太湖流域水资源科学调度和优化配置的实践与探索

孙继昌

摘 要 根据太湖流域的基本情况,分析了两年来引江济太调水试验工程和太 湖流域水资源调度的作用和效益,并对太湖流域当前存在的主要问题进
行了分析,提出应在两年实践的基础上,对引江济太予以扩大、延伸、深 化和升华,完善以引江济太为标志的流域水资源科学调度和优化配置,促进流域水质、水环境、水生态的根本好转。

关键词 太湖流域优化配置引江济太

   为贯彻落实温家宝总理提出的 “以动治静、以清释污、以丰补枯、改 善水质”指示精神,在水利部的统一 部署下,在两省一市的大力支持下,
太湖流域管理局于2002年1月30日正式启动了引江济太调水试验工 程。两年来,通过望虞河引调长江水人太湖流域42亿m3,其中人太湖20亿m3,增加了流域水资源的有效供 给,太湖水体水质和流域河网地区水 环境得到明显改善,保障了流域供水 安全,提高了水资源和水环境的承载 能力,促进了流域经济社会的发展,取 得的效益超过了预期目标。在实施引 江济太调水试验工程的同时,太湖局 将引江济太与防汛抗旱、流域水资源 管理和保护等工作有机结合,在流域 水资源的调度和配置上进行了积极 和有益的探索,创新了工作理念和思 路,初步实现了从洪水调度向洪水调 度和资源调度相结合的转变,从汛期 调度向全年调度的转变,从水量调度 向水量水质统一调度的转变,从区域 调度向流域与区域相结合调度的转变。

一、引江济太试验工程概况

   1.流域概况

   太湖流域位于长江三角洲,北临长 江,南抵杭州湾,西接天目山,东濒东 海,地跨苏浙沪皖3省1市。太湖属亚 热带季风气候区,多年平均降雨量
1180mm。流域呈周边高中间低的碟状 形态,流域河网纵横交错,湖泊星罗棋 布,是典型的平原河网地区。太湖居流 域中心,是全国第三大淡水湖,水面积2338km2,对流域防洪、供水、航运、水环 境等具有重要的控制和影响作用。由于 太湖流域特殊的气候和地理位置,流 域人民在得水之利的同时也饱受台 风暴潮和洪涝干旱之患。经过长期的 水利建设,特别是近10多年来的治太 骨干工程建设,太湖流域水利事业有 了长足的发展,已初步形成流域防洪 和水资源调控骨干工程体系框架。

  2.流域水资源状况

  太湖流域年平均水资源总量162亿m3,人均约450m3,仅占全国人均的1/4。2001年流域年用水量已达285亿心,流域本地水资源量不能满足用水 需求。随着太湖流域经济社会的高速发 展,污水量逐年增加,目前,全流域工业 和生活污水排放量达50亿t/a。由于污 染治理能力不足,加上平原河网湖泊水 体流速缓慢,自净能力小,水环境容量 低,水质污染严重。上海黄浦江水源地经 常受支流和下游污水回荡影响,致使取 水口向上游一迁再迁;浙江嘉兴地处水 乡,由于无合格水源地,计划舍近求远从 新安江引水;苏州、无锡设在太湖的取水 口经常受到蓝藻影响;由于地表水污染 严重,流域内超采地下水现象严重,已造 成大范围的严重地面沉降;在江浙边界 由于污水排放而引发的水事纠纷,更是 水污染严重的重要信号。近20年来,水质下降了两个等级。据监测表明,河网Ⅳ类或劣于Ⅳ类水质河段长度超过80%, 2000年太湖83%的水域呈富营养化,蓝 藻暴发频繁。流域水污染加剧和水环境恶 化,流域水质型缺水矛盾日益突出,已成 为制约流域经济社会可持续发展的瓶颈。

   3. 引江济太试验工程

   太湖流域的水污染问题引起党中 央、国务院的高度重视和社会的广泛关 注。国务院于1996年将太湖作为水污染治理的重点,1998年批复了《太湖水 污染防治“九五”计划及2010年规划》, 确定了太湖水污染治理目标:“1998年 废水达标排放,2000年实现太湖水体 变清,2010年基本解决太湖富营养化 问题,湖区生态系统转向良性循环。”多 年来,国家和地方投入大量资金用于太 湖污染治理,太湖水体恶化趋势得到初 步遏制,部分河湖水质开始好转,但鉴 于水污染防治工作的艰巨性和复杂性, 太湖水体水质总体上尚未明显好转,大 部分地区河网水质还有恶化趋势。

