太湖流域重要河湖河道内年度水量分配拟定初步探索

曹菊萍，李昊洋，彭焱梅，张亚洲

（水利部太湖流域管理局水利发展研究中心，200434，上海）

一、概 况

太湖流域行政区划涉及上海市、江苏省、浙江省和安徽省，为典型的平原河网地区，水文情势复杂，水资源开发利用程度高，本地水资源不足，需从长江引水和上下游重复利用弥补。随着流域经济社会的发展，流域人口增长、区域一体化加速发展、城乡人民生活水平不断提高，对水利提出了更新、更高的要求。为保障流域供水安全和生态安全，促进流域水资源可持续利用和经济社会可持续发展，按照水利部统一部署和要求，水利部太湖流域管理局积极组织编制了 《太湖流域水量分配方案》（以下简称《方案》）。2018年5月《方案》获国家发改委、水利部联合批复，明确太湖流域各省 （直辖市）要按方案确定的水量份额，合理配置水资源，流域机构要制定年度水量分配方案，加强水资源统一管理。2018年7月水利部印发《水利部关于做好跨省江河流域水量调度管理工作的意见》（水资源〔2018〕144 号），要求根据批复的水量分配方案，制定水量调度方案，统筹安排年度调度计划，其中年度水量调度计划应明确各省级行政区域年度水量分配指标。

《方案》中提出了河道外、重要河湖河道内的水量分配意见及调度管理意见等。其中重要河湖河道内水量分配意见，是多年平均降水条件下，流域水资源调度期间（太湖水位低于防洪控制线的时间段，泄洪期间的水量不参与分配）太湖、望虞河等流域重要河湖2020年河道内水量的分配成果，详见表1。具体落实到年度，需要结合下一年度的降雨年型、模型模拟分析等综合拟定2019年的分配水量。

本文从近年实测资料分析入手，结合太湖流域水量水质数学模型，研究了流域水资源调度期的划分方案，提出拟定下一年度分配水量的不同方法，初步拟定了2019年重要河湖的分配水量，为落实年度水量分配方案、提升流域水资源管理水平提供基础支撑。

二、近年实测成果分析

1.环湖口门出水量

2002—2016年环湖口门多年平均出湖水量为56亿m3，其中江苏段出湖水量19.5亿m3（占出湖量的35%），浙江段出湖水量20.7亿m3（占出湖量的37%），太浦河出湖水量15.8亿m3（占出湖量的28%）。

2.望虞河引江入湖水量

2002—2016年常熟枢纽多年平均引水量18亿m3，望亭立交入湖量8.4亿m3，入湖效率约46%。

三、模型模拟成果分析

本文采用的太湖流域水量水质数学模型系统，开发研制于太湖流域水资源综合规划期间。该模型系统在综合分析太湖流域平原河网特点的基础上，根据水文、水动力学等原理，建立模型，模拟流域平原河湖、河道汊口连接和各种控制建筑物及其调度运行方式，对流域各类供、用、耗、排进行合理概化，耦合一维河网和二维太湖，模拟流域平原河网地区水流运动，对河湖水量、水质进行联合计算，并采用一体化集成模式，将模型核心技术、数据库技术、地理信息系统技术及信息处理技术在系统底层进行集成，形成适合于太湖流域河网水量水质计算的系统平台。该模型系统已经相关部门评审鉴定，并在流域水资源综合规划、流域水量分配方案及相关技术论证等工作中得到检验。

表1 太湖流域重要河湖河道内水量分配方案 单位：亿m3

1.水量分配典型年成果

太湖流域水量分配分析计算是满足以强化节水为前提的，以与流域用水总量控制指标方案相衔接的河道外需水为条件，运用流域水资源配置模型，计算分析不同降水频率典型年 （20%频率 1989年型、50%频率1990年型和75%频率1976年型）水资源调度意见下的流域重要河湖河道内进出水量。与流域水资源综合规划技术方法相衔接，以20%、50%和75%三个频率典型年重要河湖进出水量的算术平均值作为多年平均降水条件下的重要河湖水量分配方案。

根据模拟分析，多年平均条件下水资源调度期间太湖出湖水量的分配为：江苏省出湖水量27.5亿m3，占出湖量的35%；浙江省出湖水量29.5亿m3，占出湖量的37%；太浦河出湖水量22.4亿m3，占出湖量的28%。水量分配典型年望虞河常熟枢纽引水量22.8亿m3，望亭立交入湖量15.6亿m3，入湖效率约68%，东岸口门引水 7.7 亿 m3。

