長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度實踐與思考

夏 細 禾，陶 聰

(1.長江水利委員會 水資源管理局，湖北 武漢 430010； 2.長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司，湖北 武漢 430010)

0 引 言

開展水資源統(tǒng)一調(diào)度是水資源管理工作的重要內(nèi)容之一，是強化水資源剛性約束、優(yōu)化水資源配置、實現(xiàn)空間均衡的重要手段。水資源調(diào)度相關研究最早起源于1922年，美國在科羅拉多河流域簽署了第一份水資源分配協(xié)議，將該流域水量分配至涉及的7個州。20世紀40年代，Masse首次提出了水庫優(yōu)化調(diào)度問題。進入50年代后，隨著計算機技術的發(fā)展以及水資源相關理論的逐步成熟，水資源調(diào)度相關研究發(fā)展迅速。美國在密蘇里河流域、尼羅河流域先后建立了以單座水庫為主的水資源調(diào)度模擬模型；1982年，Pearson等利用多個水庫的控制曲線，以產(chǎn)值為最大目標，輸水能力和預測的需求值作為約束條件，用二次規(guī)劃方法對區(qū)域用水量的優(yōu)化分配問題進行了研究[1]。20世紀90年代至今，國際上對水資源調(diào)度的研究逐漸從單一的水量調(diào)度發(fā)展到水量水質統(tǒng)一調(diào)度，從常規(guī)單目標調(diào)度發(fā)展到多目標系統(tǒng)調(diào)度，從追求經(jīng)濟效益最優(yōu)解發(fā)展到流域整體效益最優(yōu)解。中國對水資源調(diào)度的相關研究起步于20世紀60年代初，早期的水資源調(diào)度主要以水利工程的興利調(diào)度為主；2000年以來，水資源調(diào)度逐步開始統(tǒng)籌考慮流域水資源綜合利用和跨流域調(diào)水工程，水資源調(diào)度研究也逐漸由理論研究轉向實際應用[2-4]。經(jīng)過不斷探索和實踐，中國已初步形成以流域為單元的水資源統(tǒng)一管理和調(diào)度的格局，發(fā)揮了顯著的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。例如，黃河流域通過制定“八七”分水方案、黃河水量調(diào)度條例，最早實現(xiàn)了全河水量調(diào)度，黃河干流實現(xiàn)連續(xù)23 a不斷流，流域內(nèi)用水增長過快局面得到有效控制[5-6]；珠江已經(jīng)連續(xù)18 a實施了枯水期水量調(diào)度，全面保障了澳門、珠海等地供水安全[7]。目前，水資源調(diào)度研究主要是針對水資源供需矛盾突出、河湖生態(tài)環(huán)境局部惡化等水資源問題[8]，研究提出水資源合理配置和優(yōu)化調(diào)度的技術方法，缺少管理層面的系統(tǒng)謀劃。

長江流域是中國重要的生態(tài)屏障和重要的資源支撐，不僅為流域內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展提供水資源支撐，還通過南水北調(diào)等工程惠澤流域外廣大地區(qū)，是中國水資源配置體系的重要戰(zhàn)略水源地。隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展和生態(tài)文明建設的推進，長江流域內(nèi)用水與跨流域調(diào)水矛盾、流域內(nèi)上下游間蓄泄矛盾、河道內(nèi)用水與河道外用水矛盾，不同區(qū)域和部門間競爭性用水矛盾，以及水資源利用與水生態(tài)環(huán)境保護矛盾日益復雜[9]。基于此，本文全面分析了長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度工作的進展與成效，梳理了流域水資源統(tǒng)一調(diào)度存在的問題，以協(xié)調(diào)解決各類用水之間的矛盾、提高水資源綜合利用效益為目標，從政策層面和管理層面，提出了水資源統(tǒng)一調(diào)度的工作思路及重點舉措，對提升長江流域水資源保障能力具有指導意義。

1 長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度工作實踐

長江流域水資源調(diào)度工作緊緊圍繞落實水資源剛性約束要求，在夯實水資源管理基礎、強化水量統(tǒng)一調(diào)度、提升水資源監(jiān)管能力、建立水資源調(diào)配體制機制等方面取得了積極進展。