  2001年,时任国务院副总理的温 家宝同志在国务院太湖水污染防治第 三次工作会议上提出“以动治静、以清 释污、以丰补枯、改善水质”的生态调水 方针。遵照温家宝同志的指示,在水利 部的领导下,太湖流域管理局经过分析 论证,针对太湖流域水资源量不足,水 环境容量低,水污染严重的状况,提出 了利用现有工程体系,引长江丰富的过 境水人太湖流域,改善水环境的设想, 编制了《引江济太调水试验工程实施方 案》(以下简称《实施方案》),并得到水 利部的批准。引江济太作为流域生态恢 复的重要措施之一,也被列入国务院批 复的《太湖水污染防治“十五”计划》。 《实施方案》要求在保证防洪安全的前 提下,增加流域水资源量,向太湖周边 及下游地区供水,搞活水体,改善太湖 及流域水环境。通过引江济太调水试 验,研究望虞河引长江水人太湖的能 力,分析清水人湖对改善太湖水体水质 的作用,探索引江济太运行管理机制。实施方案确定了试验期为两年、每年引水人太湖10亿m3的目标。

   为确保引江济太试验工程的顺利实施,成立了由太湖流域管理局与2省1市水利(水务)厅(局)主要负责人 组成的引江济太领导小组,办公室设
在太湖流域管理局,2002年1月30日引江济太正式启动。 引江济太试验工程的实施,得到了 各级领导的关注,温家宝总理指示“‘引 江济太’要跟踪观测和研究,太湖治理不可放松”。水利部汪恕诚部长指出: “实施引江济太及湖体换水工程是改 善流域水环境的措施之一。”引江济太 调水试验工程突破了传统水利的工作 范畴,开辟了流域水利工作的新领域。

二、引江济太的作用和效益

   引江济太实施以来,成效显著,基本达到了预期的目的和效果,同时促 进了流域水资源调度和管理理念的创新,有力地推进了流域水资源管理和
保护工作。主要作用和效益表现在以下几个方面。

   1.以动治静,太湖水流起来了 引江济太就是要通过调引长江 水,使太湖的水动起来,使河网的水流 起来,“以动治静”,达到改善水质的目
的。通过调引42亿m3长江水人流域, 其中20亿m3人太湖,使太湖大部分时 间维持3.1~3.4m的适宜水位,保持和 河网地区一定的水位差,加快太湖水向 周边地区扩散和辐射,同时又阻滞污水 人太湖,加快了太湖水体的置换速度,置换周期从原来的300天缩短至250天;使河网水体流速明显加快,由调水 前的水流速度O.O~O.1m/s增至0.2~ 0.3m/s。太浦闸建成后常年大部分时间 处于关闭状态,2003年首次实现了全 年开启,使得太浦河保持清水长流。

   2.以清释污,太湖水变清了

   流域内大量的工业废水、生活污 水和面源污染,使得太湖水体呈现严重的富营养化,河网80%水体劣于Ⅲ类标准。引进的42亿m3长江水,水质
一般为Ⅱ~Ⅲ类,产生了显著的释污效 果。使得2/5太湖水体被置换,河网地 区水体基本被置换一遍。特别是在黄 浦江的以清释污效果更为明显,上海
黄浦江水源地是上海的主要水源地, 原水80%取自黄浦江,太浦河是黄浦 江的主要来水,但原水厂取水口上游 的黄浦江支流水质一般为V类或劣于
V类,如果没有太浦河来水,其取水口 水质一般亦应在V类或劣于V类;由 于2003年太浦河闸保持长年开启,通 过太浦河每天向黄浦江注入500万、 800万m3Ⅱ类水,经清水稀释,原水厂 取水口水质主要指标大体保持在Ⅲ类 标准,氨氮指标一般为Ⅰ—Ⅱ类。

