■梁文清
作者简介
梁文清:河海大学水文与水资源工
程专业,工程师。在南水北调江苏水源有限责任公司,主要从事南水北调泵站群调度管理等工作。
南水北调东线一期工程是在江苏现有江水北调工程基础上扩大规模、向北延伸而成。从扬州江都三江营附近长江干流引水,通过13个梯级(江苏境内9个梯级)泵站将长江水提升近40米,串联洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等调蓄湖泊,将水送至鲁北和胶东半岛。江苏境内水系复杂,口门众多,在南水北调工程调度运行管理过程中需要考虑多方面的因素,存在较大的优化调度空间。通过管理现状以及运行实际工况分析和研究,优化调度运行模式,对保障江苏境内南水北调工程安全高效运行具有重要意义。
工程概况
江苏境内南水北调工程采用双线输水,以京杭运河为输水干线,新辟运西输水线,扩建、改造运河线调水工程,新辟、完善三阳河潼河、淮安四站输水河道、金宝航道等3条河道工程,新建14座泵站、改造4座泵站,形成运河线和运西线双线输水格局。同时实施里下河水源调整工程,洪泽湖、南四湖下级湖抬高蓄水位影响处理工程、截污导流工程和管理调度运行系统等项目。江苏境内工程抽江规模由原有的400立方米每秒扩大到500立方米每秒,多年平均抽江水量89亿立方米,其中新增供水量36亿立方米每秒(江苏19.25亿立方米),既能满足本省供水需要,又可调水出省。
泵站群优化调度措施
南水北调江苏境内工程经过向山东供水、省内抗旱排涝运行、南四湖生态应急调水等多次调水运行,在调度工作中逐步明确了各级调度管理机构的职责和权限,编制了《公司防汛工作方案(试行)》、《公司工程调度管理办法(试行)》等一系列调度配套制度、调度方案,完善了调度指令接收、下达、执行、信息反馈、突发事件处理等工作机制和流程。在历次调水前,高度重视运行前各项准备工作,提前与地方电力等部门协调相关事宜。调水过程中,不定期抽样实地检查,重点对工程运行安全、水情监测情况、自动化系统运行情况等进行抽查,对调度中出现的问题进行现场查勘和商讨,不断加强实时调度,确保调水顺利进行。具体做法如下。
做好信息储备
信息为调度决策、工作策略提供依据,包括动态信息和静态信息。静态信息包括地理位置、正常蓄水位、泵站设备等级等稳定的数据,便于调度方案编制及调度指令的下达。动态信息包括泵站及重要河道的水位、流量,泵站机组的温度、振幅等信息,便于实时调度,保证安全运行。为保障泵站调度管理符合实际情况,每次开机运行前均提前与省防办充分沟通,及时开展工程运行能力调研,掌握泵站群运行能力。
优化调度方案
超前对多种可能的调水方案进行技术经济分析,统筹考虑水源、农业用水高峰、航运和运行成本等因素,按照年度调水出省计划,编制多种开机方案及运行成本估算进行比选,及时编制完成了《江苏省南水北调2014~2015年度调水出省工程调度方案》。以洪泽湖水为源,利用运河线、运西线双线向骆马湖输水,由台儿庄站直接抽水出省,时间短、流量大,减少了长江至洪泽湖段三个梯级泵站和相关河道运行,大大降低了调水成本,初步测算节约电费61.8%,方案经济性大大提高。2015年调水出省共下发调度指令20条,平均每座泵站每天收到调度指令0.14条,与2014年每天0.71条相比,调度指令数量明显减少,调度方案可操作性和合理性也大大提高。
加强实时调度
根据批准的调度方案和年度调水出省任务,切实加强实时调度工作,24小时不间断监视各泵站及河道运行水位、水质等水、雨、工情,为实时、安全调度提供保障。3月27日沙集站停机,部门积极协调有关部门了解沙集站后期运行安排,4月3日提前关闭泗洪节制闸,抬高睢宁二站站下水位,既避免了睢宁二站下游水位过低无法开机的情况,又节省了沙集站和泗洪站的运行时间、抽水量,节约了运行成本。
提高反应能力
