寧波市中心城區供水水源聯合優化調度的思考

摘 要：隨著境外引水工程、大中型水庫水源工程的建設，特別是原水集團的組建，實現寧波中心城區水源聯合優化調度非常必要且已逐步成為可能。文章在分析中心城區供水現狀及存在問題的基礎上，提出中心城區水源聯合優化調度宏觀性的目標、建設步驟和保障措施，以提高城市供水的可靠性、經濟性、安全性和競爭力，并為下階段規劃設計部門進行詳細的技術分析提供原則性依據，為進一步理順水務體制理清思路和創造條件。

關鍵詞：寧波市水源聯合優化調度 目標 實施步驟

中圖分類號：F290 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）05-199-02

水是生命之源、生產之要、生態之基，在國民經濟和社會安全中具有重要的戰略地位。隨著經濟社會的發展、人口的增長和都市化，人們對供水要求越來越高，特別是城市供水，其狀況已經是城市發展水平的一個重要標志。各國政府及科學家們已把城市供水系統規劃、運行、調度和管理問題的研究作為支持社會經濟可持續發展的重要戰略。要實現水資源科學分配，不僅要修建水源工程，還要運用現代系統科學的方法去從管理上要效益。管好、用好現有水源工程，對有限的水資源進行優化調度，這對緩解城市供水緊張的局面，把缺水引起的損失減小到最小，使社會經濟可持續發展，人民生活水平穩步提高均具有十分重要的意義和價值。寧波市是一個水資源相對短缺的城市，研究城市水源聯合優化調度對經濟社會發展顯得十分必要。

一、寧波水資源狀況與城市中心城區供水現狀

1.寧波市水資源狀況。

（1）水資源量。寧波市屬于典型的亞熱帶季風氣候，年均降水量1517.1mm，年地表徑流量73.36億m3，水資源總量為75.31億m3。寧波市人均水資源占有量僅有1260m3，屬于水資源緊張地區。區域分布不平衡，降水量南部象山港三門灣多，中部城市供水區次之，北部余慈區最少。南部、中部、北部地區人均水資源占有量分別為2170m3、1100m3、750m3，慈溪市人均水資源占有量只有450m3，是浙江省缺水最嚴重的地區之一。受季風氣候影響，降水年內分配不均，主要受梅雨和臺風控制，降水集中在4～9月，約占全年降水量的70%，且降水年際變化大，實測最大年降水量為2045mm，而最小年降水量為905mm。

（2）水質狀況。寧波市水質狀況不容樂觀。2012年全市參與評價的飲用水水源地（水庫）27個，符合地表水環境質量Ⅰ—Ⅱ類的有21個，占總數的77.8%；Ⅲ類的有4個，占總數的14.8%；劣于Ⅲ類的有2個，占總數的7.4%。河道水環境質量普遍較差，全市參與評價的20個河流段面中，除山區性河流水質部分為Ⅱ—Ⅲ外，平原河流水質普遍為Ⅳ—Ⅴ類，甚至為劣Ⅴ類。

（3）水資源開發利用狀況。至2011年，通過水源工程和跨區域（流域）及境外引調水工程的實施，寧波市水資源保障能力已經從21.3億m3/a提高到24億m3/a。2011年寧波市總用水21.88億m3，其中生活用水6.17億m3，農業用水8.27億m3，工業用水5.30億m3，環境用水2.14億m3。生活和工業用水量已占總用水量的52.4%。過去十年城市生活用水保持4.1%的年增長，隨著經濟社會的快速發展和城市化進程的加快，如不采取有效措施，預計到2020年，平水年份缺水達3.17億m3；如遇10年一遇干旱年（P=90%），全市將缺水6.03億m3；如遇20年一遇大旱年（P=95%），全市缺水量將高達8.2億m3。

2.寧波城市中心城區供水現狀。

（1）水源及特點。城市中心城區主要供水水源為寧波原水集團所屬的包括白溪、周公宅、亭下、橫山、皎口五座大型水庫，橫溪、三溪浦、溪下三座中型水庫，以及姚江水源工程等。水源特點為數量多，庫容不大且大小不一，地域分散，分布于全市境內甚至境外（在建的紹興欽寸水庫）。

（2）中心城區水源配置現狀。原水集團八庫一江供水能力達到5.9億m3/a，總供水規模達到200萬m3/d。現狀中心城區生活用水水源配置規模為166萬m3/d，中心城區現有城市水廠供水規模為150萬m3/d（不包括工業自備水廠），現狀水源原水供給能力與水廠需求基本匹配。但因原水引水工程和水廠建設滯后，實際中心城區可用水源供水規模為145萬m3/d，中心城區日最高需水量已接近該規模。大工業用水姚江水源（需境外引水）配置規模為50萬m3/d，與大工業水廠規模相匹配。隨著白溪、周公宅等水庫工程、毛家坪水廠及出廠復線工程建成和南郊水廠的關停，2012年中心城區居民生活用水中，水庫直供水115萬m3/d，比例上升至92%。