  3.以丰补枯,太湖水多了

   太湖流域城市密集,人口集中,经 济社会发展程度较高,流域水资源量 已远远不能满足用水需求,必须从外流域调水弥补所缺水量。特别是2003
年汛期,太湖流域持续高温少雨,发生 严重干旱。降雨和来水的大幅度减少, 再加上持续高温,用水量剧增,进一步 加剧了缺水的局面,太湖和河网水位 急速下降,太湖梅梁湖和贡湖湾蓝藻 暴发,流域主要水源地和河网水质持 续恶化,被誉为“东方莱茵河”的长湖 申(长兴一湖州一上海)黄金水道因水 位偏低,多次发生堵航,最多时被堵船 只达数千艘。通过流域水资源调度,调入24亿m3,其中12亿m3水进入望虞河两岸河网地区,12亿m3水进入太湖,20多亿m3水进入杭嘉湖地区,河网 水位抬高0.3~0.4m,大部分时间维持在 3.0~3.3m,保证了流域各地的生产、生活和生态用水需求。两年共调引长江水42亿m3,相当于一个太湖的水量。

  4.促进理念创新,实现“四个转变”

   在实施引江济太调水试验工程的 同时,我们注意将其和防汛抗旱、流域 水资源管理及保护有机结合起来,在流 域水资源调度配置的理念上大胆创新, 大胆实践,初步实现了四个转变。

   一是从洪水调度向洪水调度和资 源调度相结合转变。通过对太湖汛前 水位的调度和控制,以及汛期洪水资 源的利用,把洪水调度和资源调度有 机结合起来,适度承担风险,最大限度 地实现洪水资源化。通过科学调度洪 水,2003年太湖洪水基本资源化,20多亿m3洪水资源得到有效利用。

   二是从汛期调度向全年调度转变。 在做好洪水调度的同时,积极开展流域 水资源调度,大大拓展了工作空间。以 太浦闸为例,2003年太浦闸首次实现 全年开启,向上海和黄浦江下游地区实 行全年供水调度,做到清水长流。

   三是从水量调度向水量水质统一 调度转变。通过水量水质的统一调度, 使占上海80%供水的黄浦江取水口水 质稳定在Ⅲ类,成功解决了贡湖、梅梁 湖蓝藻暴发对苏州、无锡供水的影响, 特别是在黄浦江突发重大油污染事故 时,对太浦河实施应急调度,紧急加大 下泄水量,遏制黄浦江油污染上溯,配 合其他措施,成功地把油污阻止在距取水口下游2km处。 四是从区域调度向流域与区域相 结合调度转变。区域调度和流域调度 有机结合,使广大河网地区水环境得到明显改善。

  5. 引江济太经济社会效益显著

   引江济太期间,特别是2003年汛 期流域发生严重干旱持续高温时,引 江济太不仅增加了流域供水量,缓解 了流域旱情,改善了水质、水环境、水
生态,保证了供水安全,而且满足了流 域航运、电力、渔业、旅游等行业的需 要,同时水资源、水环境成为投资环境 的一个重要标志更被看重。据统计,引江济太的受益范围近2万km2,占平原 面积的2/3,受益人口约3000万,初步估 算每年避免和减少直接经济损失10多 亿元,其中环境、生态等社会效益更为宏大。调入太湖每立方米水成本不到1分钱,调进流域42亿m3长江水仅用 2000多万元,可以说是费省效宏。

三、对引江济太的思考与探索

  引江济太的实践取得了圆满的成功, 但试验不是目的,目的是通过试验,为今 后长年实施引江济太和工程规划提供依 据,促进流域治理和水资源的管理与保 护,改善太湖和河网水环境。在试验的基础 上,我们需要进—步认真地总结和思考。

   1. 几点体会

  (1)领导重视是引江济太调水试 验工程取得成效的关键。引江济太是 贯彻落实温家宝总理重要指示,实践水 利部党组治水新思路的具体体现。自从 2(X)2年引江济太实施以来,国务院和 水利部领导高度重视,多次听取汇报和 视察,并作出重要批示。太湖局和2省 1市水利(水务)厅(局)认真落实,专门 成立了太湖流域引江济太领导小组,具 体负责和组织实施引江济太调水试验 工作。正是有了国务院、水利部、各省市 领导的关怀和重视,才使得为期2年的 引江济太调水试验工作能顺利实施。

  (2)水利工程体系是基础。

  1991年 太湖流域大水之后,经过10多年的建 设,太湖流域已初步建成了以太浦河、 望虞河、环湖大堤等11项流域骨干工 程为主体的工程体系,初步具备了引排 调度的能力。引江济太就是利用已建成 的望虞河工程和沿长江其他闸站,将长 江水引入河网和太湖,再通过东导流、 太浦河、环太湖口门等工程将太湖清水 供到黄浦江上、下游,浙江杭嘉湖地区 和沿太湖周边地区。太湖流域已建的水 利工程不仅发挥了防洪减灾效益,也充 分发挥了引水供水改善水环境的效益。

