引江济太对保障太湖流域供水安全的作用分析

2015-01-26 19:54冯大蔚
中国水利 2015年21期
关键词:太湖流域调水水源地

梅 青,冯大蔚

(水利部太湖流域管理局,200434,上海)

太湖流域位于长江三角洲核心区域,流域经济社会发达,人口密度大。随着流域经济社会的高速发展,水资源短缺、水环境污染、水生态受损等问题日益凸现,资源、环境压力逐步加大,饮用水水源安全问题突出,供水安全形势严峻,制约着流域可持续发展。

为增加流域水资源量、改善水环境、保障供水安全,水利部太湖流域管理局积极践行水利部党组治水新思路,组织流域内苏、浙、沪利用一轮治太形成的流域水利工程体系,开展跨流域水资源调度。通过望虞河常熟水利枢纽引长江水入流域,经望亭水利枢纽入太湖,并带动区域水利工程优化调度,以提高流域水资源和水环境容量,增加流域供水,加快水体流动,提高水体自净能力,缩短太湖换水周期,改善太湖及河网水质,为流域供水安全提供保障。

一、流域供水安全对引江济太的现实需求

1.本地水资源不足,需通过引调水弥补

太湖流域多年平均水资源176亿m3,远小于350亿 m3的用水量;人均水资源约300 m3,仅为全国平均的1/7。水资源供需不足部分主要依靠流域内上下游重复利用和调引流域外过境水资源,每年需通过沿长江口门引长江水近100亿m3。流域遇90%及95%干旱年时,水资源缺口达30.6亿m3和42.3亿m3。目前,尽管流域沿长江口门众多,但仅有望虞河工程属于流域性工程,其引水能力强并与太湖连通。通过望虞河实施引江济太,引水进流域入太湖,可改善流域水资源条件,弥补水资源不足,满足流域供水需要。

2.水污染严重,需通过引调水改善

城镇化、工业化的快速推进导致流域生活污水、工业废水总量激增,主要污染物COD、NH3-N等的入河量达水体纳污能力的2~3倍。河湖水体普遍受到污染,湖泊富营养化,水生态系统退化,饮用水水源地安全受到严重威胁。此外,太湖水源地水质夏季易受蓝藻暴发影响,太浦河及黄浦江上游水源地易受上游来水、两岸排污及货船化工原料泄漏等影响,部分时段水质超标,近年来多次出现突发水污染事件,对供水安全造成严重威胁。在加强流域水环境治理的同时,通过引江济太可促进提高流域水环境容量,加快水体流动,遏制太湖蓝藻生长,改善河湖水质,提升流域供水安全保障度。

3.供水需求季节差异,需通过引调水调节

每年7-8月是太湖流域的用水高峰期,也是晴热高温少雨及太湖蓝藻的易发期;而2-4月流域枯水期,太湖及河网水位普遍较低,河网及水源地水质基本处于全年最差水平。长期水质监测数据显示,每年2-4月,黄浦江上游水源地主要污染物NH3-N浓度较夏秋季节平均变差1~2个类别。通过引江济太,在一定程度上对流域河湖水量、水位及水质进行调节,可改善流域供水条件。

二、引江济太是保障流域供水安全的必然选择

1.引江济太是保障流域供水安全最现实、最经济的手段

经过一轮治太,太湖流域骨干工程体系基本形成。望虞河作为流域引排水的重要工程直接沟通了长江和太湖,河道全长仅60 km,在长江侧设常熟水利枢纽,包括设计流量375 m3/s的节制闸和设计流量180 m3/s的泵站;在太湖侧设望亭水利枢纽,与京杭大运河立交,涵洞设计流量400 m3/s。引江济太立足于流域现有水利工程体系,发挥工程综合效益,通过望虞河调引长江水入太湖,充分利用了望虞河作为太湖流域最主要引排水通道,其引水能力强、输水量大的工程特性,以及沿岸水质相对可控的优势。根据设计,太湖流域遭遇1971年旱情时,可调引28亿m3长江水入湖。一般情况下,在望虞河常熟水利枢纽引水后3~5天,长江优质水资源可经望亭水利枢纽进入太湖。

