郑平洛区域水量应急调度机制研究

黄喜良

（河南省抗旱服务中心，450003，郑州）

郑州、平顶山、洛阳三地区地处河南中部，是河南省的政治、经济、文化中心，亦是人口密集居住区，三个地区2010年常住人口2008万人，占全省总人口的22%。2010年基准年区域内水资源总量55 911万m3，占全省用水总量的14%，其中工业用水总量127 600万 m3，农业用水 88 470万m3，居民生活用水61 352万m3。随着水资源供需矛盾的进一步加剧，必需未雨绸缪做好应对紧急情形时的水量筹集与调度研究。郑平洛区域水量应急调度是为应对郑平洛地区严重干旱缺水、遭遇突发性水污染事件以及发生其他特殊情况下需要启动水量应急调度的状况时，将隶属于不同流域、不同行政区域范围内的水资源临时调入需求区，旨在保障人民生活、生产、生态用水安全，有着重要的社会意义和现实意义。

一、郑平洛区域水量应急调度的有利条件

实施郑平洛三个区域水量应急调度具有以下有利条件：

①洛阳市有可供调度的潜在水资源。洛阳在郑平洛三个区城中有着特殊的地位，地处豫西山丘区，地上地下及过境水资源丰富，位于黄河流域的陆浑水库、故县水库和小浪底水库，以及位于淮河流域的前坪水库，可在紧急情形下，以居高临下的地利优势，通过自有的灌溉网络，自流向郑州、平顶山缺水地区应急供水。

②具有可供选择的调水路径和条件。洛阳可分别通过陆浑水库东西3个干渠、小浪底南岸洞灌渠、洛河提水设施及即将建设的前坪水库进行跨流域跨区域应急调水；郑州可通过陆浑东一干渠，小浪底南岸洞灌渠二期工程、南水北调工程、荥阳、邙山、柳园口引黄工程等进行跨流域跨区域应急调水；平顶山可通过陆浑灌区东二干渠、南水北调工程、白龟山、石漫滩、燕山等水库及即将建设的前坪水库实施跨区域应急调水；郑平洛三区可以交叉应急调水。平顶山和郑州可以通过南水北调引水渠互相支援，洛阳可通过陆浑灌区东西两个干渠向郑州和平顶山应急调水。

③有调水的潜在需求。特别是在遇到水污染、特大自然灾害时，本地区所有的水源均不能使用的情况下，只能寻求跨区域应急调水。

二、郑平洛区域水量调度机制研究

区域水量应急调度机制研究涉及水量应急调度情景设置、区域水资源供需平衡分析、调度线路设计、区域环境影响评价、调水区经济补偿和调度方案设计等问题。

表1 郑平洛水量应急调度预案（情景1）

①郑平洛区域水量应急调度情景。设计应急水量调度时，应考虑的情景包括郑州干旱缺水、水事污染缺水、其他不可预见的水危机从哪里紧急调水的情景；平顶山干旱缺水、水事污染缺水、其他不可预见的水危机从哪里紧急调水的情景；洛阳干旱缺水、水事污染缺水、其他不可预见的水危机从哪里紧急调水的情景；洛阳同时向平顶山和郑州应急供水的情景；郑州同时向洛阳和平顶山紧急供水的情景；平顶山同时向郑州和洛阳供水的情景等共12种情景模式。

②区域水资源供需平衡分析。多种情形下的应急水量调度时，应充分考虑需水区和供水区的水资源状况，通过水资源供需平衡分析，核算供水区的可供水量、需水区的水资源需求量和最低需水量等。

③调度线路设计。应急调水线路设计应充分考虑现有调水工程的合理性和调水能力，充分考虑输水周期包括时间长短、水量损失、水流速度等，充分考虑应急调水的安全性，设计两条以上的调水线路。

④区域环境影响评价。跨区域水量应急调度，往往是从相邻的区域调水，必然涉及水质、水体等环境问题，在研究时应考虑不同流域、不同区域的水源质量、水体生物多样性问题，水体质量是否达标，水源生物引进是否对本地水生物构成危害，输水线路是否有点源、面源、线源污染的可能性等。

⑤调水区经济补偿。跨区域应急调水应回答调出区水资源的补充、水量损失的经济补偿问题；受水区需要对调出区的损失进行补偿。其计算方法应从价值角度进行核算，事先签订价值补偿协定。

⑥调度方案设计。设计符合法律法规和技术规范的应急水量调度预案，明确调度方法、步骤、启动时机等机制。

三、郑平洛区域水量调度方案设计

郑平洛区域水量应急调度方案设计包括前文所述的12种情景模式，并将紧急事件分为干旱 （轻度干旱、中度干旱、严重干旱和特大干旱）、水污染和其他事件（地震、人为操作失误等）三大类，分别制定水量应急调度预案，求解算法采用遗传算法。由于水资源优化配置的多目标性，运用传统的规划方法难以解决好这类问题，遗传算法作为一种新的全局优化搜索算法，适合于多目标优化方案的选择。

制定应急调度预案的基本原则：①优先保证生活用水，其次考虑工业、农业和生态用水；②当郑平洛同时遭遇突发事件时，郑州供水保证率要略大于平顶山和洛阳；③结合现有供水工程规模和现状，合理制定引水量和引水时机，同时加强区域水资源的合理配置。在此仅以郑州突发水事事件而洛阳、平顶山处于正常状态的情景（情景1）为例而制定的预案，见表1所示。

四、主要结论

本文通过在严重干旱、水事污染及其他不可预见的水危机三种情形下，对实施跨区域应急水量调度的关键问题进行分析演绎，构建了郑平洛水量应急调度机制模式，为编制跨区域水量应急调度预案，提供了科学依据。

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