王鳳恩 謝旭和
(水利部珠江水利委員會,廣州 510611)
珠江由西江、北江、東江和珠江三角洲諸河4個水系組成,經(jīng)由虎門、蕉門、洪奇門、橫門、磨刀門、雞啼門、虎跳門和崖門八大口門流入南海,流域總面積45.37 萬km2,其中我國境內(nèi)面積44.21 萬km2。珠江流域水資源總量豐沛,但時空分布不均,徑流年內(nèi)豐枯變化顯著,汛期(4—9 月)徑流量約占全年的78%,枯水期(10 月至翌年3 月)徑流量約占全年的22%;最枯月平均流量常出現(xiàn)在每年12月至翌年2月,多出現(xiàn)在1月。
粵港澳大灣區(qū)城市供水水源以河道取水為主,本地水庫調蓄能力和應急備用水源不足,通常在枯水季節(jié),河道徑流量減少,河道取水口極易受咸潮影響。進入21 世紀以后,受全球氣候變化和人類活動影響,珠江河口咸潮上溯日益加劇。尤其是近年來磨刀門水道咸潮上溯呈現(xiàn)新特征,主要表現(xiàn)為咸潮開始時間更早、持續(xù)時間更長、咸潮上溯距離更遠,直接影響澳門、珠海、中山等粵港澳大灣區(qū)城鄉(xiāng)居民用水安全。
在黨中央、國務院的堅強領導下,在水利部的統(tǒng)一指揮下,2005—2023年期間,水利部珠江水利委員會(以下簡稱珠江委)成功組織實施了19 次珠江枯水期水量調度,有效抑制咸潮上溯,全面保障了澳門、珠海等地供水安全,同時兼顧了發(fā)電、航運、生態(tài)等用水需求,形成了多方共贏局面,為粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟社會高質量發(fā)展提供了堅實的水安全保障。
2021 年,珠江流域東部地區(qū)發(fā)生自1961 年以來最嚴重干旱,下游河口地區(qū)咸潮活躍,呈現(xiàn)“秋冬春連旱、旱上加咸”的不利局面。按照水利部的部署要求,珠江委立足于流域水資源自然稟賦、經(jīng)濟社會布局和水利工程體系變化,綜合考慮上中下游用水需求,構建以受水區(qū)本地水庫群為“第一道防線”,以3 d內(nèi)水頭能夠到達受水區(qū)、能快速反應實施補水的近地水庫為“第二道防線”,以流域遠地的大型水庫群為“第三道防線”的供水保障格局。
針對2021 年珠江流域60 年最嚴重干旱,珠江委根據(jù)流域水情、旱情、咸情、工情變化情況,實施全流域水庫群聯(lián)合調度。“第一道防線”當?shù)厮畮?,搶抓時機抽蓄淡水,通過蓄水補庫調度,實現(xiàn)“灌滿門前水缸”,提升供水保障能力;“第二道防線”近地水庫是關鍵,西江大藤峽、東江劍潭等中游水庫保持高水位運行,在下游可能出現(xiàn)咸潮或無法正常抽取淡水時,考慮潮汐動力、徑流條件和不利氣象條件等因素,精準預演調度方案,精細實施壓咸補淡應急補水調度,確保淡水按時、保質、保量到達下游取水口;“第三道防線”西江龍灘、東江新豐江等流域上游遠地水庫,作為全流域抗旱保供水的水源儲備龍頭,持續(xù)向“第二道防線”水庫補充淡水,精打細算用好每一方水量,維持整個供水保障系統(tǒng)的正常運行,形成全流域、大空間、長尺度、多層次的供水保障“三道防線”,發(fā)揮水源系統(tǒng)最大抗旱效益。
供水保障“三道防線”的構建為珠江抗旱保供水工作開啟了流域統(tǒng)一調度新篇章。在水利部的統(tǒng)一部署下,珠江委科學調度“三道防線”,先后3 次啟動壓咸補淡應急補水,精準壓制珠江三角洲咸潮,精準確保大江大河沿線城市有源源不斷的淡水補充,有力保障了粵港澳大灣區(qū)供水安全,最大程度減少了災害損失。
2022—2023 年枯水期,珠江流域受降雨、江河來水持續(xù)偏少影響,西江遭遇特枯水年,珠江河口咸潮上溯偏強,澳門、珠海等地供水安全受到嚴重威脅。
(1)降雨。2022 年5 月下旬至7 月上旬,西江、北江、韓江接連發(fā)生8 次編號洪水,珠江流域發(fā)生2 次流域性較大洪水,其中北江發(fā)生1915 年后最大洪水。但在2022 年7 月中旬后,珠江流域出現(xiàn)豐枯急轉,特別是10 月進入枯水期后,降雨持續(xù)偏少,2022 年10 月至2023 年3 月下旬西江流域累計面平均降雨量僅有163.0 mm,較多年同期偏少4 成,為自1961年有完整記錄資料以來同期第2少。
