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科学调度、合理配置,确保澳门供水安全
  2009-12-29 10:42  

  本站讯 (通讯员 孙波)今年是新中国成立60周年,也是澳门回归10周年,确保澳门等珠江三角洲地区的供水安全具有十分重要和特殊的意义。党中央、国务院领导高度重视澳门、珠海等珠江三角洲地区供水安全,多次作出重要批示,要求要通过科学调度,确保澳门供水安全。在国家防总的统一指挥下,珠江防总深入贯彻各级领导的批示精神,把保障对澳供水安全作为首要任务,超前部署、精心组织、科学调度,于9月15日开始实施第六次珠江流域水量调度工作。

  2009-2010年枯水期水量调度是珠江防总自2004年成功开展5次水量调度工作以来面临形势最为严峻的一年。2009年,珠江流域后汛期直至枯水期遭受特枯年份影响,流域中上游降雨少、来水枯、蓄水严重不足;受厄尔尼诺现象海平面上升和后汛期径流量的急剧减少,珠海市平岗主力泵站9月15日便出现强咸潮影响,基本呈现出现早、强度大、不间断、反常态的总体态势。咸潮的异常活跃严重威胁澳门、珠海等地区供水安全,开展珠江水量调度工作势在必行;但是上游骨干水库蓄水严重不足,截至9月15日8时水量调度涉及的主要骨干水库天生桥一级、龙滩、百色和飞来峡的有效蓄水总量仅为86.4亿立方米,比2008年同期的有效蓄水总量少94.3亿立方米,比今年调度方案要求天一、龙滩两库至少112的基本条件少近25亿,珠江防总面临新的技术挑战。

  面对“咸情增强,如何利用严重紧缺的水资源,保障压咸效果”的新课题,9月15日第六次珠江水量调度实施以来,珠江防总办全力以赴,精确预测、深度挖潜、动态调度,在5次成功经验基础上,深入分析“避涨压退”、“动态控制”的实施尺度,细化影响咸潮的主因及辅因,结合下垫面变化科学降低最小压咸流量,形成了“马鞍形调度”、“精细调度”等更加优化的技术方式。

  一是精确预测,大胆推断平岗泵站、联石湾水闸取淡、引淡时机

  河口咸潮受径流、潮汐、波浪、风、地形地貌等诸多因素的驱动、影响和制约,咸潮活动机理复杂,因此,咸潮的精确预测预报一直是国际学术和工程领域的难题。近几年,受径流、地形变化影响,珠江河口咸潮活动规律不断变化,咸潮的精确预测预报难度进一步加大。

  在前五次珠江枯水期水量调度工作中,珠江防总办在咸潮活动规律、影响因子定量化、咸情预测预报等研究领域取得了多项创新成果,如:枯水期、潮周期和日的时间尺度上多(单)因子输入-多(单)因子输出的预测预报模型,风对咸潮影响的定量研究、最佳压咸时段与最小压咸流量优化研究等。咸潮的预测预报,除考虑径流、潮汐等影响因子外,还充分考虑气象因子和咸潮活动规律的变化,进一步提高了预报精度。目前,平岗泵站、联石湾水闸抢淡时机可精确到半日潮周期,咸潮预测预报精度达到国际先进水平。

  与前五次珠江枯水期水量调度相比,2009年汛末以来,上游来水更枯,咸潮来得更早,强度更强,影响范围更大,咸潮活动规律明显不同之前几个枯水期,珠江防总办认真总结以往研究成果,准确分析今年水情、咸情,提出了在精确预测平岗泵站、联石湾水闸取淡、引淡的基础上,通过维持河道基础水量和更加机动、科学地调度,节约水资源,千方百计延长平岗泵站取淡时间,同时为联石湾水闸取淡创造条件的设想。经过9月8日以来多次调度取水效果的检验,这种调度方式在保障澳门、珠海供水安全的前提下,最大程度地节约了水资源。

  二是滚动预报,充分利用区间水资源

  2009-2010年枯水期水量调度水情预报和监测范围涉及整个西江和北江流域共39.98万平方公里,行政区域跨越云南、贵州、广西和广东4省(自治区)。但控制性水利工程天生桥一级、龙滩、岩滩和百色4座骨干水库集水面积仅12.6万平方公里,占西江面积36%,其余22.7万平方公里的中下游区间因尚无大型控制性水利工程,无法调控。为了充分利用无控区间的雨洪资源,高效地利用骨干水库可调控的有限水资源,对现有的历史演变法、退水曲线法和相似年法等枯季预测方法进行比较优选,最终确定以数理统计与趋势分析相结合的方法为主,经验调整和模型计算等多种方法为辅的预测方案,并据此提供珠江流域枯水期中、长期水文预报和实施补水期动态控制梧州、石角水文站流量需要的短期预报。

  据目前珠江流域发生的情况来看,“2009-2010年枯季来水年型属特枯”的预测结果,与实际情况基本一致。正确的中长期来水形势判断为珠江防总提前部署提供了科学支撑。调度开始以来,每5天根据实时降水修正预测,提供10-20天迁江至梧州区间等重要区域的降水和15个断面来水预测成果。当出现明显降水过程时,及时滚动修正。尤其在集中补水期间,实时跟踪不断滚动修正天生桥一级、龙滩、岩滩、长洲、飞来峡等骨干水库和柳州、对亭、太平、金鸡、京南、古榄、官良、梧州、石狗、石角等10个重要站点来水变化,并结合未来3天的降雨趋势预测,提供15个断面未来3天流量过程的精细预测成果。准确的短期预报有效保障了精细调度的顺利开展。

