駱馬湖水量調度與水資源利用研究

王 玉，侍翰生，張 艷，程建華

（江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇揚州 225127）

0 引言

駱馬湖位于江蘇省宿遷市北部，是淮河流域第三大湖，入湖河流主要為沂河水系、南四湖水系及邳蒼地區(qū)的多條支流，出流主要有新沂河、中運河及六塘河，湖泊具有防洪、灌溉、航運、發(fā)電、漁業(yè)等多種功能，具有水位落差較大、水體交換次數(shù)較多等特征，是一個大型的具有綜合效益的人工調蓄湖泊［1-3］。

隨著南水北調東線一期工程的建設完成，駱馬湖作為輸水干線上的主要調蓄湖泊之一，必將充分發(fā)揮其在南水北調水資源優(yōu)化配置中的巨大作用［4-6］。因此，需要在現(xiàn)狀水量調度方案的基礎上，對南水北調東線一期工程實施后的駱馬湖綜合調度運行提出新的思路。

1 駱馬湖現(xiàn)狀用水的調度運用條件

（1）防洪：駱馬湖現(xiàn)狀汛限水位為22.50m（廢黃河高程，下同），警戒水位23.50m，設計洪水位25.0m，校核洪水位26.0m，其洪水調度運用按照2012年國家防汛抗旱總指揮部批復的沂沭泗河洪水調度方案（國汛〔2012〕8號）執(zhí)行。根據駱馬湖不同水位，確定新沂河、中運河行洪流量，相機利用徐洪河行洪。

（2）供水：駱馬湖現(xiàn)狀興利水位23.0m，死水位20.5m，2012年確定其旱限水位為21.3m。根據文獻［7］中有關駱馬湖水源調度要求、省供水范圍的供水調度計劃及當時雨水情、用水形勢，確定并實施興利調度；當預計駱馬湖上中游基本沒有來水且蓄水位不能滿足未來一個時期用水需求時，為確保皂河閘以上城鄉(xiāng)生活用水和中運河航運，需要采取多梯級抽水補給駱馬湖，旱情嚴重、水源嚴重短缺時采取壓減沿線農業(yè)用水等措施，以確保重點用水；8月15日至9月30日，考慮駱馬湖水位逐步抬高到汛末蓄水位。

（3）航運：駱馬湖設計最低通航水位為20.50m，設計最高通航水位為24.0m。當中運河運河鎮(zhèn)水位降至21.0m以前，交通部門要采取緊急措施，突擊搶運積存煤炭。對一些主要物資也要組織突擊搶運，作好兩手準備；當運河鎮(zhèn)水位降至20.5m，航運和農灌用水發(fā)生嚴重矛盾時，農業(yè)和航運用水要兼顧，局部要服從全局。在旱情嚴重難以維持正常航運的時候，應減載或改用小船隊運輸。

（4）生態(tài)：當駱馬湖低于20.50m時，為盡量防止駱馬湖生態(tài)受到破壞，全力實施江水北調，盡量控制駱馬湖周邊引水口門，減緩水位下降速度。

2 水資源供水次序分析

2.1 現(xiàn)有工程的水資源供水次序

（1）根據輕重緩急，首先滿足城鎮(zhèn)生活及港口用水；二是保證電廠、京杭運河等骨干航道航運用水；三是重點工業(yè)用水；四是農業(yè)用水，其中主要滿足水稻用水；五是一般工業(yè)及生態(tài)環(huán)境用水。

（2）供水次序由近到遠；高水高用，低水低用；上游來水不足時，秋播冬灌、春灌、育秧盡量利用當?shù)厮?，當?shù)厮蛔銜r利用江河湖庫等外來水補充。

2.2 新增工程的水資源供水次序

（1）供水水源次序

①供水區(qū)各種水源的利用次序依次為當?shù)厮?、淮河水和長江水。按照水資源優(yōu)化配置的要求，要注重江水、淮水的聯(lián)合運用。

②干旱年份，駱馬湖接近死水位時，限制出湖水量，加大抽江水量補湖，保障人們的生活、生產及水生態(tài)環(huán)境用水。

③以長江為水源供水時，保障供水的優(yōu)先次序應分段供給，即先“長江～洪澤湖”段，再“洪澤湖～駱馬湖”段，后“駱馬湖～下級湖”段，條件允許時兼顧下一區(qū)段。

④供水水源在分區(qū)段供水的同時，力求按照水功能區(qū)水質保護目標實施達標供給。

⑤汛期應服從防洪調度，同時兼顧水量的年際變化，每年九、十月份開始，應視河湖水情及上游來水情況逐步蓄水，必要時繼續(xù)抽江水補充湖庫，以保證冬春水量的正常供給。