1.1 推進跨省江河流域水量分配

2011年以來，長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)先后推動了4批共23條跨省江河流域水量分配方案編制工作，確定了各流域用水總量控制指標和控制斷面下泄流量(水量、水位)指標，基本實現(xiàn)了長江流域跨省江河流域水量分配全覆蓋[10]。截至2022年6月，漢江等20條河流水量分配方案已獲批，其余3條河流正在開展技術協(xié)調(diào)和行政協(xié)調(diào)工作。根據(jù)現(xiàn)有工作成果，預計長江流域2030年用水總量指標約1 972億m3(不含太湖流域)，其中地表水用水量指標約1 874億m3，明確了水資源調(diào)度的目標。

1.2 實施流域水量統(tǒng)一調(diào)度管理

為落實已批復水量分配方案，根據(jù)河流特點，分類實施河流水量調(diào)度管理。對于流域水資源開發(fā)利用程度較高、涉及省(市)較多的漢江、烏江、嘉陵江、牛欄江、沅江等5條河流，組織編制并印發(fā)了流域水量調(diào)度方案和年度水量調(diào)度計劃，嚴格區(qū)域用水總量控制和斷面下泄流量(水量)管理。對于流域水資源開發(fā)利用程度較低或者主要位于一省之內(nèi)的岷江、沱江、赤水河等3條河流，組織編制并印發(fā)實施年度水量分配方案，以取用水總量控制為重點實施水量調(diào)度管理。對于電力調(diào)度與水量調(diào)度矛盾突出的金沙江中游河段、瀾滄江、大渡河等河流，組織審查并印發(fā)實施年度水量調(diào)度計劃，以控制斷面最小下泄流量為重點實施水量調(diào)度管理。

1.3 探索流域水資源調(diào)配協(xié)調(diào)機制

2012年以來，長江委先后在漢江等河流探索建立了跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨部門的河流水量調(diào)度協(xié)商工作機制[11]。2020年，長江委協(xié)商各有關單位建立了長江流域水資源調(diào)配協(xié)調(diào)機制，原則上每年召開一次長江流域水資源調(diào)配聯(lián)席會議，協(xié)調(diào)解決長江流域水資源配置、水資源調(diào)度、水資源監(jiān)管等重大問題[12]。2021年4月23日和2022年6月22日，長江委2次組織召開了長江流域水資源調(diào)配聯(lián)席會議，共同推進長江流域水資源調(diào)配工作。

1.4 強化跨流域調(diào)水工程水量調(diào)度

2014年以來，統(tǒng)籌考慮丹江口水庫蓄水情況、來水預測以及漢江中下游用水需求和受水區(qū)用水計劃建議，每年10月，提出南水北調(diào)中線一期工程年度可調(diào)水量和編制南水北調(diào)中線一期工程年度水量調(diào)度計劃，經(jīng)水利部審批后下達。實際調(diào)度中，在年度水量調(diào)度計劃基礎上，根據(jù)丹江口水庫來水蓄水情況和各口門用水需求，精細化實施丹江口水庫月(旬)供水調(diào)度，合理安排各口門供水流量，相機實施華北地區(qū)地下水超采區(qū)河湖生態(tài)補水，加強從水源到用戶的全過程精準調(diào)度[13]。同時，在漢江、嘉陵江、烏江、牛欄江等河流年度水量調(diào)度計劃中，統(tǒng)籌調(diào)出區(qū)調(diào)入?yún)^(qū)用水需求，明確引紅濟石、引乾濟石、鄂北地區(qū)水資源配置工程、引江濟漢工程、黔中一期水利樞紐工程、毗河一期供水工程、牛欄江-滇池補水工程等跨流域調(diào)水工程年度供水計劃。