  三是深度挖潜、水库群联合调度,“动态控制”梧州流量

  2009-2010年枯水期珠江水量调度开展以来,珠江防总办从寻求最好压咸效果节点着手,深度挖潜,力求合理配置水资源,节约使用有限水量。经多方案比算,最终选择利用长洲、飞来峡水利枢纽这两个据下游最近、调度灵活、对电网干扰小、具有一定的调节库容优势的水利枢纽作为调度节点,根据模型演算联合调度上游水库群错时依次对沿线水库补水,最终达到对长洲水利枢纽按需、按时补库的目的;咸潮上溯较弱期,采用“打头压尾,保中间” 的调度方式,“动态控制”西江梧州断面、北江石角断面流量,争取最佳压咸效果。在调度的实施过程中,逐步形成了动态控制梧州马鞍型流量过程的调度方式,以前几次集中补水为例,最大潮差出现前2天左右控制梧州+石角流量2300立方米每秒,中间段1800立方米每秒,最小潮差出现的前2-3天再次加大梧州+石角流量。

  长洲水利枢纽作为调度节点能够有效保障压咸效果,但加大了调度的难度及风险。因为长洲水利枢纽均为径流式电站,实际可调库容仅2亿立方米,而每旬补水需动用的水量均在4亿立方米以上,“动态控制”发电流量,即要求精准的上游来水及压咸、取淡时机预测,又要求“精细调度”西江上游水库及时向长洲水利枢纽补水,否则调度工作将面临无水为继的局面。飞来峡水利枢纽作为调度节点的启用,不但增加了压咸流量,还有效地控制了西江过北江的分流,起到了集中有效水资源向下游补水的作用。

  四是精细调度,有效延长取淡时间

  珠江水量调度工作实施以来,面对日益减少的蓄水形式和严峻的下游供水形势,珠江防总办力求精细化调度,合理配置有限水资源,通过技术攻关,精确压咸时间、科学论证压咸流量。实施“调令下达日均到天,咸潮预测到半日潮周期、模型演算到时”的精细化调度方式;保障平岗泵站取水的最小压咸流量由西江梧州站+北江石角站流量之和约3000立方米每秒降为2300立方米每秒;同时大胆预测了保障联石湾水闸可以引蓄淡水的最小流量为西江梧州站+北江石角站流量之和约3300立方米每秒。

  以第五次集中补水为例,14日后长洲、飞来峡水利枢纽错时放水,保证长洲水利枢纽调度期内平均出库流量控制在2300立方米以上,最大值达2500立方米每秒;飞来峡水利枢纽最大出库流量达800立方米每秒持续3天,确保了前期梧州断面最大日均流量达到2950立方米每秒,石角站最大值达到731立方米每秒,西江梧州站+北江石角站最大日均流量之和3600立方米每秒,西、北江来水于思贤滘会流后集中优势向下游补水压制咸潮。

  压咸效果显示,第五次集中补水是珠江防总办实施精细调度的成功案例,调度水峰按预期于16日大潮落潮段到达平岗泵站,虽然当日仅3小时达标,但有效压制了咸潮,为延长第二日取淡时段做出贡献;21日,联石湾水闸在充分冲咸、冲污后于下午3时按调度预期引淡蓄水,取淡时机的精准预测为联石湾等水闸的科学调度提供了技术保障。第五次集中补水的目标按计划完成,截至26日平岗泵站取水1080万方,抢淡机率为54.4%,中珠联围引蓄优质淡水3000万方,确保了澳门回归10周年庆典期间供水安全。

  2004-2009年,在国家防总、水利部的统一指挥下,珠江防总按照“以确保澳门供水安全为首要目标”的原则,利用潮汐规律顺势而为,统筹兼顾,科学调度,找规律,勤总结,不断完善优化调度技术,破解了来水严重偏枯、咸潮活动增强、在建工程众多等调度难题,化解了雨雪冰冻灾害、金融危机带来的水调和电调矛盾,以及来水调与航运的矛盾,积极应对了极端天气、不利气象条件和突发事件,成功实施了5次珠江流域水量调度工作(2009-2010年珠江流域枯水期水量调度工作正在实施),确保了近年澳门、珠海等珠江三角洲地区的供水安全。这是水利行业落实科学发展观,践行民生水利的创新,是维护河流健康,建设绿色珠江的重大突破,彰显了珠江防总办雄厚的技术实力。

  珠江防总办将认真总结6年的成功经验,深入开展珠江口咸潮研究,逐渐探索抵御咸潮侵袭的长效机制,贯彻落实《澳门、珠海等地规划》。流域水资源配置工程体系不健全,是今后一段时期内珠江流域水资源供给必须面对的现实问题,加快西江控制性工程大藤峡水利枢纽建设,提高流域的水资源配置能力,是解决咸潮上溯问题,保障流域防洪安全和澳门、珠海及珠江三角洲的供水安全长远的有效工程手段。同时,利用红水河、郁江、东江、北江等已建水库、水电站,在保证安全和原有开发目标的同时,科学调度,充分发挥这些已建水库的防洪、水资源配置、水生态安全方面的综合效益,需要建立枯水期水量调度机制,实行流域水资源统一调配,这是解决当前珠江水资源突出问题的重要手段。


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