漳河水庫近20年調度運用分析

馮天權 陳祖梅 鄭 國

(湖北省漳河工程管理局，湖北 荊門 448156)

1 概 述

漳河水庫位于湖北省江漢平原西北部，總庫容21.13億m3，其中興利庫容9.24億m3，調洪庫容4.21億m3，設計灌溉面積17.37萬hm2，多年平均來水量7.97億m3，是一座以灌溉為主，兼具防洪、城鎮供水、發電、水產、航運、旅游、改善環境等綜合效益的大型水利工程。近20年來(2001—2020年)，漳河水庫流域來水量偏少，而興利部門需水要求則在不斷增長，且漳河水庫灌區出現了歷史上有記錄資料以來罕見的連續4年嚴重干旱。在可供水量有限的情況下，水庫調度人員科學編制調度預案，按批準的計劃供水、嚴格計量，確保農業灌溉、城鎮供水、生態補水等用水需求，限制發電供水量，充分發揮了大型水利工程的骨干調節作用，體現了水利工程抗御災害和綜合興利的顯著社會經濟效益[1]。

2 漳河水庫近20年來的調度運用分析

2.1 水庫流域、灌區降水量與水庫來水量、蓄水量變化統計

根據漳河水庫調度運用統計資料，漳河水庫流域多年(1963—2020年)平均降水量、來水量分別為973mm、7.97億m3，近20年 (2001—2020年)平均降水量為903mm。水庫灌區為跨流域引水，多年(1963—2020年)平均降水量為906mm，近20年(2001—2020年)平均降水量、來水量分別為901mm、7.64億m3(見表1)。

表1 漳河水庫流域、灌區降水量與水庫來水量、蓄水量變化統計

2.1.1 水庫流域降水量

由表1可以看出，與水庫流域多年平均值比較，2001—2020年水庫流域平均降水量903mm，比多年平均偏少7.20%。近20年來，降水量比多年平均偏少年份為15年，偏多年份為5年，其中2001—2006年，連續6年降水量偏少2.67%～27.44%；2009—2015年，連續7年降水量偏少9.15%～23.95%；尤以2019年最為突出，降水量偏少30.22%。近20年水庫流域降水量不但處于偏少的狀態，且呈多年連續偏少狀態。

2.1.2 水庫灌區降水量

由表1可以看出，2001—2020年水庫灌區平均降水量為901mm，與同期水庫流域降水量相比，偏少僅0.22%，相差不大；與水庫流域多年平均降水量相比，偏少7.4%。說明近20年來，水庫灌區與流域降水量相差不大。與灌區多年平均值相比，偏少僅0.55%，說明近20年來，灌區降水量處于正常狀態。近20年來灌區降水比較均勻，連續出現偏少的年份僅2年(2次)，即2005—2006年，分別偏少25.39%、7.73%，以及2011—2012年，分別偏少23.07%、17.44%；連續出現偏多的年份有4年，即2015—2018年，偏多3.31%～27.04%；尤以2020年最為突出，偏多43.16%。

2.1.3 水庫流域來水量

由表1可知，2001—2020年水庫流域平均來水量為7.64億m3，比多年平均偏少4.14%。近20年來，來水量比多年平均值偏少年份為12年，偏多年份為8年，與降水量變化一樣，來水量也存在連續多年偏少的現象，如2003—2006年，連續4年偏少5.65%～9.79%；2011—2015年，連續5年偏少18.70%～39.65%(其中2011—2014年，連續4年偏少在34.63%以上)；尤以2019年最為突出，來水量偏少63.49%。與降水量不同的是，近20年來水庫流域出現了連續4年大于平均值的現象，如2007—2010年，連續4年偏多0.13%～92.22%，尤以2007年最為突出，來水量偏多92.22%。來水量的連續性豐、枯變化，使得水、旱災害較為頻繁。

2.1.4 水庫蓄水量變化

由表1可知，水庫蓄水量變化較大。近20年來，年度蓄水量量變化在-3.930億～4.725億m3之間，年初、年末蓄水量變化在9.482億～16.430億m3之間。由此可見，各年中蓄水量變化更大，說明水庫興利調度運用效果明顯。2011—2014年，漳河水庫連續4年蓄水量呈減少的趨勢，尤其是2014年，庫水位降至20年來最低值，僅為112.09m(2014年8月22日)，低于死水位0.91m(死水位為113.00m)。即使在水庫水位處于較低的狀態下，當年仍向各用水部門供水3.94億m3，說明水庫多年調節發揮了作用。