2.引江济太是保障流域供水安全最直接、最有效的手段

目前,流域生活用水和通过管网供水的工业用水采用三片供水格局,即长江、钱塘江水源地供水,山区水库和苕溪水系水源地供水,太湖、太浦河、黄浦江上游水源地供水。其中,太湖有7处水源地,主要分布在贡湖及东太湖,2013年供水规模为每日400万m3;太浦河至黄浦江上游段有8处水源地,2013年现状取水规模为每日346万m3。引江济太调引长江水由望亭水利枢纽入太湖,通过环湖众多口门和太浦闸向下游增加供水,可使太湖水源地、太浦河、黄浦江上游水源地以及以河湖供水为主的工农业、航运、生态等直接受益。

3.引江济太是保障流域供水安全最稳妥、最可靠的手段

2002-2004年,太湖局组织实施了引江济太调水试验,探索了引江济太的可行性及效果,对涉及的关键技术问题进行了深入研究,为科学、稳妥地开展引江济太奠定了基础。2005年引江济太进入长效运行后,根据调度工作需要,先后编制了《太湖流域引江济太调度方案》和《太湖流域洪水与水量调度方案》,规定了引江济太调度控制水位和入湖水质类别,为引江济太调度提供了重要调度依据。2011年,国务院颁布了《太湖流域管理条例》,进一步确立了以保障流域重要饮用水水源地供水安全为重点、兼顾改善流域水环境需求的水资源调度指导思想。国家防总批复的《太湖流域洪水与水量调度方案》统筹了防洪与引调水的关系,为实施洪水与水资源统一调度,有效防控洪水风险,确保流域防洪、供水“两个安全”提供了调度保障。

三、流域供水需求引导引江济太调度目标及调度方式的调整

十余年来,引江济太紧密围绕流域经济社会发展引起的供水需求变化,立足于保障供水安全,不断调整调度目标和调度方式,不断适应新形势和新要求。主要经历了4个阶段:

①2002-2004年是调水试验阶段,调度目标主要是试验探索。主要开展引江济太调水试验和扩大引江济太调水试验,通过试验探索引江济太的可行性、效果等,对涉及的关键技术进行研究。在此期间,引江济太调度主要围绕调水试验开展,没有明确的调水时机,全年各个时段都有引水。

②2005-2006年是长效运行第一阶段,调度目标主要是增加水资源、改善水环境。在试验成功的基础上,自2005年开始,引江济太进入长效运行。这一阶段的调度目标主要是增加流域水资源供给、加快河湖水体流动、改善河湖水环境,主要在流域用水高峰期开展应急调水。

③2007-2009年是长效运行第二阶段,调度目标提升为增加水资源、改善水环境、保护水生态。2007年,由于太湖水源地水质恶化引发无锡供水危机,通过引江济太应急调水,有效改善了水质,化解了危机。2008年,国务院批复了《太湖流域水环境综合治理总体方案》,明确将引江济太作为流域水环境综合治理的措施之一,以此为节点,防止太湖蓝藻暴发、保障太湖水源地安全成为调水的另一个重要目标。每年4-9月蓝藻暴发高风险时段成为应急调水的重点时段。

④2010年至今是规范化运行阶段,调度目标进一步提升为增加水资源、保障供水安全,改善水环境、保护水生态。在多年实践基础上,根据引江济太长效运行需要,太湖防总和太湖局先后编制了《太湖流域引江济太调度方案》和《太湖流域洪水与水量调度方案》,使引江济太调度有了法定依据,引江济太进入规范化运行的新阶段。2010年秋至2011年春,太湖流域遭遇了严重的秋冬春连旱,第一次实施了引江济太跨年度调水,有效抗御了流域干旱,保障了供水安全。之后的调度,在关注应急调水的同时更加重视流域冬春季供水安全保障问题,逐步将跨年度引江济太调水常态化。党的十八大后,流域生态文明建设被提上重要议事日程,最严格水资源管理制度的施行、太湖流域水环境综合治理、水生态文明试点城市建设等进一步增加了流域供水、水环境、水生态用水的需求,引江济太调度目标进一步提升为增加水资源、保障供水安全,改善水环境、保护水生态,引江济太全年引调水时间和引供水量也相应增加。