（2）行業(yè)供水次序

《中華人民共和國水法》第21條明確指出，“開發(fā)、利用水資源，應當首先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水，并兼顧農業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水以及航運等需要。在干旱和半干旱地區(qū)開發(fā)、利用水資源，應當充分考慮生態(tài)環(huán)境用水需要”。

①在非用水高峰期，用水的優(yōu)先次序通常為：生活、農業(yè)、工業(yè)和生態(tài)環(huán)境。

②在用水高峰期，按設計供水保證率由高到低實施供水，即首先滿足生活、工業(yè)尤其電力及煤炭工業(yè)、航運用水；其次供給農業(yè)灌溉用水；三是一般工業(yè)及生態(tài)環(huán)境用水。

2.3 區(qū)域水資源供水次序

（1）當長江水源有保證，且駱馬湖高于北調控制水位時，抽江水量出省優(yōu)先；長江水源有保證，但駱馬湖低于北調控制水位時，新增裝機抽江水量視情況出省。

（2）當長江大通站流量小于10000m3/s，或者長江水源發(fā)生突發(fā)性水污染事故、恐怖襲擊、戰(zhàn)爭等影響抽江水的事件時，限制或停止抽江供水。

（3）在供水區(qū)域內，擬由近及遠實施供水；農業(yè)灌溉用水高峰期、特殊干旱期、地區(qū)用水矛盾突出時，水資源調出（流出）所在地適度優(yōu)先用水，同時采取限制和錯峰措施，保障沿線及供水末梢地區(qū)的基本用水權益。

（4）對于直接供水區(qū)，一般干旱年份充分利用淮水，同時抽江補給其不足；干旱年份抽江濟淮，力求保證工農業(yè)生產及航運用水；特殊干旱年份除全力攔蓄地方徑流、利用回歸水或取用地下水源外，全力運用各項水工程措施，蓄、引、提等各種水源工程實施供水。

3 駱馬湖水量調度與水資源利用研究

3.1 水量調配原則

（1）江水、淮水并用，淮水在優(yōu)先滿足當?shù)匕l(fā)展用水的條件下，余水可用于北調。在淮河枯水年多抽江水，淮河豐水年多用淮水。

（2）按照水資源優(yōu)化配置的要求，在充分利用當?shù)厮Y源供水仍不足時逐級從上一級湖泊調水補充；當?shù)貜搅鞑荒軡M足整個系統(tǒng)供水時，調江水補充。

（3）為了保證各區(qū)現(xiàn)有的用水利益不受破壞，參照現(xiàn)有江水北調工程的調度原則，經過調算擬定了駱馬湖北調控制水位。一般情況下，低于此水位時，停止抽湖泊蓄水北調出省。

（4）為保證城市用水，在湖泊停止向北供水時，新增裝機抽江水量優(yōu)先滿足北方城市供水，然后再向農業(yè)供水。

3.2 不同年型水量調度

根據文獻［8］等相關資料，對典型年水量調配過程進行分析，結合湖泊防洪、供水、通航、生態(tài)等功能要求以及現(xiàn)狀江水北調水量調度原則綜合確定駱馬湖水量調度方案。水量調度以南水北調東線一期工程水質保護目標為前提，通過對南水北調受水區(qū)多年系列南北豐枯遭遇情況進行分析，豐、平、偏枯、枯、特枯年分別選取1962年、1969年、1959年、1981年、1966年作為典型年。

（1）豐水年份：調水入湖的時間主要在12-6月，泵站裝機利用小時為2900h，平均流量為92m3/s；調水出湖的時間基本覆蓋全年，泵站裝機利用小時為5400h，平均流量為154m3/s。

（2）平水年份：調水入湖的時間有35個旬，泵站裝機利用小時為5300h，平均流量為166m3/s；調水出湖的時間有36個旬，泵站裝機利用小時為5300h，平均流量為151m3/s。

（3）偏枯水年份：調水入湖的時間主要在7月-8月、10月中旬-6月上旬，泵站裝機利用小時為5900h，平均流量為187m3/s；調水出湖的時間主要在7月-9月上旬、10月下旬-6月上旬，泵站裝機利用小時為4800h，平均流量為136m3/s。

（4）枯水年份：調水入湖的時間主要在7月中旬-9月上旬、10月-6月上旬，泵站裝機利用小時為6900h，平均流量為216m3/s；調水出湖的時間主要在8月-9月上旬、10月中旬-5月中旬，泵站裝機利用小時為5000h，平均流量為142m3/s。

