珠江委水源局（水文局） 刘智森
摘 要：珠江水问题突出。以压咸补淡应急调水的两次成功经验为基础，今年珠江骨干水库通过调度超40亿m3水量，将不仅确保珠江三角洲地区澳门、珠海供水安全，同时也破解了当前珠江面临的重大水问题，为珠江水利可持续发展和建设绿色珠江、和谐珠江，维护河流健康生命揭示了珠江新的治水思路。
关键词：珠江、骨干水库、调度、水问题
珠江源出云南沾益马雄山，主流西江经珠江三角洲珠海、澳门流入南海，全长2214km。珠江由西江、北江、东江及珠江三角洲诸河四大水系组成，形成“三江汇流，八口出海”，总面积45.37万km2，其中国内44.12万km2。珠江地处热带、亚热带季风气候区，雨量充沛，水资源总量3360亿m3，居我国七大江河的第二位，仅次于长江。珠江流域高原、丘陵山区多（占流域面积95%），平原少（占5%）；既有改革开放前沿的珠江三角洲以及沿海经济发达的地区，又有占流域面积90%以上经济发展相对滞后的高原山区和老少边穷地区。流域各省（自治区）经济发展不平衡，其中云南、贵州、广西列入我国西部地区，香港、澳门特别行政区位于珠江河口地区。
一、珠江当前主要水问题
珠江水资源总量丰富，但时空分布极不均匀，水旱灾害严重。随着经济社会的发展，水资源的供需、开发利用与保护的矛盾日益突出。目前制约珠江水利可持续发展的五大突出水问题包括：
1、洪涝灾害严重，西江缺乏控制性防洪工程调控洪水
珠江流域历来洪涝灾害频繁。仅九十年代以来，珠江流域就先后发生“94.6”、“98.6”和“05.6”等流域性大洪水，给流域造成重大经济损失。目前西江干流缺乏防洪控制性工程，河道堤防标准低，在大藤峡等控制性枢纽尚未建成前，如何调控西江洪水，确保流域生命财产安全，是珠江流域面临的第一大水问题。
2、水量时空不均，水资源调控能力低，旱灾问题日渐突出
珠江降水量充沛，年降水量1100～2300mm，但时空分布不均，全年降水集中在4～9月，占年降水量的80%。目前，珠江水资源开发利用率不到18%，珠江蓄水工程总库容及兴利库容分别仅占珠江年均径流总量的11%与6.7%，水资源开发利用程度低于全国水平。由于西江干流和重要支流等缺乏具有流域性调控能力的枢纽工程，近年来连续干旱缺水问题严重威胁并影响到流域工农业生产和城市供水安全。
3、水污染不断加重，生态环境不断恶化，水质型缺水加剧
随着社会经济发展，珠江污废水排入江河不断加重水污染。2005年珠江废污水排放总量达179亿t，致使27.3%的河段水质超过国家规定的Ⅲ类水标准，其中珠江三角洲55.2%的河段水质超过Ⅲ类水，20.1%的河段水质为劣V类水，严重威胁甚至影响到城乡生产、生活饮用水安全。水质型缺水不仅在珠江三角洲加剧，而且在上中游北盘江、红水河也因水污染不断引发区域间的水事纠纷。
4、河口及沿海地区水资源短缺，严重制约当地社会经济发展
珠江三角州河口地区澳门、香港，以及沿海的珠海、深圳、北海、粤西雷州半岛及粤东潮汕地区，水资源短缺已成为当地经济发展的严重制约因素。其中粤西雷州半岛人均拥有水资源量1200m3，深圳市为250m3，香港仅为180m3。尽管澳门、香港、珠海、深圳等地早已大力建设供水工程从境外调水、引水，由于受供水水源地水量水质的限制，缺水问题依然突出；雷州半岛及北海等地靠取用当地地下水资源，不仅难以满足，而且引发系列生态环境问题。河口和沿海缺水地区如何跨流域调水并优化配置，保护当地水源，保证供水安全，已成为当地社会经济发展中的突出问题。
5、流域水资源配置格局尚未形成，流域水资源管理薄弱
珠江水资源时空分布不均，引发流域性或局部地区的水旱灾害频繁。珠江经济社会的不平衡发展，形成部分地区严重缺水。珠江径流调蓄能力低，缺乏调蓄控制性枢纽工程，导致有些地区水资源得不到充分利用的局面，从而无法有效形成珠江流域水资源配置格局。提高流域调蓄能力，增加水资源保证流量，是形成珠江水资源有效配置的基础，也是加强流域水资源管理的物质基础。
