枯水年大型水庫調(diào)度管理的探討

□付 靜 □楊曉鵬 □邱天珍（南陽市鴨河口水庫工程管理局）

0 前言

水是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源，也是生態(tài)環(huán)境的控制性要素。就全球而言，缺水與人口、環(huán)境和能源問題一樣，已成為很多國(guó)家和地區(qū)面臨的四大危機(jī)之一。頻繁發(fā)生的干旱是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重大災(zāi)害氣候問題，它已直接和間接地阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并且威脅著人類的生存，對(duì)社會(huì)造成不利影響，對(duì)人類生存的危害也日趨嚴(yán)重。因此，在干旱時(shí)期進(jìn)行水資源合理配置研究具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前已有不少專家學(xué)者對(duì)某些流域或河流進(jìn)行枯水年預(yù)測(cè)、枯水年資源配置等相關(guān)研究，而對(duì)于調(diào)節(jié)徑流、蓄洪補(bǔ)枯的大型水庫如何應(yīng)對(duì)干旱氣候，如何在枯水年進(jìn)行科學(xué)調(diào)度管理還鮮有研究。水庫是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及社會(huì)發(fā)展與穩(wěn)定起著舉足輕重的作用。所以，在枯水年研究大型水庫如何合理配置水資源，提出比較科學(xué)實(shí)用的調(diào)度管理方法十分有必要、有價(jià)值。

1 鴨河口水庫概況

鴨河口水庫位于長(zhǎng)江流域漢江支流的白河上游，壩址在南陽市皇路店鎮(zhèn)鴨河村。水庫始建于1958年，1959年建成。水庫控制流域面積3030 km2，最大水面面積110km2，總庫容為13.16億m3，是國(guó)家大（1）型水庫，代碼為BFG31201091。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇洪水設(shè)計(jì)，萬年一遇洪水校核。校核洪水位181.50m，相應(yīng)庫容13.39億m3。

鴨河口水庫系多年調(diào)節(jié)的大型水庫，擔(dān)負(fù)著唐白河地區(qū)的防洪、灌溉、發(fā)電等綜合利用的調(diào)度任務(wù)。水庫設(shè)計(jì)灌溉面積14萬hm2，電力工業(yè)、城市工業(yè)、景觀用水及居民生活用水約0.70億m3，結(jié)合灌溉水電站設(shè)計(jì)年均發(fā)電量3500萬度。

根據(jù)對(duì)該流域1956-2005年共50年的降水量系列資料計(jì)算得出流域內(nèi)降水量的年際變化非常大，年內(nèi)分配很不均衡，河川徑流還存在年際豐枯交替變化頻繁的特點(diǎn)。所以鴨河口水庫的這些特點(diǎn)具有典型性，對(duì)該水庫的管理研究具有代表性和必要性。

2 典型年份選取分析

選取2012年和2013年相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。2012年水庫總來水量為9.41億m3，較接近多年平均來水量10.20億m3。2013年為建庫以來第二少來水年，年來水量為3.20億m3，為典型的枯水年。該流域迄今為止來水量最少的一年為1966年，年來水量為2.46億m3，基于時(shí)間相隔久遠(yuǎn)和相關(guān)數(shù)據(jù)不詳?shù)仍?，沒有選取該年份作為典型年。

根據(jù)該水庫2012年（13783個(gè)）和2013年（15069個(gè)）實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)，得出兩年的月平均水位對(duì)比圖1和水量水位對(duì)比表1?？芍?013年來水量約為2012年1/3，日平均水位比2012年低2.33m，尤其是后5個(gè)月，兩年的月平均水位差高達(dá)5.20m。

圖1 鴨河口水庫2012年和2013年水位對(duì)比圖

2013年該流域?yàn)榭菟辍Ｔ趪?yán)重的干旱面前，鴨河口水庫并沒有捉襟見肘，而是有力發(fā)揮了抗旱補(bǔ)枯的巨大作用，為該流域的生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、景觀用水提供了有力保障。管理者科學(xué)合理的調(diào)度策略，最大化發(fā)揮了水庫工程的綜合效益，也為單位經(jīng)濟(jì)收入做出重大貢獻(xiàn)，見表2。

表1 鴨河口水庫2012年和2013年水量水位對(duì)比表

表2 鴨河口水庫2012年和2013年綜合管理對(duì)比表

3 管理方法探討

通過上述對(duì)比分析可知，在年來水量不足平均年1/3的干旱災(zāi)害面前，鴨河口水庫在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)及城市供水方面發(fā)揮了有力的保障作用，也為當(dāng)?shù)氐呢?cái)政稅收創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其主要管理方法有以下幾個(gè)特點(diǎn):