（5）特枯水年份：調水入湖的時間主要在11月下旬-5月中旬，泵站裝機利用小時為3700h，平均流量為116m3/s；調水出湖的時間主要在7月上旬-8月上旬、1月-5月中旬，泵站裝機利用小時為3100h，平均流量為89m3/s。

（6）多年平均：根據1956～1997年共42年系列資料統(tǒng)計分析，多年平均入湖泵站裝機利用小時為5200h，平均流量為164m3/s；出湖泵站裝機利用小時為5100h，出湖平均流量為145m3/s。

3.3 南水北調東線一期工程實施后水量調度研究

現(xiàn)狀駱馬湖水源主要供徐州市使用，東線一期工程實施后，將在江水北調基礎上增加北送規(guī)模，實現(xiàn)向省外供水的目標。水量調度線路如圖1所示。

圖1 駱馬湖水量調度線路示意圖

3.3.1 水資源調度總體思路

（1）駱馬湖水源由省防汛防旱指揮部統(tǒng)一調度。

（2）駱馬湖水源主要供徐州市使用，皂河閘下以及宿豫來龍灌區(qū)原則上由泗陽站抽引淮水、江水解決，但在電力、油料供應不及時以及用水高峰時，視駱馬湖水情適當從駱馬湖放水解決。用水緊張時，省防汛防旱指揮部確定總用水量，宿豫、泗陽兩縣（區(qū)）的用水由宿遷市負責分配安排，并確定井頭站、劉老澗站的抽水流量。

3.3.2 水量調度研究

（1）水量調度控制。在現(xiàn)狀水源調度的基礎上，根據駱馬湖防洪、供水、通航、生態(tài)等控制運行條件，湖泊運行水位一般情況下不低于死水位。在汛期進入淮北雨季后至8月14日駱馬湖水位控制一般不超過汛限水位22.5m；8月15日至9月30日，視天氣情況及中長期天氣預報，決定駱馬湖是否由汛限水位逐步抬高到正常蓄水位，充分利用洪水資源；10月～次年進入淮北雨季前，湖泊水位以正常蓄水位23.0m控制。

（2）北調控制水位。當遇枯水年，為保證駱馬湖周邊用水戶現(xiàn)狀用水利益不受破壞，湖水位較低時，將停止抽水北調出省。為此，根據現(xiàn)有調水工程體系及多年的調度運用實踐，擬定駱馬湖北調控制水位，一般情況下，當湖水位低于北調控制水位時，停止抽駱馬湖蓄水北調出省。駱馬湖北調控制水位為：①淮北雨季開始-8月14日為22.5m；②8月15日-9月為22.5-23.0m；③10月-5月為23.0m；④6月-淮北雨季前為23.0～22.5m。

（3）調水入駱馬湖的時機和條件。調水入駱馬湖的時機是根據降雨預報、上游來水、受水區(qū)用水需求以及湖泊防洪、供水、航運、生態(tài)等的要求綜合確定。后汛期至次年進入淮北雨季前，當駱馬湖水位低于正常蓄水位，上中游基本沒有來水或來水較少，且當洪澤湖水位高于北調控制水位時，啟用洪澤湖至駱馬湖兩條輸水線逐級抽水北送，補給駱馬湖；其他時期，駱馬湖水位低于汛限水位，上中游基本沒有來水或來水較少時，且當洪澤湖水位高于北調控制水位時，啟用洪澤湖至駱馬湖兩條輸水線逐級抽水北送，補給駱馬湖。

［1］李褆來，曲紅玲，陳黎明，等.駱馬湖水位動庫容分析［J］.中國科技論文，2012（5）.

［2］申霞，洪大林，談永鋒，等.駱馬湖生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及其保護措施［J］.水資源保護，2013（3）.

［3］楊邁里，王云飛.駱馬湖的成因與演變［J］.湖泊科學，1989（1）.

［4］馬平，劉麗君，張勁松，等.南水北調東線運行管理模式探討［J］.人民黃河，2008（11）.

［5］常虹.南水北調東線江蘇境內工程管理模式研究［D］.南京：河海大學，2005.

［6］閆國福，辛貴升，辛紅，等.南水北調東線第一期工程調度運行管理系統(tǒng)設計［J］.水利水電工程設計，2008（2）.

［7］江蘇省流域性、區(qū)域性水利工程調度方案［R］.1994.

［8］中水淮河工程有限責任公司，等.南水北調東線第一期工程可行性研究報告［R］.2005.