此外，由于上述五大突出水问题及其这些问题的共同影响，造成和引发的咸潮上溯、海水入侵、赤潮频发、水土流失、湿地退化、山地灾害和地下水污染等区域性和局部性水问题也变得越来越突出。要解决好与水相关的系列生态、环境等问题，就必须首先解决好珠江当前五大水问题。
二、珠江骨干水库调度及技术特点
近年来珠江流域连续干旱，来水连续偏枯，加之珠江三角洲河道变化等原因，导致近几年冬春季节珠江三角洲接连发生严重咸潮，严重威胁并影响到澳门、珠海、广州、中山等城市的供水安全。
继2005年、2006年年初连续两次成功实施珠江压咸补淡应急调水后，为保障今冬明春珠江三角洲地区澳门、珠海供水安全，国家防总批准珠江防总今冬明春实施珠江骨干水库调度，通过天生桥一级、岩滩、百色、飞来峡和龙滩下闸蓄水后的水库联合调度，采用以天生桥一级为主，龙滩服从调度，岩滩进行反调节，百色、飞来峡配合的调度方式，以保障澳门、珠海两地饮水安全作为调度的首要目标，并尽量兼顾发电和电网安全为原则，控制梧州水文站流量不少于1800 m3/s，总体需要流域调度补水量超40亿m3。
概括起来，今冬明春珠江流域骨干水库统一调度具有如下几个技术特点：
1、调水时间长、线路长、范围广，调度系统复杂
今冬明春骨干水库调度时段从今年9月份开始，预计至明年2月份结束，长达6个月。调度骨干水库包括天生桥一级、龙滩、岩滩、百色水库和飞来峡等，调度水量通过红水河、黔江、浔江和郁江支流，经西江汇合后，再与北江调度水量一并进入珠江三角洲，调度水量行程总和超过2000公里。本次调度雨水情测报、预报和计算分析范围主要涉及云南、贵州、广西和广东四省 （自治区）整个西江和北江流域共39.98万km2，水情信息采用水文站点86个，涉及雨量站点超200余个，咸潮站点20余个。
从天生桥一级调度水量，经龙滩和岩滩进一步调节后水量至梧州控制水文站约5～6天时间；从百色水库调度水量，经右江、郁江入浔江至梧州水文控制站也需5天左右时间。调水从骨干水库经西江干流入珠江三角州干流水道进入澳门、珠海供水河段压咸总共需长达7天时间。此外，调水沿线还涉及到下游区间众多其他水库的发电调节，以及区间工农业生产和城乡用水的需要，使得骨干水库调度水量更加复杂，难以控制。
2、调水涉及面广、跨度大，调水精度要求高
今年骨干水库调度与前两次压咸补淡应急调水最大的不同，在于调度保证流量时间从八天变成了六个月，即整个枯水期，从而要求对整个枯水期进行综合论证和全面调度。国家防总要求今冬明春调度期间控制梧州水文站流量不少于1800 m3/s并确保澳门、珠海饮用水安全，但根据压咸区域近期咸潮运动规律研究，要确保澳门、珠海供水水源水质满足要求，梧州控制站在保证1800 m3/s流量基础上必须随压咸需要在适当时机增加流量，同时控制流量不超过2500 m3/s以免浪费上游调度水库水量，理想状态是维持梧州流量1800～2000 m3/s，补水期间根据压咸动态要求维持梧州流量在2000～2500 m3/s之间变动。
由于调度区域范围大，水情复杂，不确定因素众多，要确保长达六个月梧州接近“均匀出流”，即达到保证流量又尽可能减少水量浪费，珠江防总克服各种困难，通过认真预测、周密分析、科学调度，确保龙滩下闸期间梧州流量不低于1800 m3/s，同时确保南、北盘江9～10月降水过程约41亿m3水量完全存蓄和利用，有效控制梧州流量不超过2500 m3/s，为后期调度打下坚实基础。目前已成功完成四次补水，取得本次调度的阶段性胜利。
3、多目标、多层次、多约束，多方案连续动态不间断寻优
骨干水库调度以确保澳门、珠海供水安全为首要目标，同时尽量兼顾发电和电网安全，以及河道航运用水的需要。为了保证十月底十一月初广西“三会”期间供电需要，在系统调算过程中，将调度作为满足多目标需求进行系统动态优化。