始终做好开机运行心理准备,做到各项措施切实可行。以工程参与2015年江苏省内抗旱运行为例。2015年江苏省水稻栽插大用水前,淮北地区降雨明显偏少,6月中旬仍无明显降雨。面对徐州地区用水紧张的严峻形势,根据《省防汛防旱指挥部关于启用南水北调刘山站、解台站开机翻水的通知》,积极组织刘山站、解台站投入省内抗旱运行。6月18日11时,江苏省防指下达开机紧急通知,江苏水源公司急事急办,在6小时内完成了全部开机准备工作,确保了抗旱运行顺利开展。6月18日至6月24日开机抗旱期间,泵站累计运行655台时,抽水6882万立方,有效缓解了徐州地区旱情。
优化水文监测方案
江苏水源公司商省防办等单位,组织省水文局,及时编制完成了江苏境内南水北调工程运行期间水文监测方案,为提高方案的经济性和规范性,降低成本,完善工作机制,依据水利部、环保部等有关规定,按照调度方案,在总结以往工作经验的基础上,优化了水量、水质监测方案,减少了监测断面、监测频次、监测指标,细化了信息报送途径、时间和准确性等要求。
重视沟通协调
调度工作本身就是多部门相互协调、相互配合的过程,建立良好的沟通协调环境有利于调度工作的开展,包括对外与对内两个方面。对外加强与省防办、交通、海事、电力等部门和单位的协调,加强与省防办、省水文局以及省环保厅等单位的信息交换和共享工作,定时汇总、分析、报送和存储水文、水质等信息;对内加强与分公司、现场管理单位以及各级调度人员之间的沟通等等。
重视对外协作
鉴于目前调水尚未正常化,调水开机决策时间长,为避免一事一议、临时委托难度大的问题,在加强自身监测能力建设同时,考虑充分利用行业资源,全面调研环保、自来水等部门监测费用标准,与水文局多次协商签订了长期监测合同,明确了监测费用标准和监测工作流程,为监测工作的标准化、常态化创造了条件,同时减少了协调工作量和监测费用。
工程效益发挥情况
2013年至2015年底,江苏省境内工程圆满完成试通水、全线试运行、正式通水运行、2014年第二次通水运行、2014年省内抗旱及南四湖生态应急调水、2015年供水运行、省内抗旱运行、排涝运行和骆马湖补水运行等9阶段10次调水任务,积累了调度实践经验。工程累计运行7.57万台时,累计抽水77.59亿立方,其中,累计调水出省7.63亿立方,抗旱抽水18.37亿立方,排涝抽水0.65亿立方。调水期间,调度方案经济合理,工程调度安全灵活,水情监测满足需要,数据上报准确及时,紧急情况处理得当,未发生重大事故。省际交水断面水质稳定达标,保质、按时、足量完成了历年调水出省供水任务,有效缓解了江苏淮北地区旱情、宝应湖地区涝情及南四湖湖区生态危机。
在调度运行过程中,江苏水源公司努力完善调度管理机构,着力提升调度人员职业素养,加强相关制度建设,初步建立生产调度体系和新老工程联合运行机制,逐步提高调度方案编制水平,经过历次的调水实践,不断总结和积累相关经验。
问题与思考
——用水需求与供水成本控制存在矛盾。目前南水北调东线一期工程在水资源调度方面的矛盾在于,山东省作为用水户,用水需求往往比较零散;而从优化调度角度考虑,为满足零散水量而动用大量泵站运行往往经济性较差;如将用水户零散需求集中进行供水,虽然有利于供水方控制供水成本,但在目前山东配套设施消纳水资源能力较低的情况下,势必产生大量的水资源浪费。建议加强协调,在增加总调水量的同时,科学制定调度方案,协调兼顾供用水双方利益。
——水资源仍需进一步优化配置。近两年来,江苏省南水北调沿线河湖在汛期经常出现需要抽排涝水和弃水的情况,同时下级湖却处在死水位附近,造成了大量的水资源浪费。如能利用该部分水量北调,将有利于水资源综合利用。建议充分发挥下级湖的调蓄作用,在保证江苏省内防汛防旱大局的前提下,利用南水北调新建工程,尽可能抽调弃水北上至下级湖,一来可以减少水资源浪费,二来可以将该部分水量用于完成下一年度向山东供水指标,减少江苏省南水北调工程运行压力。
——实时调度需进一步加强。南水北调江苏境内工程采用天然河道作为输水渠道,运行期间需考虑沿河取水、航运、汛限等水位控制要求,且部分泵站结构复杂,多种水工建筑物对水位变化十分敏感。再加上江苏省气候状况复杂,旱涝急转现象时有发生,河道航运存在污染可能等因素,加强实时调度是非常必要的。建议进一步建立南水北调工程管理单位与电力、交通、海事、气象、环保等部门之间的联动机制,加强实时调度,以应对长期运行带来的各种挑战。