   (3)团结协作是保障。引江济太取得的成效是与太湖局和苏浙沪2省1市多个部门密切协作、共同努力分不开 的。为保证引江济太的顺利实施,太湖 局与各省市水利部门积极沟通、加强协 作、资源共享,各省市顾全大局,加强工 程管理,加大引排力度,保证最大限度 地发挥引江济太的综合效益。正是流域 内2省1市团结协作、顾全大局,才使 得牵涉不同地区、不同行业的调水工作 顺利实施,取得了预期的成功。

  (4)科学调度和有效管理是保证。引江济太实施以来,太湖局全局联动,各 部门各单位密切配合,加强水量水质泥 沙监测,加强工程和用水管理,认真研究 流域雨水情变化规律和太湖水位变化趋 势。根据各省(直辖市)提出的用水需求, 预测长江来水、潮汐和太湖水资源变化 状况,制订切实可行的引水计划、供水计 划和调度方案。不论在主汛期随时可能 出现暴雨洪水和台风暴潮情况下的风险 引水,还是在20(B年8月初黄浦江突发 重大燃油污染事故的应急调度,由于周 密组织,科学决策,精心调度,靠前指挥,保证了调水的顺利进行。

  2.存在的不足

   一是工程布局尚不完善,水资源 调控能力还不够强。引江济太调水主 要通过现有水利工程体系进行调度, 仅依靠望虞河引水,因望虞河取水口
靠近下游,且引水水源易受长江近岸 污染带和泥沙淤积影响,自引能力有 限;由望虞河人湖,太浦河出湖,对太 湖水体流动和交换的影响存在一定的
局限性,太湖上游特别是湖西地区缺 乏引水人湖工程;主要调蓄工程太湖 环湖大堤标准不高,口门缺少控制,望 虞河西岸、太浦河两岸未实现有效控
制,调控能力差,易受污水影响,供水 时不能成为清水走廊,排洪时不能形 成高速行洪通道。现有工程主要是针 对防洪排涝功能设计的,不能满足对
水资源调控的需要;工程运行管理中 也暴露出不足,因此必须尽快完善水 利工程体系,增强水资源调控能力。

   二是水文水资源监测能力薄弱。 调水期间须对长江引水口、望虞河干 流、太湖、太浦河以及供水地区等进行 持续量质监测,及时全面反映水资源
量质状况,为调度决策提供依据。但目 前的站网布局、监测指标和频次不能 满足流域水资源调度管理的需求,数 据处理和信息传输手段落后,不能及时处理和信息共享。

   三是水资源管理调度手段落后。目 前流域水资源不能做到“统一计划,统一 协调,统一分配,统一管理”。管理手段单一,信息采集特别是工程监控方面,没有 覆盖流域内与水资源调度有关的主要工 程,水资源数据中心建设刚刚起步,实时 水量水质调度系统尚未完成,无法实现 水资源的实时优化配置。在水资源管理 调度方面,防洪除涝与供用水、水环境改 善之间的矛盾突出;区域、行业之间的利益、权限分配等有待协调。

   四是缺乏长效的管理体制和运行 机制。引江济太涉及流域2省1市,涉 及环保、水利、航运、渔业、旅游等多个 行业,利益和矛盾协调难度大,缺少高 效的决策与协商机构;缺少流域水量 分配方案和水资源调度方案;流域与 区域调度的整合程度尚待进一步提 高;引江济太调度运行管理费没有固
定渠道,经费来源尚待落实。

   上述问题的存在,在一定程度上 影响和制约着引江济太的顺利实施和效益的进一步发挥。

   3.探索和设想

   引江济太得到了流域各省市的高度赞誉和社会各界的好评。特别是2003年,是引江济太实施以来水资源科学调 度时间最长、引水量最多、受益范围最 广、成效最明显的一年,为我们今后实 施引江济太积累了经验,打下了基础。 引江济太和流域水资源调度实践证明, 在加强各项污染源治理的同时,充分利 用水利工程,实施引江济太,进行流域 水资源的科学调度和优化配置,对搞活 太湖水体,加速河网水体流动,改善太 湖水质和河网水环境、水生态,提高流 域水资源和水环境承载能力,促进入与 自然的和谐,是行之有效的办法和途 径,不是权宜之计和应急措施,而是一 项应长期坚持的永久措施和任务。因此 应在两年实践的基础上,对引江济太予 以扩大、延伸、深化和升华,完善以引江 济太为标志的流域水资源科学调度和 优化配置,促进流域水质、水环境、水生 态的根本好转,以水资源的可持续利 用,支持流域经济社会的可持续发展。