1.5 加強重點工程水資源調(diào)度

2011年以來，長江委審批、備案或函復了烏東德、白鶴灘、瀑布溝、兩河口等約80個工程的蓄水計劃和調(diào)度方案(或水資源調(diào)度方案)，優(yōu)化水庫蓄水過程，明確水資源調(diào)度運行方式，落實最小下泄流量及其保障措施，充分發(fā)揮重大水工程供水保障作用，促進新建工程盡快投運發(fā)揮水資源開發(fā)利用效益。2020年以來，在保障牛欄江流域用水需求的基礎上，組織實施德澤水庫應急供水調(diào)度方案，使滇池水質總體保持穩(wěn)定，保障了聯(lián)合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會期間供水安全，為昆明市經(jīng)濟社會高質量發(fā)展提供了水資源支撐。

1.6 健全水資源監(jiān)測監(jiān)管體系

2017年以來，長江委建立了長江流域水資源動態(tài)管控平臺，以“實時監(jiān)測、滾動預警、聯(lián)合響應、適時管控、綜合評估”為抓手，實施流域內(nèi)288個控制斷面最小下泄流量監(jiān)測監(jiān)管，每天通過平臺自動將最小下泄流量不達標信息發(fā)送至各省級水行政主管部門和取水單位責任人，并通過電話問詢、座談協(xié)調(diào)、視頻會商、現(xiàn)場督導等措施，開展預警處置并跟蹤督辦。適時啟動了委管河道外規(guī)模以上取水項目在線計量監(jiān)測工作，編制并印發(fā)了《加強長江流域取水口取水在線監(jiān)測工作指導意見》，實現(xiàn)了委管河道外規(guī)模以上取水項目在線計量監(jiān)測的全覆蓋，2021年底長江委水資源監(jiān)控平臺接收流域內(nèi)取水戶數(shù)量增至5 380家，取水量為988.8億m3，流域用水量在線監(jiān)測率達60%。

2 長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度成效

近年來，長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度堅持以流域為單元，強化流域供水、生態(tài)、發(fā)電、航運等多目標統(tǒng)一調(diào)度，建立健全各方利益協(xié)調(diào)統(tǒng)一的調(diào)度體制機制，做到全流域統(tǒng)籌、點線面結合，努力實現(xiàn)流域涉水效益“帕累托最優(yōu)”，取得了明顯成效。

2.1 確保了供水安全

按照水量分配方案確定的區(qū)域用水量份額，合理配置生活生態(tài)生產(chǎn)用水，嚴格區(qū)域用水總量和斷面下泄流量控制管理，2021年長江流域用水總量約1 730億m3，保障了流域供水安全。南水北調(diào)中線一期工程通水以來，丹江口水庫年均向漢江中下游下泄水量238億m3(不含棄水)，遠遠大于設計多年平均下泄水量162.5億m3。截至2022年10月31日，丹江口水庫陶岔渠首累計向北方調(diào)水525億m3，最大年調(diào)水量92.1億m3，基本實現(xiàn)規(guī)劃供水目標。截至2021年底，南水北調(diào)東線一期工程累計調(diào)入山東水量52.88億m3，有效緩解了北方受水區(qū)用水緊張局面。2020年12月以來，德澤水庫累計向昆明市供水超過8.4億m3，其中城市應急供水超過1.9億m3，支撐和保障了昆明市經(jīng)濟社會發(fā)展。

2.2 維護了生態(tài)安全

將生態(tài)水量納入年度水量調(diào)度計劃，督促水利水電、航運樞紐等工程將生態(tài)用水調(diào)度納入日常運行調(diào)度規(guī)程。落實斷面最小下泄流量管理，2022年納入最小下泄流量監(jiān)管的288個斷面中，2022年1～9月斷面滿足程度在90%以上的有270個，約占全部斷面的94%，切實保障河湖合理流量和水位。截至2022年10月31日，通過南水北調(diào)中線一期工程向北方累計實施生態(tài)補水89億m3，補水沿線地下水位明顯抬升，2021年底京津冀治理區(qū)淺層地下水位較2018年同期總體上升1.89 m，深層承壓水位平均回升4.65 m[14]；受水區(qū)河湖水質明顯提升，白洋淀水質從2017年的劣Ⅴ類全面提升至Ⅲ類，淀區(qū)水位穩(wěn)定保持在7.20 m左右，面積從約170 km2恢復至293 km2左右，進入全國良好湖泊行列。通過實施三峽水庫、金沙江下游梯級、漢江中下游生態(tài)調(diào)度、丹江口至王甫洲區(qū)間生態(tài)調(diào)度，保障了重點河段水生態(tài)安全。三峽水庫2021年實施兩次促進葛洲壩下游四大家魚自然繁殖的生態(tài)調(diào)度，調(diào)度期間宜都江段魚類總產(chǎn)卵量超124億顆，其中四大家魚產(chǎn)卵規(guī)模超84億顆，為多年均值的13倍，創(chuàng)歷史新高。2020年以來，實施了4次丹江口至王甫洲區(qū)間生態(tài)調(diào)度試驗，區(qū)間伊樂藻生物量從2019年的4.8萬t減少至2021年的0.58萬t，減少約9成。

