū)的可供水量、需水區(qū)的水資源需求量和最低需水量等。

③調(diào)度線路設(shè)計。應(yīng)急調(diào)水線路設(shè)計應(yīng)充分考慮現(xiàn)有調(diào)水工程的合理性和調(diào)水能力，充分考慮輸水周期包括時間長短、水量損失、水流速度等，充分考慮應(yīng)急調(diào)水的安全性，設(shè)計兩條以上的調(diào)水線路。

④區(qū)域環(huán)境影響評價?？鐓^(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度，往往是從相鄰的區(qū)域調(diào)水，必然涉及水質(zhì)、水體等環(huán)境問題，在研究時應(yīng)考慮不同流域、不同區(qū)域的水源質(zhì)量、水體生物多樣性問題，水體質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，水源生物引進(jìn)是否對本地水生物構(gòu)成危害，輸水線路是否有點源、面源、線源污染的可能性等。

⑤調(diào)水區(qū)經(jīng)濟(jì)補償。跨區(qū)域應(yīng)急調(diào)水應(yīng)回答調(diào)出區(qū)水資源的補充、水量損失的經(jīng)濟(jì)補償問題；受水區(qū)需要對調(diào)出區(qū)的損失進(jìn)行補償。其計算方法應(yīng)從價值角度進(jìn)行核算，事先簽訂價值補償協(xié)定。

⑥調(diào)度方案設(shè)計。設(shè)計符合法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的應(yīng)急水量調(diào)度預(yù)案，明確調(diào)度方法、步驟、啟動時機(jī)等機(jī)制。

三、鄭平洛區(qū)域水量調(diào)度方案設(shè)計

鄭平洛區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度方案設(shè)計包括前文所述的12種情景模式，并將緊急事件分為干旱 （輕度干旱、中度干旱、嚴(yán)重干旱和特大干旱）、水污染和其他事件（地震、人為操作失誤等）三大類，分別制定水量應(yīng)急調(diào)度預(yù)案，求解算法采用遺傳算法。由于水資源優(yōu)化配置的多目標(biāo)性，運用傳統(tǒng)的規(guī)劃方法難以解決好這類問題，遺傳算法作為一種新的全局優(yōu)化搜索算法，適合于多目標(biāo)優(yōu)化方案的選擇。

制定應(yīng)急調(diào)度預(yù)案的基本原則：①優(yōu)先保證生活用水，其次考慮工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水；②當(dāng)鄭平洛同時遭遇突發(fā)事件時，鄭州供水保證率要略大于平頂山和洛陽；③結(jié)合現(xiàn)有供水工程規(guī)模和現(xiàn)狀，合理制定引水量和引水時機(jī)，同時加強區(qū)域水資源的合理配置。在此僅以鄭州突發(fā)水事事件而洛陽、平頂山處于正常狀態(tài)的情景（情景1）為例而制定的預(yù)案，見表1所示。

四、主要結(jié)論

本文通過在嚴(yán)重干旱、水事污染及其他不可預(yù)見的水危機(jī)三種情形下，對實施跨區(qū)域應(yīng)急水量調(diào)度的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析演繹，構(gòu)建了鄭平洛水量應(yīng)急調(diào)度機(jī)制模式，為編制跨區(qū)域水量應(yīng)急調(diào)度預(yù)案，提供了科學(xué)依據(jù)。

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