二、水源調度的現狀及問題

隨著城市供水量的增加和對水質要求的提高，寧波存在一定程度的水質性、工程性缺水問題。原水集團組建后，中心城區原水按規劃配置方案實行統一調度，但仍存在以下主要問題：

1.調度手段相對落后，方式粗放。有些單庫已經建立了洪水預報系統、洪水調度系統，但是全市層面上的多水源聯合調度方面依然靠人工收集分散的信息，在初步分析調節計算基礎上憑經驗調度，調度會商決策尚未完全實現信息化、科學化。

2.配套原水引水工程實施緩慢，水廠與水源建設未能有機結合，致使原水供給能力過剩和優質水不能合理利用。前幾年如東錢湖水廠、毛家坪水廠及其出廠復線建設的滯后造成白溪、周公宅水庫及其引水工程效益不能充分發揮和城市供水質量不能較快提高。目前的溪下水庫水資源閑置，欽寸—寧波引水工程建設尚在前期階段。

3.水廠應急保障程度不高。由于水廠與水源之間銜接比較單一，缺乏多水源有機連接和管道互通，如遇突發性事件水資源保障能力相對較弱的現狀。尤其是2012年底因鐵路南站建設關閉南郊水廠，北渡取水口未能調整，城市供水的應急能力被削弱。雖城市供水凈水環網一定程度上可以進行調節，但能力有限。

4.東西線供水結構性矛盾突出。東線各水庫供水早已飽和，而城市供水水廠對東線水源需求量大；西線水源目前現狀充足，卻因水廠以及原水輸引工程建設滯后供不出去。東西線供水格局嚴重不平衡。

5.河道水質不佳，給水源調度帶來變數。河網水易受兩岸及上游工業企業的污染，且污染管理控制存在難度，河道轉供水也導致部分區域城市供水質量不高，原水在水量配置時受到水質影響的制約。

6.城市空間擴大，城市水源供給調配面臨較大壓力。寧波現代都市框架基本確立，區域產業結構加快調整，城鄉供水大網覆蓋推進，需水量及供水范圍均有一定程度的提升和擴大。如杭州灣新區等供水也需寧波市中心城區水源調配統籌考慮。

7.供水體制需進一步理順，供水聯合調度體系尚未完全建立。在主管部門協調和監督不到位時，原水集團與自來水公司從各自企業利益出發，各自調度，影響到水源的優化配置。

三、中心城區供水水源聯合優化調度目標及實施步驟

1.優化調度原則及目標。城市水源調度需遵從的原則：供水服從防洪；優水優用，優先利用優質水，提升城市供水質量；在確保供水前提下，積極發揮發電等效益，實現水資源利用效益最大化；循序漸進，兼顧平衡各方利益。在此基礎上實現下述目標：

（1）優水優用。實現水庫優質水供給城市生活供水系統，姚江及河網水供給工業專用供水系統，不再進入生活供水系統。

（2）提高城市原水供給保證率。生活供水系統原水供給保證率基本達到95%，工業專用供水系統原水供給保證率爭取達到90%。

（3）水源應急保障程度大幅度提高。向中心城區供水的某一水源地因突發性事件或其他原因造成一段時間內不能正常供水時，通過水源的聯合調度和城市供水管網的調度，使城市供水基本不受影響。

（4）提高水資源利用水平和綜合效益。統籌考慮和調度各水源不同時期的供水、灌溉、發電和環境等各項用水，提高水資源的綜合效益以及行業企業效益。

2.優化調度的實施步驟。

（1）統一調度。在現在條件下，改變過去單庫各自調度的方式，統一調配。根據水源情況以及用水需求，盡量掌各種工況條件下，在一定分析計算基礎上，加強溝通和會商，不斷提高城市供水調度水平。在保證完成統一調配下達的供水任務前提下，水庫各自調度為主。

（2）科學優化調度。隨著水廠和原水管網建設，中心城區水廠與水源地的匹配將日趨合理，實施優化調度已成為可能。根據各工況階段，在管網優化的基礎上優化資源配置，調整制定具體水源調度方案，實現優質、安全、經濟供水，并追求包括各相關企業單位在內的整體效益最大化。為實現優化調度，該階段需對硬件、軟件方面進行研究。原水集團適時委托科研機構進行研究，提出具體的優化調度技術方案，報請主管部門同意后實施。