四、引江济太对保障流域供水安全的作用

1.有效增加了流域水资源供给

据统计,从2002年至2013年年底,引江济太累计通过常熟水利枢纽调引长江水242.6亿m3,年均引水20.21亿m3;通过望亭水利枢纽引水入湖 109.7亿 m3,年均入湖 9.14亿m3;通过太浦闸向下游地区增供水170.4亿 m3, 年均增供 14.2亿 m3,有效增加了太湖和河网的水资源量。自引江济太开始,太湖年平均水位抬升0.11 m,年最低水位提高0.22 m。在太湖流域的高温、干旱年份,引江济太能及时补充水资源,作用尤为明显。

2011年1-5月,太湖流域降雨量较常年同期偏少约6成,为1951年以来同期最少。太湖局于2010年10月启动引江济太,首次开展跨年度调水,至2011年6月9日,连续引水237天,累计调引长江水27.9亿m3,入湖13.7亿m3,有效维持了太湖及地区河网水位,减缓了河湖水位下降趋势,满足了流域用水需求。

2013年流域出梅后持续高温少雨,多地气温及持续时间创历史纪录。7月7日流域出梅后至10月5日“菲特”台风影响前,流域降雨量较常年同期偏少近5成。太湖局于7月27日启动引江济太,连续68天持续全力引水,累计调引长江水12.3亿m3,入湖8.55亿m3,将太湖水位维持在3.05 m以上,保持了地区河网水位,流域供水未受高温晴热影响。

2.显著改善了太湖及河网水质

引江济太期间,太湖水源地水质保持优良,蓝藻密度有所减轻。通过太浦闸常年向下游地区供水,有效改善了下游水源地水质。同时,引江济太增加了流域优质水资源量,促进了河湖水体有序流动,平原河网、湖泊水质也得到不同程度改善。据初步分析,受益区水体水质优于Ⅲ类水标准的监测断面比例上升了20%,改善范围也随着引水量的增加而增加。望虞河干流改善了1~3个类别,入湖水质保持在Ⅰ~Ⅲ类;太浦河出湖水质稳定在Ⅰ~Ⅱ类;黄浦江松浦大桥氨氮水质指标有逐年改善的趋势;杭嘉湖地区河网Ⅴ类及劣Ⅴ类水体减少约30%;阳澄地区水质较引江济太前改善1~2个类别。

3.成功应对了多起突发水污染事件

引江济太实施以来,通过应急调度,成功应对了多起突发水污染事件,有效缓解了污染事件影响,为保障流域供水安全发挥了重要作用。

2007年5月30日,无锡供水危机期间,太湖局紧急加大常熟枢纽引水流量,9台泵站全部启用,引水流量200 m3/s,望亭水利枢纽入湖流量150 m3/s。31日,加大常熟枢纽引水流量达240 m3/s,望亭水利枢纽达 200 m3/s。至6月4日后,贡湖水厂水源地水质得到全面改善并保持稳定,水源地供水恢复正常。

2013年1月10日,上海市朱泾突发水污染事件,影响黄浦江上游松江、金山、闵行、奉贤等4个区的取水口,日取水规模约 226万t,涉及 450万人的饮水安全。太湖局实施应急调度,开启太浦河泵站,按200 m3/s向下游大流量应急供水,抑制污染物随潮水上溯,增大水体稀释能力,推进污染物下泄,累计供水0.80亿 m3,对确保取水口水质安全起到了积极作用。

五、对进一步提高引江济太供水保障能力的思考

紧紧围绕流域经济社会发展对供水安全保障的需求,继续推动引江济太不断深化,使其在流域水生态文明建设、实施最严格水资源管理制度、实现水环境综合治理目标中发挥更加积极的作用,是当前和今后一段时期引江济太的重要任务。但引江济太还面临着诸多问题:新一轮流域治理骨干工程尚未实施,引水线路单一,工程引水能力不足,流域仅能满足75%中等干旱年水资源供需平衡,供水保障能力有限;受望虞河西岸支流污水和东岸分流影响,引水入湖效率偏低;引江济太长效运行机制和管理制度尚不完善;科学调度技术及信息支撑仍显不足;防洪、供水、水环境、水生态多目标调度统筹难度大。因此,需要我们加大力度,开拓创新,从工程、调度、机制、管理、科技等方面多措并举加以解决,进一步提高引江济太的供水保障能力。