(2)來水。受降雨偏少影響,2022—2023 年枯水期(2022 年10 月至2023 年3 月),西江來水持續(xù)偏少,西江干流控制站梧州水文站天然來水流量為1 440 m3/s(來水頻率P=97%),較多年同期偏少近5 成,達到特枯水年水平,其中2023 年1 月梧州站月均天然來水流量僅1 010 m3/s,為自1950年有完整記錄資料以來同期第1少。
(3)咸潮。2022—2023年枯水期(2022年10月至2023年3 月),珠江河口共出現(xiàn)11 輪強咸潮,咸潮影響時間為有監(jiān)測記錄以來最長,較常年偏長近1 個月。其中,磨刀門水道咸潮最遠上溯約53 km,珠海、中山等地主要取水口含氯度超標時間較常年偏早1~2個月;珠海主力取水泵站平崗泵站枯水期平均取淡概率為自2005 年有咸情監(jiān)測記錄以來最低。受咸潮影響,澳門、珠海本地水源儲備一度快速消耗至僅剩20余天正常用水需求,中山市坦洲鎮(zhèn)供水水庫蓄水嚴重不足。
珠江委堅持以流域為單元,與有關?。ㄗ灾螀^(qū))水利、電力、航運、氣象等部門密切協(xié)作,加強監(jiān)測預報預警,科學調度“三道防線”,強化協(xié)調督查指導,全力保障供水安全。
(1)提早謀劃部署,精心編制調度方案。珠江委堅持“預”字當先、“實”字托底,從供水安全最不利情況出發(fā),超前謀劃供水保障工作,及早趕赴流域上游水庫、水電站和下游珠海、中山等開展實地調研,全面了解各方用水需求。組織編制完成《2022—2023年珠江枯水期水量調度實施方案》,確定了“筑牢防線、上下聯(lián)動;前蓄后補、風險管控”的調度思路,并對供水保障“三道防線”蓄水和補水調度提出了明確要求,為后期科學調度夯實基礎。
(2)統(tǒng)籌流域全局,科學實施蓄水調度。珠江“22·6”洪水期間,珠江委在全力保障防洪安全的同時,統(tǒng)籌考慮供水安全形勢,準確研判到流域枯水期可能來水偏枯,科學調度西江、北江水庫群攔蓄洪水126 億m3,2022 年后汛期及時實施西江“第三道防線”骨干水庫汛末蓄水共攔蓄15 億m3,為枯水期水量調度儲備了關鍵水源。同時有序推進“第二道防線”大藤峽水利樞紐工程蓄水,加強與廣東省水利廳聯(lián)合會商,督促指導珠海、中山等“第一道防線”本地水庫群蓄水工作,增加淡水水源儲備。
(3)落實“四預”措施,精細實施應急補水。進入枯水期后,珠江委密切監(jiān)視流域雨水咸情,加強預報預警,滾動模擬預演,精確算清水賬,優(yōu)化調度預案,精細化選定壓咸時機,會同廣西、廣東省(自治區(qū))水利廳和南方電網(wǎng)、廣西電網(wǎng)等單位,組織實施了8次壓咸補淡應急補水調度,累計下達64 道調度指令,調度期首次超過翌年2 月,并持續(xù)到翌年3月底。充分利用大藤峽、飛來峽等水庫距離下游取水口近、壓咸補淡反應快的特點,結合河口咸潮影響規(guī)律,科學分析研判,選準壓咸窗口期,動態(tài)調度實施應急補水,持續(xù)增加西江、北江河道徑流量,精準壓制河口咸潮,為下游珠海、中山等地主要取水口搶淡蓄水創(chuàng)造了有利條件。
(4)強化監(jiān)督檢查,確保調度落實見效。通過采取線上和線下相結合的方式,線上緊盯流域各水工程調度運行有關情況,線下先后趕赴大藤峽、長洲等水庫開展調度專項監(jiān)督,確保水量調度指令執(zhí)行到位。多次下發(fā)通知督促珠海市、中山市等城市做好供水保障工作,派出多個督察組實地檢查供水保障措施,督促地方抓住壓咸時機搶蓄淡水,加大對取供水設施巡查維護力度,優(yōu)化“第一道防線”蓄水供水調度,減少庫水消耗。同時指導有關地方加快水源工程建設,提升區(qū)域水資源保障能力。
(5)健全調度機制,實現(xiàn)流域多方共贏。珠江委充分發(fā)揮流域機構統(tǒng)籌抓總作用,從流域整體出發(fā)、跳出區(qū)域單元劃分,統(tǒng)籌流域多方用水需求,與相關?。ㄗ灾螀^(qū))發(fā)展改革委、工信廳、水利廳、交通運輸廳及電網(wǎng)等多部門建立調度工作機制,確保流域統(tǒng)一調度協(xié)調機制順暢。加強與航運部門協(xié)調聯(lián)動,最大程度利用補水調度時機,優(yōu)化船閘調度方式,有效紓解滯航船舶。深化與澳門有關方面的工作協(xié)作機制,及時召開水量調度三方通報會,并參加澳門附近水域水利事務管理聯(lián)合工作小組第八次會議,多次向澳門、廣東省通報水量調度工作動態(tài),保障信息溝通順暢。
