南水北调与引滦供水联合调度初探

（水利部海河水利委员会引滦工程管理局，064309，唐山）

一、区域水资源配置状况

1.区域水资源配置现状

（1）天津市

自引滦入津工程通水以来，天津市城市生活及工业用水逐渐形成了以引滦水为主，用足于桥水库自产水，适当开采地下水，结合开发利用海水、再生水的供水水源体系，近年来将引黄济津作为应急供水水源保障之一。据统计数据显示，2006—2011年天津市城市生活及工业、生态环境年均用水量为10.33亿m3，其中年均外调引滦水量5.66亿m3，外调引黄应急供水水量1.46亿m3，于桥水库自产水量1.08亿m3，地下水开采量1.88亿m3，淡化海水0.25亿m3。

（2）唐山市

唐山市供用水分城市生活、工业及农业。目前，城市中心城区（路南区、路北区）用水以开采地下水为主，部分外调引滦水。曹妃甸新区生活、工业用水外调引滦水。各区县县城用水均以开采地下水为主。陡河灌区（丰南区）外调引滦水。滦下灌区（唐海县、滦南县、乐亭县）农业用水来自桃林口水库及引滦供水。据统计资料显示，唐山市中心城区和曹妃甸新区城市生活、工业及生态环境年均用水量2.13亿m3。其中，外调引滦水量0.74亿m3，地下水供水量1.3亿m3，自产水量0.09亿m3。农业用水外调引滦水量2.55亿m3。

（3）北京市

北京市供水结构中按所占比重高低，依次为地下水、地表水以及河北应急外调水。2012年北京市总供水量中，地下水占总供水量的57%。根据统计数据显示，北京市城市生活及工业、生态环境年用水量为26.6亿m3，其中北京市生活用水量16亿m3，环境用水量5.7亿m3，工业用水量4.9亿m3。近几年北京市供水量总体变化为工业、农业用水量呈下降趋势，生活及环境用水量呈上升趋势。

2.南水北调中线通水后天津市水资源配置分析

（1）外调水源可供水量

南水北调中线工程通水后，天津市外调水源以引江、引滦为主，城市年均可外调水量为17.83亿m3，其中引江水为10.15亿m3（实际收水8.63亿m3），引滦水为10亿m3（实际收水为9.2亿m3）。

（2）外调水需水量

据统计资料显示，2006—2011年天津市城市年均需外调水量为7.12亿m3。根据天津市人民政府《关于划定地下水禁采区和限采区范围进一步加强地下水资源管理的通知》，南水北调中线通水后，天津市中心城区将禁止开采地下水（2006—2011年均开采量1.36亿m3），年均需外调引江、引滦水量将增至8.48亿m3，禁采前后外调需水量分别占供水能力的39.8%和47.6%。2013年天津市实施“美丽天津·一号工程”后，将会进一步增加城市生态环境用水量。

（3）外调水配置原则

引江和引滦双水源保证了天津市的供水安全，天津市外调水配置将按照优先使用自产水，逐渐全部禁采中心城区地下水，适当利用再生水，节约高效、统筹合理配置引江、引滦水的原则进行。由于引江、引滦供水范围部分重叠，需及早制定天津市引江和引滦水量分配办法，以实现两大工程效益的充分发挥。

二、滦河水资源状况分析及存在问题

1.滦河水资源状况分析

潘家口水库位于滦河干流中游，控制流域面积75%。对潘家口站的年径流量进行统计分析，一定程度上能够代表滦河流域地表水资源的多年变化趋势。1980年潘家口、大黑汀水库相继蓄水，潘家口站年径流量可分为四个阶段进行分析。第一阶段是1930—1979年，潘家口站年均径流量为18.4亿m3，最大为71.4亿m3（1959年），最小为9.6亿m3（1972年）；第二阶段是1980—1999年，潘家口水库年均径流量为17.5亿m3，最大为28.6亿m3（1996年），最小为6.9亿m3（1981年）；第三阶段是2000—2009年，潘家口水库年均径流量为7.1亿m3，最大为14.6亿m3（2005年），最小为3.4亿m3（2000年）；第四阶段是2010—2014年，潘家口水库年均径流量为9.2亿m3，最大为12.0亿m3（2012年），最小为5.5亿m3（2014年）。