1.加快骨干工程建设步伐

加快实施有关规划中已确定的对流域引调水有着重要作用的望虞河后续工程、新孟河延伸拓浚工程以及望虞河西岸控制工程等流域性骨干工程。通过工程措施,大力提高引江济太引水入湖能力,增加流域水资源供给;增辟太湖上游引江入湖通道,扩大太湖和区域的受益范围,促进太湖水体流动,改善竺山湖和梅梁湖两个湖湾及太湖西岸水质;对望虞河两岸实行有效控制,减少望虞河西岸污水入流对引水的影响,提高引水入湖效率。

2.挖掘引江济太调度潜力

按照现行调度方案,尝试在不增加流域防洪风险的前提下,通过流域骨干工程大引大排(供)、多引多排(供)以及适时调度区引排(供)等,进一步增加引江济太引供水量,增强河湖水动力,促进水体有序流动,改善河湖水环境和水生态。围绕流域水资源、水环境、水生态等多种需求,建立多目标调度指标体系,推进流域综合调度。加强对流域各地用水需求的掌握,根据各地对引江济太的不同需求,更加合理地确定不同时段重点供水保障对象,科学制定年度和阶段调度目标及计划,精细调配水资源,实现调水效益最大化。充分发挥现有工程的综合作用、特别是沿江工程的引水潜力,提高望虞河引水入湖效率,加强环湖口门调度管理,进一步提高现状工况下的供水保障能力。

3.完善引江济太管理机制

依据《太湖流域管理条例》等法律法规,结合最严格水资源管理制度的实施,制定引江济太分工责任制度,进一步明确相关各方在引江济太水资源调度中的责权利,构建统一组织、分级负责,共同参与、各负其责,风险共担、利益共享的引江济太管理机制;制定引江济太会商制度,进一步完善流域与省(直辖市)的调度协商机制;拓展引江济太联络员机制,进一步发挥平台作用;制定太湖流域重要水工程调度管理制度,进一步强化重要水工程的调度监管职责,建立有效的调度管理督查机制;提出对流域水资源配置影响较大的水工程名录,构建区域服从流域、流域带动区域的高效执行机制,全面促进引江济太的规范管理。

4.提升引江济太管理手段

强化对流域水雨情、旱情及需水规律的分析研究,在科学分析基础上,进一步细化调度方案,增强方案的实用性和指导性。按照《太湖流域管理条例》要求,在《太湖流域洪水与水量调度方案》基础上,结合近年来的引江济太调度实践,抓紧编制《太湖流域水资源调度方案》《太湖抗旱水量应急调度预案》《突发水污染事件应急调度预案》,进一步通过方案预案来统筹调度目标,协调各方利益,约束调度行为,提高应急处置能力。开发建设流域调度管理系统、引江济太综合管理平台,提升信息化管理水平。丰富水量水质监测和督查巡查手段,优化引江济太水量水质监测方案和监测方式,强化与地方的信息共享。结合流域水资源预警监控能力建设,提高引江济太决策支持能力。强化水文气象预测预报,提升供水形势的预判能力和引江济太调度的预见性,有效控制引水风险,提高流域调度精细化、科学化水平。

5.深化引江济太调度研究

加强流域综合调度指标体系研究,提高流域防洪、供水、水环境、水生态调度的统筹能力。通过开展区域调水试验,进一步掌握流域区域水情变化规律、水资源调度规律,提高流域与区域调度的统筹能力,逐渐形成洪水、水资源、水环境以及流域与区域协调一致的调度体系。加强走马塘、新沟河、太嘉河等新建工程对流域区域引供水的影响分析,为科学制定流域水资源调度方案、有针对性地做好引供水调度创造条件。加强对省市和社会关切问题的专题分析研究,尽可能地减小流域调水造成的影响与风险。深化对引水入湖水质指标研究,优化现有入湖控制指标体系;加强对流域河湖适宜水位,特别是太湖生态水位的研究,为合理控制太湖及河网水位提供科学依据。

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