珠江骨干水库调度分别由骨干水库群调度、西江下游区间降水预报和产汇流调算、珠江三角洲压咸补淡和珠海水库群调蓄4大系统有机组成一个复合大系统，约束条件众多。实时动态多方案寻优包括联合调度寻优、梧州流量寻优、压咸时机寻优、珠海库群淡水调蓄寻优四大部分组成，其中以联合调度寻优和梧州流量寻优最为复杂，压咸时机寻优最难把握。由于骨干水库库区来水河下游区间来水情况不断变化，因此珠江防总每周、每三天，关键时期每天对可能的方案集进行连续动态反复寻优，通过大量的工作从方案集中不间断寻求科学合理的调度方案。
4、影响变量复杂、不确定因素众多，技术难度大
珠江骨干水库群调度是一个传统的多层次联调优化过程。第一个层次由于龙滩在调度期间下闸蓄水和正处于建设中等原因，使得天生桥一级、龙滩和岩滩三级联调更加复杂，不确定性更强；第二个层次是三级联调与百色水库联合调度进一步优化，确保梧州流量；第三个层次是如何结合上述联调进行飞来峡调度的问题，同时考虑通过骨干水库下游区间降水预报和产汇流分析计算，进行下游区间水量利用和风险决策，最终确保梧州保证流量和压咸区域压咸流量。由于各水库来水预测的不确定性和水库下游区间来水的不确定性，维持梧州流量1000～2000 m3/s并兼顾最佳时机增加补水流量，技术难度比预期更大，为了确保梧州1800 m3/s同时尽量不超过2500 m3/s，珠江防总采用了三个办法：一是缩短来水滚动预报和方案集动态搜寻时段，由一周到三天，关键调度期一天一次方案集调 算；二是缩短调算步长，实施精细调度；三是加大方案优化搜寻区域，不漏掉满足调水流量首要目标要求情况下骨干水库群合理的蓄水位，以保证电网安全和发电效益的最大化。
5、综合决策，精细调度，资源利用最大化
龙滩下闸时机的确定，是珠江防总在既要确保大坝建设自身的安全，又要确保澳门、珠海的供水安全并兼顾电网安全的目标下，综合论证西江枯季来水，全面优化库群联调基础上做出的正确决定。通过龙滩联合天生桥一级和岩滩水库，将10月份南北盘江一次较大的降水过程约41亿m3水量全部拦蓄和利用起来，为今年后期调度打下坚实基础，也为龙滩明年提前发电创造条件，效益巨大。
本次西江4大联调骨干水库集水面积12.6万km2，占西江面积36%。西江其余64%的下游地区因无大型控制性水利工程，目前无法拦蓄枯季重要降水过程。为了充分利用下游区间的降水资源，珠江防总通过加强区间水情预报，在充分考虑骨干水库发电需要的情况下，通过风险决策分析，利用11月中下旬西江中下游降水过程进行调度第二次补水，有效地节约了骨干水库水资源，同时压咸效果非常明显。
三、珠江骨干水库调度引发的思考
珠江如此长时间、大范围、大跨度、多水库联合优化调度，是珠江联调史上的新奇迹，甚至是我国联调史上非常复杂的一项系统工程。本次骨干水库调度以珠江前两次压咸补淡应急调水的创举做支撑，克服时间上、地域上、技术上和协调上的各种困难，将流域层面上大范围、大跨度的水库联合优化调度、水资源优化配置理论直接融入生产实践，巨大的社会效益、经济效益和环境效益全面揭示了新时期珠江治水理念，极大地丰富了新时期治水思路的内涵，为解决目前珠江面临的系列水问题开拓了新的治水思路。
1、控制河道水量，骨干水库调度为汛期珠江防洪提供调度模式
为了充分利用四大骨干水库下游区间降水资源，节约骨干水库调度水量，本次骨干水库调度的思路是，通过提前3～5天预报下游区间降水量，减少上游同期调度水量，达到控制梧州河道水量和节约水库水量目的。今年11月下旬第二次补水，由于预报和调度及时，尽量利用11月中下旬西江中下游的一次较大的降水过程进行压咸，为骨干水库调度节约4.5亿m3水量（同时也因下游缺乏有效的控制性工程浪费多余的5.0亿m3水量）。
目前，西江中下游缺乏控制性防洪工程，沿江防洪只能依靠单一的堤防工程。由于防洪堤的先期建设使西江中下游河道洪水归槽而又缺乏调控大洪水的有效手段，中下游及珠江三角洲防洪压力极大。按照上述思路，通过加强流域洪水预报，延长中下游河道洪水预见期，并经上游骨干水库洪水调度减少上游控制水库相应来水量，对西江中下游型洪水进行削峰是完全可行的。据初步测算，南盘江、红水河和郁江干流骨干调洪水库调洪库容超过138亿m3，如果这些骨干调洪水库统一调度，再进一步延长下游河道洪水预见期，提高预报精度，即使对于中下游型洪水，梧州洪峰流量仍可以消减1000～3000 m3/s，对于上中游型洪水或流域性洪水，调控效果会更大。
