山西、河北兩省向官廳水庫集中輸水情況分析

陳利者

（海河水利委員會水文局，天津 300170）

1 引言

永定河是海河流域的重要水系，是京津冀區域重要的水源涵養區和生態廊道，流經內蒙古、山西、河北、北京和天津5 個?。ㄗ灾螀^、直轄市），全長759 km，流域面積4.70 萬km2。歷史上，永定河上游地區山谷幽邃，林木茂密，河水清澈見底，被稱為“清泉河”。20世紀60年代以后，由于上游來水減少，永定河下游河段出現不同程度的干涸斷流。特別是1980 年以后，隨著工農業生產和城市用水的增加，流域下游生態環境逐漸惡化，平原地區河道出現連續斷流，盧溝橋以下河道斷流天數從20世紀60年代的 197 d 增加到 20 世紀 80 年代的 361 d，20 世紀 90年代出現全年斷流，河道完全干涸，河床裸露，周邊地區地下水水位持續下降。

2000 年以來，國務院先后批準實施了《21 世紀初期首都水資源可持續利用規劃》（以下簡稱《首水規劃》）和《永定河干流水量分配方案》（以下簡稱《分配方案》），開展了官廳水庫上游工農業節水、水土保持和水污染治理等重點建設項目，在實施工程措施的基礎上，通過強化跨地區水量調度，實施山西、河北兩省向官廳水庫集中輸水，顯著增加了官廳水庫入庫水量，實現了《首水規劃》中山西、河北兩省出境水量目標。

2 集中輸水工程

為了完成《首水規劃》確定的山西、河北兩省年度出境水量目標，每年汛后或年初采取調度手段將官廳水庫上游山西、河北兩省大型和相關重點中型水庫存蓄水量，在一段時間內集中下泄，然后通過水庫下游河道輸水至官廳水庫，這種通過統一調度永定河官廳水庫上游當地徑流的水量調度輸水方式稱為永定河上游山西、河北兩省向官廳水庫集中輸水。集中輸水涉及的工程包括參與集中輸水調度的水庫和輸水線路途經的河道。

2.1 水庫工程

參與集中輸水的水庫工程包括冊田和友誼2 座大型水庫，以及東榆林、壺流河、洋河3座中型水庫。5 座水庫控制流域面積32 589 km2，占官廳水庫以上流域面積的75%，總庫容9.06 億m3，其中興利庫容3.21 億m3。 5 座水庫均以灌溉供水為主，冊田水庫還兼顧向城市供水任務。水庫相關技術指標，詳見表1。

表1 向官廳水庫集中輸水的水庫工程指標

2.2 輸水線路

輸水線路分為桑干河輸水線路和洋河輸水線路。

桑干河輸水線路主要輸送桑干河上的東榆林水庫和冊田水庫放水，以及桑干河支流壺流河上的壺流河水庫放水。東榆林水庫至冊田水庫段線路，利用桑干河主河槽輸水，線路長140 km。冊田水庫至官廳水庫段線路，冊田水庫至洋河匯合口段利用桑干河主河槽輸水，匯合口以下段利用永定河干流主槽輸水至官廳水庫，該段線路總長185 km，其中永定河干流段長10 km。壺流河水庫放水先利用壺流河河槽輸水至桑干河，然后通過桑干河和永定河輸水至官廳水庫，壺流河段輸水線路長80 km，壺流河入桑干河口至洋河與桑干河匯合口段線路長91 km。

洋河輸水線路主要輸送洋河支流西洋河上友誼水庫放水和洋河干流上的洋河水庫放水。友誼水庫放水先從西洋河輸送到洋河，進入洋河水庫后繼續利用水庫以下段洋河干流至洋河與桑干河匯流口入永定河干流，此后通過永定河干流入官廳水庫。友誼水庫至洋河水庫輸水線路長160 km，洋河水庫至官廳水庫輸水線路長40 km。

3 水量監測

為及時準確掌握山西省、河北省集中輸水過程中的水庫放水量、官廳水庫收水量以及輸水沿線主要控制站點的輸水數據，需要在集中輸水期間開展專項水文監測，并在輸水結束后根據監測資料開展收水量和輸水損失量評估。

3.1 監測站布設

主要利用現有的常設水文站開展水量監測，包括參與放水的水庫站和輸水河道上的主要控制水文站，放水水庫站涉及友誼、冊田、東榆林、壺流河、洋河（響水堡）5 個水文站（出庫），河道控制站包括固定橋、石匣里、響水堡、八號橋等水文站。每次集中輸水時的水量監測站布設根據當次放水情況和輸水線路進行安排。監測項目包括水位、流量、累計過水量等。

3.2 監測組織形式

水量監測工作的組織、協調、監督等由海委總負責，山西省、河北省具體負責其境內測站的監測工作，作為北京市的收水斷面八號橋水文站由北京市負責監測。冊田水庫的出庫水量由河北省和北京市協測，友誼、洋河、壺流河3 座水庫的出庫水量由北京市協測，八號橋水文站（官廳水庫入庫）的水量由河北省協測。各項水文要素的測驗技術標準和質量，由海委和各省、直轄市水文水資源勘測局（總站）負責，監測記錄由主測、協測單位代表現場簽字并存檔，并實時將監測結果報送海委。海委根據水情對全程進行不定點、不定時的水量巡測或校測。