3.1 常存憂患意識(shí)，未雨綢繆，保障水資源供給

在2013年干旱面前，鴨河口水庫工程管理局未雨綢繆，積極主動(dòng)，多措并舉，全力應(yīng)對(duì)枯水年。充分發(fā)揮水庫多年調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，在豐水年時(shí)期想到枯水年，合理利用豐水年水資源豐富的優(yōu)勢(shì)，科學(xué)蓄水。并在枯水年制定切實(shí)可行的供水保障方案，統(tǒng)籌安排農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)和生態(tài)景觀用水，切實(shí)加強(qiáng)水資源的優(yōu)化配置和科學(xué)調(diào)度，落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，促進(jìn)水資源高效利用，為打造大美南陽提供水資源支撐。

3.2 利用現(xiàn)代化技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)，確保工程安全運(yùn)行

現(xiàn)代化的管理手段能夠提高水庫工程管理的效率和質(zhì)量。為了使鴨河口水庫更好地發(fā)揮應(yīng)有的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)保障水庫及相應(yīng)地區(qū)的安全，及時(shí)掌握水庫運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)等各方面參數(shù)，鴨河口水庫建立了水情遙測(cè)預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)、水文報(bào)汛系統(tǒng)、閘門遠(yuǎn)程控制和視頻監(jiān)視系統(tǒng)、大壩滲流動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)和洪水自動(dòng)預(yù)報(bào)調(diào)度模型等，這些技術(shù)的應(yīng)用能為水庫安全分析、數(shù)據(jù)管理和調(diào)度決策提供可靠的依據(jù)，確保水庫安全運(yùn)行，積極推進(jìn)鴨河口水庫數(shù)字化管理進(jìn)程。

3.3 依法管理，規(guī)范制度化建設(shè)

按照《中華人民共和國(guó)水法》、《中華人民共和國(guó)防洪法》、《水庫大壩安全管理?xiàng)l例》和《水庫大壩安全鑒定辦法》等相關(guān)法律法規(guī)，水庫管理局十分重視水庫管理規(guī)章制度建設(shè)，建立并完善人事勞動(dòng)制度、學(xué)習(xí)培訓(xùn)制度、崗位責(zé)任制度、請(qǐng)示報(bào)告制度、檢查報(bào)告制度、關(guān)鍵崗位制度等。特別在工程管理方面，嚴(yán)格按照水利部《水利工程管理考核辦法》要求，使水庫工程在觀測(cè)、檢查、維修、養(yǎng)護(hù)等方面工作嚴(yán)格按制度執(zhí)行，真正做到了工程管理制度化、規(guī)范化、科學(xué)化。

3.4 制定多選擇調(diào)度方案

在水庫控制運(yùn)用方面，水庫管理局以科學(xué)預(yù)報(bào)為依據(jù)，以優(yōu)化調(diào)度為根本，合理進(jìn)行控制運(yùn)用，制定多種調(diào)度方案，做到了上下游兼顧、防汛抗旱結(jié)合，充分發(fā)揮了水庫工程的綜合效益。根據(jù)該流域水資源和水庫庫容的實(shí)際情況，計(jì)算不同需水、用水方案和不用供水水源、供水策略下研究區(qū)的供、耗、排狀況。通過計(jì)算和反饋得到不同策略的調(diào)度方案。根據(jù)每個(gè)方案的平衡結(jié)果，最終通過綜合比較的方法達(dá)到水資源的推薦配置方案。另外，在特別干旱的年份要制定枯水年應(yīng)急制度，為水資源規(guī)劃及水量調(diào)度運(yùn)行提供充分的科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)語

鴨河口水庫作為大型綜合利用水庫，擔(dān)當(dāng)著一庫多用、一水多用的重任。通過上述分析可知在枯水年，通過優(yōu)化調(diào)度管理，該水庫在抗旱、興利方面發(fā)揮了重要保障作用。以后作者將進(jìn)一步研究水庫優(yōu)化調(diào)度管理理論和模型方法，建立優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，按照水庫優(yōu)化調(diào)度理論具體指導(dǎo)水庫的實(shí)時(shí)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)水庫最合理、最有效、最經(jīng)濟(jì)的調(diào)度。

[1]姚安琪.特別枯水年的水資源配置研究:[學(xué)位論文].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[2]劉立.鴨河口水庫流域水文特征分析.河南水利與南水北調(diào),2013(12).

[3]劉德波.鴨河口水庫興利水位設(shè)計(jì)與運(yùn)用分析.人民長(zhǎng)江,2012,43(1).