2、洪水资源化，骨干水库调度为珠江水资源综合利用提供水量保障
利用一次降水资源有两种有效的办法：一是通过水利工程拦蓄降水形成水利工程蓄水量，二是在没有拦蓄条件的情况下通过提前测报降水产流过程直接从河道加以利用。尽管本次调度通过下游区间水情预报和水库控泄从而利用下游区间降水的技术难度大，有决策风险，但节约调度水量的效果非常明显。
本次骨干水库调度已经取得的最大成绩是，珠江防总通过大量的技术论证对龙滩下闸时机的把握，以及科学地调度天生桥一级、龙滩和岩滩蓄水量，给每个水库预留合理的调节库容，将今年10月份南、北盘江一次较大的降水过程41亿m3水量全部拦蓄在天生桥一级和龙滩等水库内并加以利用，为后期关键调度提供水量保证。
珠江水量丰富但时空分布不均，9月、10月西江干支流还有一定程度的洪水发生，这段时间较大的降水过程几乎每年都会出现，而且经常形成一次小型洪水径流过程未加以有效利用。在每年汛末枯季初期，如何在确保防洪安全的情况下经过骨干水库群联合优化调度最大限度地利用这段时间的降水资源，从骨干水库统一联合优化调度、降水资源的有效拦蓄，到降水资源河道内直接利用，本次调度为富水地区水资源的有效拦蓄和利用提供了宝贵的经验。
3、提高保证流量，骨干水库调度为珠江水资源配置奠定物质基础
关于珠江中下游和珠江三角洲地区水资源配置格局的形成，多年来专家和学者们各抒己见，研究成果很多。在提出的众多思路和方案中，一个共同的特点就是：珠江三角洲开发利用程度已经很高（目前开发利用率已超过50%），东江、北江水资源开发程度较高且开发潜力有限，丰富的西江水资源才是未来珠江水资源配置的核心。
据1956年～2005年资料初步统计，梧州日均最小流量出现在2004年1月份为902 m3/s，瞬时最小为879 m3/s； 12月梧州最小月平均流量为1112 m3/s，1月为1080 m3/s，2月为1121 m3/s，3月为997 m3/s，平均仅为1078 m3/s。根据国家防总对珠江防总骨干水库调度的要求，保证梧州1800 m3/s，比历年最小流量和最枯3个月月均流量分别高出921 m3/s和722 m3/s。
本次调度表明，通过现有骨干水库统一调度，可大大提高西江及珠江三角洲主要河道整个枯水期保证流量，为珠江水资源总体格局的最终形成提供稳定的供水水源，为珠江中下游地区水资源配置奠定“高保证率”的物质基础。
4、增加枯季流量，骨干水库调度全面提高河道水环境容量，极大改善水生态环境
本次调度保证梧州流量1800 m3/s，比历年最枯3个月月均流量高67%，控制思贤?调度期流量在2200～2800 m3/s之间。正如前两次压咸补淡应急调水效果分析，骨干水库调度将大大增强珠江三角洲枯水期径流动力，明显改善三角洲主要分流河道水质状况，极大改善分流河道的水生态环境，有利于西江干流和珠江三角洲河道岸边水生物栖息地的保护和天然湿地水量交换，避免特枯月份因径流量太小河道水质的全面恶化、水源地水质和水生态环境遭到破坏。
经初步估算，骨干水库调度期间，西江干流、郁江和珠江三角洲等相关河道因提高河道枯季径流量，每天将增加COD容量1500t，增加氨氮容量65t，主要河道容量比原来提高15%～60%，从而大大改善珠江主要河道的水环境条件，为建设绿色珠江，维护河流健康生命提供根本保证。
5、一水多用，珠江骨干水库调度显示巨大的综合效益
10月份以来骨干水库调度已经取得的阶段性胜利，关键在于珠江防总通过大量的分析计算，最大限度地利用调度期间降水资源蓄水43亿m3水量，既确保珠江三角洲澳门、珠海供水安全，又确保骨干水库尽可能多蓄水多发电，在高水头情况下提高发电效率，确保电网安全。骨干水库调度除自身调度达到的目的和前述产生的巨大效益外，还将进一步提高枯水期西江干流、郁江和珠江三角洲主要河道的保证流量，抬高保证水位，进一步保障沿线工业生产用水、农业灌溉用水、河道内航运用水和城乡生活饮用水安全。更重要的是，本次调度表明新时期流域治水思路应充分发挥流域水资源一水多用、综合利用的特点，在社会、经济、环境等多方面产生综合效益，服务于全社会，有利于建设和谐珠江。