4 歷年集中輸水情況

2003 年開啟了冊田水庫向官廳水庫首次集中輸水工作，2003—2018 年的16 a 間山西、河北兩省向官廳水庫集中輸水14 次，其中2009、2011 和2012年山西、河北兩省因干旱缺水均未實施集中輸水。2003—2017 年，每年秋季實施集中輸水；2018 年，首次實施春、秋兩季集中輸水。

4.1 輸水時間

根據實際集中輸水數據統計，14 次集中輸水累計輸水時間共490 d，年平均輸水時間為37.7 d。輸水時間最長的為2018 年的120 d，其中春季48 d、秋季72 d；輸水時間最短的為2008 年的19 d。歷年輸水起止時間及輸水時長，如圖1所示。

圖1 山西省、河北省向官廳水庫集中輸水時間統計

4.2 輸水量及收水量

4.2.1 總體情況

2003—2018 年，永定河上游山西、河北兩省累計向官廳水庫輸水69 934 萬m3，官廳水庫實收水42 478 萬m3，總體收水率為61.4%，多年平均輸水量為 5 380 萬 m3，多年平均收水量為 3 268 萬 m3；輸水量最多的為2018 年的12 609 萬m3，官廳水庫收水7 457 萬 m3；輸水量最少的為 2008 年的 2 009 萬 m3，官廳水庫收水1 118萬m3。

4.2.2 山西省歷年輸水情況

2003—2018 年，山西省通過東榆林水庫和冊田水庫聯合調度，向官廳水庫實施集中輸水14 次，累計向官廳水庫輸水52 175 萬m3，多年平均輸水量為4 013萬m3，占山西河北兩省總輸水量的75%。2018年輸水量最多，為11 794 萬m3；2008 年輸水量最少，為1 508萬m3。

4.2.3 河北省歷年輸水情況

2003—2018 年，河北省通過壺流河水庫、友誼水庫和洋河水庫聯合調度，向官廳水庫實施集中輸水11 次，累計向官廳水庫輸水17 759 萬m3，多年平均輸水量為1 614 萬m3，占山西河北兩省總輸水量的25%。2016年輸水量最多，為3 298萬m3；2007年輸水量最少，為2008年的501萬m3。

山西省、河北省歷年輸水量及官廳水庫實收水量，如圖2所示。

圖2 山西省、河北省向官廳水庫集中輸水輸水量與收水量統計

4.2.4 官廳水庫歷年收水情況

永定河上游山西省、河北省向官廳水庫集中輸水是利用天然河道進行的，官廳水庫入庫站八號橋水文站監測水量既包括集中輸水水量又包括河道內基流量，如在輸水期間有較大的集中降雨，還包括降水產生的地表徑流量。因此，在收水量計算時需要在八號橋站實測流量過程中對河道基流量進行分割和扣除。根據歷次集中輸水前后一段時期的實測徑流資料分析，集中輸水期永定河八號橋斷面的河道基流量為1.81～9.27 m3/s，扣除基流后估算山西河北兩省向官廳水庫集中輸水的多年平均收水率為60.7%，收水率最大為2003 年的66.4%，收水率最小為2018 年春季的43.4%。山西省、河北省歷年向官廳水庫集中輸水統計，詳見表2。

表2 山西省、河北省歷年向官廳水庫集中輸水統計

5 有關建議

5.1 完善監測站布置并加強巡測工作

（1）建議在桑干河河口或洋河河口增設1～2 處常設監測站。桑干河、洋河在八號橋測站上游的朱官屯村匯合，當桑干河和洋河2 條輸水線路同時向官廳水庫輸水時，僅依靠永定河干流上的八號橋站實測數據不能準確區分兩河來水量，特別是目前山西萬家寨引黃工程向永定河生態補水常態化后，由于黃河調水量成本遠高于當地徑流，從水量計量和水費結算等方面看，對桑干河和洋河來水的準確區分非常必要。

（2）加強巡測。如在輸水期間發生集中降雨產生較大徑流過程，僅靠八號橋站實測流量過程進行基流分割尚不能全面反映當地徑流入河水量，要及時開展巡測工作，對來水量較大的支流河道開展臨時觀測，以增加收水量計量數據的合理性。

5.2 加強灌區引水監管和引水數據的統計上報

官廳水庫上游桑干河和洋河兩岸地表水引水灌溉較為發達，分布著多個引水灌區。在集中輸水期間做好灌區引水口管理是保障正常輸水的重要條件。通過集中輸水實踐，總結出了“輸水盡量安排在非灌溉季節，同時對灌區引水口采取閉口管理”的經驗，在遇干旱年份或在集中輸水期與灌溉季節重疊時，集中輸水和當地農業灌溉引水矛盾就比較大。在輸水期間要加強灌區引水口門的監管，關閉所有非計劃引水口，同時灌區管理部門要做好計劃內灌溉引水口的引水量計量工作，并按要求及時上報有關部門。