2.3 促進了綠色發(fā)展

通過水資源調(diào)配協(xié)調(diào)機制，不斷加強流域水資源調(diào)度，規(guī)范了“電調(diào)服從水調(diào)”的管理秩序，實現(xiàn)了水調(diào)和電調(diào)雙贏局面。以三峽集團所屬電站為例，2020年，三峽電站發(fā)電量1 118.02億kW·h，創(chuàng)下單座水電站年發(fā)電量的新世界紀錄；2021年金沙江下游梯級電站和三峽、葛洲壩梯級電站累計發(fā)電量2 628.80億kW·h，節(jié)水增發(fā)電量92.14億kW·h，水能利用率提高4.6%，枯期向下游補水量313.07億m3，保障了下游用水及航運需求，為推動碳中和、碳達峰做出了貢獻。

2.4 改善了航運條件

隨著水資源統(tǒng)一調(diào)度的實施和長江干線航道的系統(tǒng)治理，長江航道通航能力顯著提升，向家壩水電站最小下泄流量一般在1 800 m3/s以上，三峽水庫確保廟嘴水位不低于39.00 m，向家壩、三峽下游航運水深分別增加0.84 m和0.90 m，2021年宜賓至重慶朝天門航道最小維護水深提高到2.90 m，重慶朝天門至涪陵航道最小維護水深3.50 m，三峽水庫常年庫區(qū)維護水深試運行提高到5.50 m，武漢至安慶段6.00 m水深航道貫通并投入試運行，萬噸級船舶可常年到達武漢，南京以下12.50 m深水航道全線貫通。2021年，長江干線港口完成貨物吞吐量超35億t，三峽樞紐年貨物通過量達1.5億t，均創(chuàng)歷史新高，長江“黃金水道”功能得到進一步提升。

3 長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度存在的問題

近年來，長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理各項工作取得顯著成效，流域水資源水環(huán)境水生態(tài)狀況持續(xù)向好，但對標流域水資源管理面臨的新形勢和新要求，長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理工作還存在一些亟待解決的問題。

3.1 水資源剛性約束指標體系有待建立

國家關于建立水資源剛性約束制度的意見文件尚未出臺，流域水量分配與行政區(qū)域用水總量分解指標、地下水管控指標、生態(tài)流量管控指標、跨流域調(diào)水工程水量調(diào)配指標等息息相關，流域水量分配方案審批協(xié)調(diào)難度大，還有3條跨省河流水量分配方案尚未獲批。同時，流域污水回用率偏低，2021年長江流域再生水回用量僅25億m3，約占流域用水總量的1.2%，離節(jié)水減污型社會建設仍有較大差距。

3.2 水資源調(diào)度管理法規(guī)有待規(guī)范

近年來，長江保護法、水資源調(diào)度管理辦法等法律法規(guī)為水資源調(diào)度管理工作開展提供了法律依據(jù)，但是加強水資源調(diào)度管理的規(guī)定相對宏觀，實際調(diào)度中缺乏具備可操作性的水資源調(diào)度管理實施細則，同時跨流域調(diào)水工程、河湖連通工程、通江涵閘工程的運行調(diào)度方式、管理權限等缺乏明確管理規(guī)定，尚有部分跨流域調(diào)水工程的年度用水計劃未納入有效監(jiān)管。