6、统一调度，骨干水库调度揭示流域水资源统一管理的重要性
流域骨干水库统一调度是水资源合理配置和管理的基础，有效的流域水资源管理依赖于流域水资源配置格局的形成和水量水权分配与水市场的建立。河道保证流量是水资源配置和水量、水权分配的基础，一个完整的流域水资源配置体系的建立，需要流域控制性水利枢纽提高流域调蓄能力并通过与骨干水库一起统一调度作保障。在珠江流域控制性水利枢纽尚未建成前，统一现有骨干水库调度显得尤为重要。本次调度表明，实行流域水资源的统一管理，是顺利开展流域骨干水库统一调度的根本保证。目前，西江干流控制性水利枢纽尚未建成，无论是抵御洪水还是水资源开发利用，干流调控能力都非常低。为了解决控制性工程没有建成前的系列水问题，搞好现有流域骨干水库的统一调度和增强流域水资源的统一管理，是当前珠江水利可持续发展的重要手段和根本保证。
7、亟待破解的水问题，骨干水库调度凸显大藤峡枢纽工程建设的迫切性
本次骨干水库调度存在两个问题：由于具有一定调蓄能力的四大骨干水库距西江下游河段近千公里且22.7万km2的下游区间调控能力很小，使得梧州保证流量与上游骨干水库调度水量的响应关系很差，调控梧州流量技术难度非常大；另一方面四大骨干水库集水控制面积仅12.6万km2，骨干水库调度对西江其余22.7万km2下游区间的调控则显得无能为力。为了节约骨干水库调度水量，充分利用下游区间降水产流，加强下游区间降水预测并加以利用成为本次调度的一项重要的技术工作，下游区间降水的预报和利用同时也大大增加了梧州保证流量调度的风险，增加决策的难度。
因此， 22.7万km2的下游区间的调控能力不尽快得到有效改善，西江流域的水问题就无法从根本上得到有效的解决。为了珠江水利的可持续发展，大藤峡水利枢纽工程建设已迫在眉睫。从本次骨干水库调度可以看出：
1）在水资源利用方面。大藤峡水利枢纽的建成，22.7万km2的下游区间的降水资源能够得到有效的调控，这次11月下旬降水过程9.5亿m3水量就能全部被利用。同时，四大骨干水库联合调度，再结合下游大藤峡的反调节，梧州保证流量的调控精度还将得到进一步提高，流域骨干水库统一调度的灵活性将大大增强。
2）在抵御洪水方面。大藤峡建成后除对西江下游型洪水作用很大外，如果采用同上游骨干调洪水库联合调度，对西江流域性大洪水效果将更加显著。本次骨干水库调度实际上也为大藤峡建成前提供了洪水调度模式，即通过上游骨干调洪水库联合调度，在辅以22.7万km2下游区间的洪水预报，进行梧州洪峰流量的调控。但这种调控模式的技术难度大，存在一定的决策风险，因此只有建设大藤峡才是解决问题的关键。
3）在水资源保护方面。由于四大水库距离下游调水时间长达3天以上，对发生在西江中下游及珠江三角洲的突发性水污染事故显然无能为力。提高流域中下游经济发达地区的水污染综合应急能力，大藤峡同样是不二的选择。
“远水解不了近渴”，上游骨干水库无法取代大藤峡水利枢纽的地位。没有大藤峡，西江中下游型洪水难以得到有效遏制，西江水资源难以得到有效、稳定的调控，西江水资源配置难以形成有效体系，西江中下游及珠江三角洲地区水资源保护将缺乏有效手段。大藤峡建设甚至还影响到包括北江、东江和珠江三角洲在内的整个珠江中下游地区水资源配置总体格局的最终形成。
大藤峡水利枢纽是珠江水利可持续发展的助推器、制衡器和稳定器。大藤峡建设前，可以通过骨干水库调度和下游降水预报作为暂时的过渡方案解决防汛抗旱和水资源管理等问题，但真正要建设绿色珠江、和谐珠江，维护河流健康生命，没有大藤峡是难以做到的。
大藤峡是珠江治水的关键。解决珠江水问题，必须首先解决大藤峡问题。 |