2.2 水庫供水調度

對水庫供水資料進行統計，近20年來漳河水庫供水統計情況見表2。為便于比較，將主要部門用水量按連續5年計算平均值進行繪圖，見圖1。

表2 近20年漳河水庫供水統計情況 單位：億m3

圖1 漳河水庫連續5年平均值供水量變化情況

從表2、圖1可以看出：

a.農業灌溉用水量變化較大，主要與氣象因素有關，如2001年灌區降水量為602mm，比多年平均少33.55%，當年灌溉用水為3.2億m3，是多年平均值的2.9倍；2002年灌區降水量為1081mm，比多年平均值多19.32%，當年灌溉用水僅為0.14億m3，是多年平均值的12.73%。另外，農業灌溉與發電用水量基本呈對立狀況，即農業灌溉用水量較少，則發電用水量較多；反之，農業灌溉用水量較多，則發電用水量大幅度減少。當農業灌溉與發電用水量接近時，則是較大干旱年份，甚至是連續干旱年份。

b.城鎮供水呈現平穩并持續增長的趨勢，主要與灌區內社會經濟的發展和城市人口持續增加有關。

c.發電用水起伏波動較大，主要與氣象、水庫來水量等因素有關。如2007年、2008年水庫流域來水量分別為15.32億m3與12.68億m3，分別比多年平均多92.22%與59.10%；而2007年與2008年農業灌溉用水分別為0.38億m3與0.62億m3，分別比多年平均少65.45%與43.64%，因而有較多的水量用于發電，2007年與2008年發電用水分別為4.42億m3與6.01億m3，兩年發電用水量占同期來水量的37.25%，2008年則是近20年來發電用水量最多的年份，是多年平均值的1.7倍。

d.泄洪主要是受特殊氣象條件的影響，近20年來，僅2年時間里出現了較大泄洪，即2007年與2008年，因上游來水量較大，水庫蓄水位超過汛限水位而泄洪，泄洪水量為8.3億m3，其他年份的泄洪主要是利用溢洪道為下游河道生態環境、農業灌溉、居民生活等補充水源。一般情況下，出現泄洪后的當年及第二年，發電供水量較大。

e.生態補水也有一定的波動，但波動幅度較小，總體呈逐年增加的趨勢。生態補水是為改善灌區中小型河流的生態環境需求而補充水源，在灌區部分中小型河流上建有數座水力發電站，在改善河流生態環境的同時，也為這些水電站補充了一定的水源，因而生態補水為一水多用。

f.蒸發滲漏為水庫水面蒸發、庫岸滲漏等損失，主要與水庫蓄水量、氣象等因素有關，多年來變化值一般不大。

g.近20年來，水庫多年平均來水量為7.64億m3，其中蒸發滲漏損失比重為16.10%，可利用水量比重為83.90%。各興利用水比重見表3，由表3可以看出，在水庫多年平均來水量中，農業灌溉比重為14.40%，城鎮供水比重為13.48%，發電用水比重為46.20%，泄洪比重為5.63%，生態補水比重為4.19%，蒸發滲漏比重為16.10%。在興利用水中，農業灌溉比重為17.16%，城鎮供水比重為16.07%，發電用水比重為55.07%，泄洪比重為6.71%，生態補水比重為4.99%。由此可以看出，發電用水是興利用水的大戶，其次是農業灌溉與城鎮供水。

表3 近20年漳河水庫興利用水比重

3 水庫興利調度運用管理與效益分析

3.1 水庫興利調度運用管理

3.1.1 扎實做好防汛、灌溉前的各項準備工作

?健全完善以行政首長負責制為核心的各項責任制，明確職責、責任；?結合新時期防汛抗旱工作要求及漳河水利工程運行情況，完善各類調度方案、應急預案修編，并報上級有關部門批復[2]；?落實應急搶險隊伍，開展防汛灌溉前的各項檢查工作，組織防汛應急演練，補充部分防汛抗旱物資，確保水旱災害防御工作有力、有序、有效開展[3]；?水庫調度運用以確保供水區域內經濟社會持續、穩定、發展為首要目的。

3.1.2 科技保障，精細調度

a.科學防洪調度，確保工程安全。?嚴肅值班值守紀律；?加強水情、工情、氣象、灌溉調度等實時信息的收集、分析，并及時報送有關部門；?加大工程巡查力度，通過漳河灌區APP，現場掃描特定水工建筑物識別碼，在線填報工情巡查信息及上傳巡查照片，做到“巡查留痕，管理有跡”；?開展短期洪水預報，如2020年針對水庫流域發生的10場強降雨過程，利用防洪調度自動化系統，結合多年預報調度經驗，及時開展短期洪水預報并進行會商研判，發布水雨汛情簡報16期，最高水位預報值與實際值僅相差0.01m，精準預報為調度決策提供了可靠的依據[4]。

b.保障灌溉，優質服務灌區群眾。?注重旱情調研，各級調度人員深入田間地頭，摸清農作物種植結構及生長狀況、土地缺墑情況、當地中小型水庫及塘堰蓄水情況、農戶用水需求及灌溉水源調配情況；?算好水賬保障灌溉用水，供水的主次關系必須明確，并不能任意改變；?精心調配水源，按照逐級申報審批模式，采取預調輪灌等方式統籌兼顧渠系工程上下游、左右岸的關系；?充分利用信息化手段管水，利用衛星紅外遙感監測灌區溫度、濕度及種植結構，結合農作物生長周期及氣象部門天氣預報，實時預報未來7天灌溉預報；?注重用水計量，采用ADCP、流速儀、超聲波時差法等設備設施測流，做到“每日8時定時測，閘門變動加密測，監測專班來回測”，為灌溉水量精準調配夯實基礎；?強化工程巡查，灌溉期間，加大巡渠查險，對險工險段、渠系建筑物等重點部位進行監測，并及時排解用水矛盾，確保用水秩序有條不紊；?適時開展漳河灌區灌溉水利用系數測算工作[5]。