   (1)加快水资源调控工程体系建设。根据国务院批复的《太湖流域2001—2010年防洪建设的若干意见》,要按照 “蓄泄兼筹、引排结合、量质并重、综合 利用”的原则,抓紧构筑流域防洪减灾、 水资源调控工程体系,实现“引得进、蓄 得住、排得出、可调控”的目标。总体设 想是以现有水利工程为基础,在流域综 合治理的框架下,统筹流域和地区防洪 除涝及水资源配置需要,坚持以人为 本,人与水的和谐,水利与经济社会的
协调发展,加快实施《若干意见》,进一 步增强北引长江、东出黄浦江和吴淞 江、南向杭州湾的引排水能力。扩大望 虞河、太浦河两条骨干河道的引排水规 模,实施两岸有效控制,满足水量和水 质调度对引水主通道的要求;扩大新孟 河、新沟河等沿江河道和河口枢纽规 模,拓浚延伸相应配套河道,增加引江 人湖的通道;扩大杭嘉湖南排工程的排 水能力,延伸拓浚杭嘉湖地区从太湖引 水、向杭州湾排水的主要骨干河道;结 合流域防洪和改善东太湖生态环境及 下游水环境,恢复和扩大吴淞江引排水 通道;结合城市污水排放要求,在黄浦 江下游和沿长江、杭州湾合理布置排水 专用通道。形成以一湖为中心,望虞河、 新孟河、东导流为“三进”,太浦河、吴淞 江、平湖塘为“三出”,引排结合的完善的流域水资源调控工程体系。

  (2)完善水文水资源监测体系。全 面、及时、准确的水文水资源信息是做好 洪水调度和水资源管理、保护的基础,需 进一步优化流域水文水资源监测站网。 本着统筹防洪、调水、供水调度和水资源 管理、保护的综合需求和“共同建设,共 享资源”的原则,完善水文水资源自动测 报系统并加快建设,实现信息采集自动 化、信息传输网络化、信息处理标准化, 推进流域水文水资源信息共享,为水资源管理和调度提供信息支持。

   (3)建立太湖流域现代化水资源调 度管理体系。在做好已确定五个专题 研究的基础上,进一步加强对太湖控 制调度水位、河网适宜水位、不同水平
年情况下需调水量、洪水资源化调度风 险等的研究。在太湖流域水资源实时监 控系统和防汛抗旱指挥系统建设的基 础上,完善水利工程远程监控管理系 统,加快流域水资源数据中心建设,建 立水资源量质统一的实时调度系统,开 发水资源预测预报、引江济太水质预 警、引江济太与水资源实时调度会商、 引江济太与水资源公众信息服务等子 系统,提高服务水平和工作效率。

  (4)建立健全引江济太长效管理体 制和运行机制。引江济太是进行流域 水资源科学调度、优化配置的一项重 要措施,也是一项长期任务。为改善流 域水环境、实现流域水资源的优化调 度,保证引江济太调水工程有序运行 和长效管理,需要研究建立引江济太 管理体制和运行机制,落实工程运行管理费用。 为了确保引江济太长效运行,其运 行管理费用需要有稳定的来源。据初步 测算,如年调引20亿m3长江水人太湖, 其运行管理费用约1500万元。鉴于引江 济太对促进流域经济社会可持续发展 具有重要的作用和巨大的环境、生态、 社会效益,且还处于探索阶段,运行管 理费建议由国家和地方共同合理负担。 需国家承担的经费列入年度财政预算。

   (5)坚持科学发展观,创新工作理 念,全面推进流域水资源管理和保护工 作。水资源保护是太湖流域管理局的重 点工作,要充分认识该项工作的重要 性、艰巨性和长期性。要把引江济太调 度和防洪抗旱、把引江济太和建设节水 防污型社会有机结合起来,把引江济太 与加强水功能区管理、污染物总量控制 管理、排污口监督管理有机结合起来, 统筹兼顾,相互促进,调活河网,调动太 湖水体,改善水质、水环境。

(作者为水利部太湖流域管理局局长)
责任编辑 王晓平