2022—2023 年珠江枯水期水量調度期間,西江、北江骨干水庫群向下游補水累計達76 億m3,將西江梧州站平均流量提高近5成,有效壓制了河口咸潮,磨刀門水道咸界最多下移約41 km,大大增加了珠海、中山等地主要取水口的取淡概率;累計向澳門和珠海供水1.54 億m3,其中向澳門供水0.44 億m3,中山坦洲鎮(zhèn)馬角水閘及時開閘置換淡水,有效保障了澳門、珠海、中山等粵港澳大灣區(qū)城市供水安全。尤其是在春節(jié)、元宵節(jié)等多個壓咸補淡關鍵節(jié)點,調度大藤峽、飛來峽等水庫實施應急補水,累計向下游補水14億m3,充分發(fā)揮了“第二道防線”精準壓制咸潮的調度核心作用。同時,最大程度兼顧了航運、電力等部門用水需求,極大緩解了西江干流長洲水利樞紐滯航情況,單次調度期內(nèi)最多疏解船只1 100 余艘次,保障了西江“黃金水道”航運暢通,有效改善河道水環(huán)境和水生態(tài),實現(xiàn)了供水、航運、發(fā)電、生態(tài)多方共贏。
近年來,受全球氣候變化的復雜深刻影響,極端天氣事件明顯增多,珠江流域屢屢極豐極枯交替、大旱大澇急轉,流域干旱引發(fā)的供水安全風險越來越大。從長遠來看,必須從流域層面科學謀劃水資源優(yōu)化配置格局,以構建國家水網(wǎng)、加快抗旱“四預”能力建設、強化流域統(tǒng)一調度、完善體制機制法治建設為著力點,全面提升珠江流域供水安全保障能力,支撐流域經(jīng)濟社會高質量發(fā)展。
(1)優(yōu)化完善流域抗旱保供水工程體系。要以實施國家水網(wǎng)工程為契機,推進以龍灘(2 期)為重點的西江水資源提升工程、東江和北江水安全保障能力提升工程建設,推進澳門珠海水資源保障、粵東水資源優(yōu)化配置、環(huán)北部灣水資源配置、閩西南水資源配置、南盤江—郁江水系連通等重大工程建設。加快完善抗旱應急備用水源工程體系,優(yōu)化完善流域區(qū)域水網(wǎng)布局,從根本上解決流域水資源配置能力不足的問題。
(2)加強抗旱“四預”能力建設。要加強數(shù)字孿生流域建設,構建多源旱情動態(tài)感知、多模型交互預報、多要素精準預警、多方案模擬預演、多預案智能生成的全鏈條旱情防御。以流域為單元,加強全球氣候變化背景下應對干旱、咸潮上溯等策略研究,強化水文氣象耦合,實現(xiàn)短期預報、中期預測、長期展望,努力提高預報精度、延長預見期。優(yōu)化調整主要河流、骨干水庫旱警水位(流量)閾值,開展旱警水位(流量)作為發(fā)布干旱預警的應用實踐。按需求水量和可供給水量算清水賬,對河道、水庫等蓄水補水情況及枯季徑流演進實施動態(tài)模擬預演,為應急水量調度提供科學決策支撐。提前制定并完善抗旱保供水預案和應急水量調度預案,增強預案的實用性和可操作性。
(3)持續(xù)強化流域統(tǒng)一調度。珠江流域中上游各類水庫電站分屬不同地區(qū)和行業(yè)管理,在抗旱保供水調度過程中,應急水量調度與電力、航運等行業(yè)的用水需求矛盾突出,區(qū)域間、行業(yè)間協(xié)調難度大。要從流域層面出發(fā),建立健全流域統(tǒng)籌、分級負責、協(xié)調各方的調度機制,全面強化流域統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調度。要通盤考慮上下游、左右岸、干支流,充分協(xié)調各方需求和利益,深入整合覆蓋全流域大型水庫工程和重大水網(wǎng)工程的流域水工程體系,科學開展流域骨干水工程聯(lián)合調度,實現(xiàn)水資源綜合效益最大化。
(4)健全完善法治體系和體制機制。目前珠江流域保障抗旱保供水調度、汛末蓄水調度實施及明晰調度權限的法律法規(guī)體系尚未建立,只能采用臨時性應急調度行政措施,不利于形成長效機制。推進法治體系和體制機制建設,強化流域治理管理,要推動工作規(guī)范化和制度化建設,加快制定《珠江水量調度條例》,從法律層面協(xié)調有關利益主體的關系,明確各方職責權限,嚴格珠江水資源統(tǒng)一調度和管理,實現(xiàn)流域水量統(tǒng)一調度和分級實施相結合,統(tǒng)籌不同行業(yè)、不同區(qū)域的用水需求,保障珠江水量調度工作依法依規(guī)、高效有序開展。
供水保障“三道防線”科學整合了全流域水資源配置工程體系,通過科學、聯(lián)合、精準調度全流域水庫群,充分發(fā)揮了流域水工程體系強大的徑流調節(jié)能力,確保了壓咸補淡應急補水調度的成功實施,讓有限的水資源得到高效利用,保障了城鄉(xiāng)居民用水安全,有力提升了珠江流域供水安全保障能力。