3.2 水庫興利調度運用效益分析

a.水庫多年調節的功能效益顯著。從表1、表2可以看出，2001年水庫來水量為5.85億m3，當年水庫實際供水量為8.44億m3，多年調節庫容2.59億m3，供水量是來水量的1.44倍；2010—2011年，水庫總來水量為10.15億m3，而實際供水量為12.34億m3，多年調節庫容2.19億m3，供水量是來水量的1.22倍；2017—2018年，水庫來水量為9.60億m3，而實際供水量為12.23億m3，多年調節庫容2.63億m3，供水量是來水量的1.27倍。由此可看出，水庫多年調節效益顯著。

b.調度運用主次關系明確。在漳河水庫調度運用中，優先滿足農業灌溉、城市供水與生態環境用水要求，同時考慮滿足水庫調節要求后，將多余的水量進行發電供水[6]。在漳河水庫8項綜合利用功能中，僅發電是經濟效益，其他均是社會效益。水庫管理單位以小局利益服從大局利益，如2011—2014年，連續4年水庫來水量偏少，水庫農業灌溉、城市供水與生態環境用水共13.09億m3，年均3.27億m3，是近20年平均值(2.45億m3)的1.33倍，而發電供水僅為7.78億m3，年均1.945億m3，僅為近20年平均值(3.53億m3)的55.01%。按2020年上級有關部門下達的漳河水庫取水計劃估算，近20年來，為滿足社會經濟各部門用水需求，減少發電供水量12.71億m3，減少直接經濟收入1.0億元左右。

c.興利部門有序用水，促進了水庫區域社會穩定和可持續發展。近20年來，水庫供水按上級部門批準的年度用(取)水計劃執行，其中農業灌溉、城鎮供水均控制在批準計劃內，發電用水、生態補水則根據當年的實際情況進行調整，均超過了批準計劃，但基本都控制在年度計劃的總額內[7]。2011—2014年灌區遭遇了嚴重的4年連續干旱，使得灌區內中小型水利設施蓄水嚴重不足，部分水庫及塘堰幾近干涸，不但部分稻田無水泡田、插秧，甚至連人畜飲水也出現了困難。為確保水庫灌區社會穩定，漳河水庫灌區渠道高水位運行，且長時間運行，據統計，渠首流量達到了93.1m3/s，總干渠節制閘水位超歷史最高水位0.05m，灌溉供水時間跨越了整個水稻生長期，為1980年實行“按田配水、計量收費”政策以來所罕見[8]。

d.經濟社會各部門與漳河水庫關系密切。需水量增多趨勢明顯，除農業灌溉受氣象因素影響變化較大外，其他興利用水均呈穩定增長的趨勢，說明區域內經濟社會的發展、進步與漳河水庫供水量關系越來越密切[9]。

e.社會效益顯著。?近20年來，漳河水庫供水滿足了農業灌溉、城鎮供水、生態補水等需水要求，促進了區域內社會經濟的發展與持續進步[10]，區域內GDP年均以10.2%的速度遞增；?有效灌溉面積達15.57萬hm2，占設計灌溉面積的89.6%，灌溉水有效利用系數高于本省同類型灌區灌溉水有效利用系數平均值7%，近20年來水稻平均單產量比前20年(1980—2020年)增長了19.28%，說明漳河水庫灌區與周邊同類型灌區和灌區以往情況相比，灌溉效益呈逐步增長趨勢；?2007年、2008年，水庫流域出現了9次較大洪水，最大入庫洪峰流量為3050m3/s(下游河道安全流量為1200m3/s)，水庫最高水位達123.41m，超汛限水位1.41m，2008年超汛限水位歷時67天；水庫采取預泄、錯峰等調度方式，在安全攔蓄主峰后，再以547m3/s最大流量下泄，共泄水8.30億m3，避免了泄洪影響范圍內16.5萬人、耕地1.44萬hm2農田遭受洪水損失，據計算，其防洪減災效益達17.3億元。

4 結 語

近20年來，漳河水庫調度運用取得的效益顯著，但從調度運用的情況來看，樞紐工程主要存在著工程老化損壞嚴重，部分建筑物不能按設計要求運行問題，致使汛限水位偏低，水庫帶“病”運行。在灌區，仍存在用水浪費、工程設施配套不完善等問題，同時，管理中新技術的研究與應用不適應發展的需要，應引起有關部門的重視。