从上述资料分析结果来看，潘家口水库的多年平均来水量呈减少趋势，不同时段的来水不均。

近几年潘家口、大黑汀水库平均来水较2000—2009年时段趋多，弃水也增多（见表1、表2），为满足水库度汛要求，确保汛前迎汛水位及汛期运行水位低于汛期限制水位，2012—2013年潘家口、大黑汀水库在不同时段实施了弃水，其中汛期弃水分别占年度弃水的80%和73%。

表1 2010—2014年潘家口、大黑汀水库年径流量统计表（单位：亿m3）

表2 2012—2013年潘家口、大黑汀水库弃水统计表 （单位：亿m3）

2.滦河水资源配置中的主要问题

（1）水资源时空分配不均

滦河径流年际、年内分配不均，具有连丰连枯的水文特性，且年内7—9月的降水占全年的70%左右。自1999年以来，滦河流域连续多年干旱少雨，潘家口水库平均年来水量仅为7.43亿m3，为多年平均年来水量的30%，水库蓄水难以完全满足津、唐两市用水需求。2000—2012年，天津被迫实施引黄济津7次，共引水25.6亿m3（天津市实际收水量）；另一方面，2012—2013年潘家口、大黑汀水库累计弃水11.26亿m3，无法充分发挥滦河水资源效益。

（2）水资源配置空间小

自引滦及其配套工程建成以来，引滦水可以向津、唐两市和滦河下游灌区3个受水区供水。为实现引滦水的优化配置，近年潘家口、大黑汀、桃林口水库多次进行联合调度，将有限的水资源配置给津、唐两市，确保城市生活和工业用水。但如遇滦河干旱缺水，则无法实现通过其他水系为唐山市及滦河下游灌区供水。也就是说滦河水资源难以与其他水系实施水量调配，水资源配置空间较小。

（3）水资源互补性差

潘家口、大黑汀水库选址在滦河中游产水量高值区内，控制流域面积35 300km2，占流域总面积的79%。滦河只向外输水，而无工程调入水或置换调水。解决滦河流域的缺水问题，目前主要靠开采地下水来进行调节。

三、区域联合调度分析

1.工程、河系相连互通

引滦工程与南水北调中线和天津干线工程相继建成，在天津无需大规模工程建设，即可形成工程、河系相连互通，各工程的输水能力可以满足需求，不需扩建。南水北调中线、东线及其配套工程与引滦工程形成了海河流域新的供水工程格局。这些都为跨流域、大范围的水资源联合调度优化配置创造了条件，提供了可能。

2.管理条例与办法实施

国务院《南水北调工程供用水管理条例》已于2014年2月14日颁布实施，《南水北调工程供用水管理条例》确定了南水北调工程运行管理体制，建立了水量调度的制度体系，对水资源保障、用水管理、工程保护和水价等进行了全面的规范，《引滦水量分配与供水调度管理办法》对引滦水供用也有明确的规定。上述管理条例与办法的实施为引江水和引滦水实行行政配置提供了依据，可以实现水资源的统一规划、管理和调度。

3.水市场运作

引江水作为受水区的重要水源之一，其供水价格与引供水、受水区当地水的供水价格存在较大差异。要实现工程供水目标，充分发挥工程效益，保证引江和引滦水调得过来、用得出去，需要建立科学合理的水市场运作，在遵循区域需水总量控制和河流水量分配原则的前提下进行市场配置，以实现资源的节约高效利用。