2.2019年工况典型年模拟成果

2019年工况条件与水量分配计算时的工况略有差距，主要体现在新孟河工程和望虞河西岸控制工程未建设。为更好地模拟现状工情下流域重要河湖的水量交换情况，采用模型模拟分析了2019年工况条件水量分配水资源调度意见下重要河湖的进出水量情况，详见表2。

根据模拟分析，2019年工况多年平均条件下水资源调度期间江苏省出湖水量19.2亿m3（占出湖量的30%），浙江省出湖水量24.3亿m3（占出湖量的38%），太浦河出湖水量20.7亿m3（占出湖量的32%）。

望虞河常熟枢纽引水量24.5亿m3，望亭立交入湖量15.5亿m3，入湖效率约63%，东岸口门引水7.0亿m3。

四、2019年度水量分配方案拟定

1.水资源调度期的划分方案

（1）近年太湖水位分析

根据对2002—2016年太湖水位的分析，从太湖水位高于防洪线的时间段来看（表2），丰水年高于防洪线的时间段主要集中在3月下旬—9月上旬，平水年和平偏枯水年的规律不明显，但时间段也以3月下旬—9月中旬为主。

（2）环太湖出湖水量分析

从2002—2016年环湖出湖水量供水期的占比来看（表 3），丰水年1—3月、10—12月供水期出湖水量占比较大，4—9月排洪水量较大，供水期的出湖水量占比较小，平均在20%左右；平水年4—9月的供水期出湖水量占比50%左右；平偏枯水年4—9月的供水期出湖水量占比70%左右。

（3）划分方案

2002—2016年太湖水位处于防洪线以上以及环湖出湖水量水资源调度期占比相对较少的时间段主要集中在4—9月份，按季度来确定年度太湖河道内的水量分配方案，其中一、四季度基本在防洪控制线以下，为水资源调度期，二、三季度部分时间段处于防洪控制线以上，部分时间段为水资源调度期；分配水量按比例进行划分，平水年按季度水量的50%进行分配，平偏枯水年按季度水量的70%进行分配。

表2 2002—2016年太湖水位高于防洪线的时间段分布

表3 2002—2016年环湖出湖水量供水期占比分布

2.重要河湖河道内水量分配拟定

（1）2019 年降雨预测采用Mann-Kendall趋势检验、线性趋势和反映序列持续性的Hurst指数，分析1956—2017年太湖流域年平均降雨量时间序列未来的趋势特征。

1956—2017年太湖流域年平均降雨M-K统计量为1.55，大于α=0.1时的阈值1.28，说明呈上升趋势，且通过了置信度90%的显著性检验；年平均降雨R/S分析平均降雨量的logn和log(R/S)的相关性很强，Hurst指数为0.70，说明太湖流域降雨偏多的情况将会持续。因此，预测2019年太湖流域降雨年型为平偏丰。

（2）重要河湖河道内水量分配拟定

综合考虑江苏省、浙江省及太浦河近年平均出湖水量，结合批复的2020年水量分配方案、数学模型计算的2019年现状工况不同典型年成果，按照节水优先、总量控制，保护生态、持续利用，统一调度、分级负责，科学调控、强化监督，统筹协调、综合调度的原则，经多方案比选、平衡后拟订2019年水资源调度期年分配总量并细化至季度（详见表4）。其中，一、四季度全部为水资源调度期，二、三季度水资源调度期分配水量为季度总水量的50%。

五、结论及建议

通过2002—2016年太湖水位处于防洪线以上的时间段以及环湖出湖水量水资源调度期占比分析，提出了水资源调度期的划分方案，一、四季度基本在防洪控制线以下，为水资源调度期；二、三季度部分时间段处于防洪控制线以上，部分时间段为水资源调度期；分配水量按比例进行划分，平水年按季度水量的50%进行分配，平偏枯水年按季度水量的70%进行分配。

通过近年实测资料分析，结合批复的2020年水量分配方案和数学模型计算的2019年现状工况不同典型年成果，综合拟定了2019年太湖流域重要河湖河道内的分配水量，并根据年度总量细化至季度。

表4 2019年度太湖流域重要河湖河道内水量分配方案 单位：亿m3

本文提出的2019年重要河湖分季度水量是基于降雨预测的初步成果得出的，具体到年度实施时还需结合实况降雨、进出水量、省市引水需求等因素，按照季度对2019年重要河湖河道内分配水量进行动态调整、滚动修正。 ■