（3）自動化調度。在優化調度方案的基礎上，還可以委托有關科研機構開發自動化調度系統軟件，建設和完善各項硬件（水源、管網等數據采集傳輸及控制設備），實現供水量、需水量實時自動監測，供水調節的遠程控制，建成水源供水與水廠生產結合，供水與防洪發電、灌溉、環境用水相結合的科學調度體系。

四、中心城區多水源聯合優化調度的保障措施

為保障中心城區水源聯合優化調度，應采以下措施：

1.繼續推進分質供水，提高生活、工業供水質量。針對寧波市水資源相對短缺和需求量增長較快的狀況，實行分質供水是提高城市原水供給水平的關鍵性因素之一。規模為50萬m3/d姚江大工業水廠已經建成，多年來低產量虧損運行，目前日均取水量僅13萬噸/日，應盡快推進置換出原來由自來水總公司承擔的部分工業供水市場份額，交由工業供水公司承擔，從而為將工業用水與城市居民生活用水分開，從而真正實現大網分質分類供水，優水優用。

2.加快推進水源、水廠和原水管網建設。當前應努力克服工程建設中的各種困難，積極推進柏坑擴容、桃源水廠、欽寸引水亭下至寧波引水工程、溪下水庫引水、西線至蕭鎮或北渡（西線水供江東水廠）引水工程等項目建設，提高城市供水能力和水庫優質水的高效利用。

3.供水的經濟性問題。在研究多水源的聯合配置和調度時，必須考慮供水經濟性問題。工業專用水廠水源地的選擇應盡量接近受水區域；應合理利用水源高程建設高位水廠，實現重力供水，優先使用優質原水等，從而減少提水的電力和水廠處理等運行成本。同時，還應統籌考慮生活、生產及生態環境等各項用水。

4.供水的可靠性、安全性問題。隨著近幾年水源、原水管網、水廠等建設的推進，應及時修訂完善《城市供水飲用水源突發性污染事件應急預案》，當某一飲用水水源地因突發事件，不能向城市水廠正常供水時，啟動水源應急調度，并對受影響水源進行先期處置，盡量避免或減少對城區供水的影響。繼續實現水源的有效整合和合理分散。寧波市原水管網通過東、西兩線管網將水庫群和水廠群聯結起來。水源互聯互通，多水源聯網聯供，繼續將寧波市橫溪水庫等并入向寧波城市供水的大網，不但提高可供水量，而且提高遇突發性事件水資源的保障能力。同時合理分散，避免城市供水中原水供給過分集中單一水源遇突發性事件的風險，降低最大單一水源地供水量占總供水量的比重。

5.廣泛應用信息化、自動化技術。由于水源系統點多、面廣，引水線路長且交叉、技術復雜，應提高水利、城市供水信息化現代化水平，及時采集水資源供、需、工程等運行管理相關信息；建立多目標多水源聯合調度的模型；提高管理水平，科學調度。

6.建立和完善聯合調度協調機制。目前的聯合調度機制一定程度上保證了供水業務的正常運轉，但寧波市水利局和原水集團批復給自來水公司的原水取水計劃執行過程中仍存在不少問題。應當逐步完善聯合調度協調機制，由市水利局負責，原水集團。自來水總公司及相關單位人員參加，及時解決供水調度中出現的各種問題和矛盾，協調各相關單位利益。

7.繼續深化水務體制改革，提高原水企業的管理水平。按照“事企分開、轉制變型、集團組合”的原則和現代企業制度的要求建立的寧波原水集團有限公司已經大幅度推動原水管理提升管理水平和管理效能，并搭建了有利于水資源開發利用的建設投融資平臺。現階段應完善“政企分開、職責明確、運轉協調”的水務管理體制。在目前分段經營管理體制下，原水輸引工程是水資源統一調配的重要支撐手段，將原水管道的規劃建設、運行管理劃歸水利部門及其所屬的原水企業——寧波原水集團。將原發改委所屬開投公司管理下的工業供水公司和市自來水總公司合并，從而為優水優用打破體制機制障礙；推進原水售水體制改革和水價改革，實現原水集團所屬各水源地財務經濟統一核算，使各水源地經濟效益與其供水量相對脫鉤，避免供水量的不均引起各水源地經濟效益差別較大，從而影響水源優化調度的靈活性和高效性，導致無法實現總體效益的最大化。

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（作者單位：1.河海大學 江蘇南京 210098；2.寧波原水集團有限公司 浙江寧波 315100 作者簡介：楊關設，經理，從事水資源開發利用與保護工作，在讀博士研究生，研究方向：技術經濟及管理）

（責編：鄭釗）