4.滦河流域水库群联合调度实践

按照《引滦水量分配与供水调度管理办法》确定的引滦水量分配原则，2004—2013年，海委引滦局和相关单位合作，先后6次实施潘家口、大黑汀、桃林口水库的联合调度，即在不改变3个水库原有调度原则的基础上，根据各水库不同的蓄水情况实施水资源优化配置。当潘家口、大黑汀水库不能满足津、唐两市用水需求，桃林口水库对秦皇岛供水尚有剩余水量时，利用桃林口水库剩余水量向滦河下游灌区农业供水，减少潘家口、大黑汀水库供向滦河下游灌区的农业供水量，增加向津、唐两市的城市和工业供水。通过联合调度实践，取得了下列经验：

图1 区域联合调度方案框图

①充分利用河道相通、水系相连的特点，通过联合调度滦河水资源，保障了津、唐两市的供水安全，提高了津、唐两市及滦河下游农业供水保障率。

②3个水库的联合调度，改变了以往滦河下游农业用水先调用引滦指标水而把桃林口水库作为备用水源的惯例，增加了引滦供水主动权，有利于优化供水结构，提高供水效益。

③3个水库同时向滦河下游农业供水，既满足供水流量要求，又避免了开启闸门进行补水的现象，提高了机组发电效益。

四、区域联合调度方案研究

1.目的

为合理有效地利用引江水和引滦水，通过跨流域、大空间、全层次、高统一的水资源联合调度优化配置，实现引江水与引滦水的对冲平衡，以达到节约高效、合理、优化利用水资源的目的。

2.思路

引江水和引滦水同时供给天津，使得其通过联合调度在天津相互置换成为可能。引滦枢纽工程在完成分配津、唐地区供水指标的基础上，可将引滦供水富余水量纳入引江水统一规划、统一调度，使引滦供水富余水量置换出天津市的引江水，通过南水北调中线工程供给沿线其他受水区（例如北京市等）；或者减少由丹江口水库调入中线受水区的水量，进而实现引滦富余水量同引江减少水量的对冲平衡。这样不仅可以节省中线工程沿线受水区的引水成本，减小中线工程的供水压力，而且可以最大限度地减少远程调水对自然环境的干扰。同样，如遇滦河干旱缺水，也可以通过水量调整增加天津市引江水的供给，利用引江水、引滦水水系连通的优势，减少引滦入津水量，利用此水减轻滦河流域干旱损失。

3.方案

①按照《南水北调工程供用水管理条例》《引滦水量分配与供水调度管理办法》及潘家口、大黑汀和丹江口水库蓄水情况，每年由引滦工程管理单位和丹江口水库管理单位分别预测下一年度水库的来水量、用水量及可调水量，于每年10月15日前，分别上报相关流域机构。

②各流域机构核准后上报国务院水行政主管部门。

③国务院水行政主管部门综合流域机构提供的引滦工程可调水量，丹江口水库可供水量及南水北调中线沿线受水区省、直辖市人民政府和水行政主管部门上报的年度用水计划建议，按照批准的受水区省、直辖市分配指标，统一进行引江水与引滦水的联合调度优化配置，制定年度引江水及引滦水水量调度计划。在年度水量调度开始之前，下达至相关流域机构及有关省、直辖市人民政府和南水北调工程管理单位（见图1）。

⒋价格

随着引江水的到来，引滦枢纽工程供向天津市的供水量将明显减少，需要及时对供水价格进行调整。引滦水与引江水供水价格相差较大，但基本原则是应保证工程能够正常运行和可持续发展。建议采取行政批价、双方协商、市场竞拍的水价体系。一是政府作为水价的管理部门，在水价制定、调整及实施中起决定性作用，因此可执行政府定价；二是水价是水资源管理的主要经济杠杆之一，对水资源的配置、节约、保护和管理起着重要作用，环境等其他供用水可按照供用水双方的协商价格执行；三是为充分利用水资源，对于富余水量或弃水，供水水价可采用市场竞拍价格。