3.3 水資源調(diào)度協(xié)調(diào)機制有待完善

2020年，南水北調(diào)東線、中線等重大調(diào)水工程調(diào)出水量約213億m3，安徽淠史杭等工程調(diào)入流域水量約6億m3(不含淮河入江水道入江水量)，規(guī)劃到2030年跨流域調(diào)水量將超過500億m3。流域內(nèi)用水與跨流域調(diào)水以及各用水部門之間矛盾的協(xié)調(diào)難度越來越大，部分河流水力發(fā)電、供水、航運等調(diào)度協(xié)調(diào)機制有待完善[15]。

3.4 流域水資源監(jiān)測體系有待健全

面向流域水資源管理的控制斷面監(jiān)測站點尚未實現(xiàn)全覆蓋，部分斷面監(jiān)測頻次、時效性與精度不能完全滿足水資源管理對實時流量、水位的要求；取水戶的取用水計量監(jiān)測體系不健全，無法支撐流域內(nèi)區(qū)域用水總量管控需求。

4 強化水資源統(tǒng)一調(diào)度的思考

下一步，長江流域水資源統(tǒng)一調(diào)度工作將深入貫徹落實黨的二十大精神，堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，積極踐行“十六字”治水思路，以水資源剛性約束為統(tǒng)領，強化流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理，建立流域水資源承載能力上限，嚴守流域水生態(tài)保護控制紅線，構筑流域水安全風險防范底線，全面提升長江流域水資源保障能力。

4.1 遵循“四水四定”，強化水資源剛性約束

制定出臺長江流域水資源剛性約束制度實施方案，抓緊建立水資源剛性約束制度。建立水資源承載能力監(jiān)測預警機制，組織開展水資源承載狀況動態(tài)評估，提出水資源超載地區(qū)、臨界超載地區(qū)名錄，對水資源超載區(qū)實行暫停新增取水許可，臨界超載地區(qū)限制審批新增取水許可[16]。指導流域有關省級水行政主管部門組織水資源超載地區(qū)制定水資源超載治理方案，明確超載治理的目標、完成時限、具體治理措施，嚴控水資源開發(fā)利用強度。

4.2 立足“合理分水”，優(yōu)化水資源配置

配合水利部做好滁河等3條重要跨省江河流域水量分配方案的審查審批工作，指導流域內(nèi)各省市區(qū)開展跨地市江河流域水量分配方案編制，明晰用水權益。健全可用水量管控指標體系，會同各省市區(qū)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)用水總量、水量分配及地下水管控指標等成果，將可用水量管控指標分解到省、市、縣三級行政區(qū)，并分解到河流水系和地表水、地下水、其他水源等各類水源[17]。

4.3 優(yōu)化“統(tǒng)一調(diào)度”，提升流域水資源綜合利用效益

根據(jù)批復的流域水量分配方案，按照優(yōu)先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水，保障基本生態(tài)用水，并統(tǒng)籌農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水以及航運等需要的原則，組織制定并實施重點河流年度水量調(diào)度計劃，明確水量調(diào)度目標，確定水量調(diào)度原則，落實水量調(diào)度責任，規(guī)范水量調(diào)度程序，并將生態(tài)用水納入年度水量調(diào)度計劃，強化區(qū)域用水總量和控制斷面下泄流量(水量、水位)管理。

4.4 實施“科學調(diào)水”，促進流域水網(wǎng)建設

按照“確有需要、生態(tài)安全、可以持續(xù)”以及調(diào)水“三先三后”的原則，科學謀劃調(diào)水工程布局和規(guī)模，有序推進引江補漢、南水北調(diào)西線、白龍江引水工程等調(diào)水工程建設，促進流域水網(wǎng)的形成和發(fā)展。統(tǒng)籌調(diào)出和調(diào)入?yún)^(qū)域用水需求，繼續(xù)強化南水北調(diào)中線一期工程水量調(diào)度管理，相機實施華北地區(qū)地下水超采區(qū)河湖生態(tài)補水，適時啟動滇中引水、引漢濟渭工程水資源調(diào)度管理，配合推進南水北調(diào)東線一期、引江濟太、引江濟淮等工程水資源調(diào)度管理，保障供水安全和生態(tài)安全。

4.5 狠抓“管住用水”，嚴格水資源監(jiān)督管理

推進建立規(guī)劃水資源論證制度，組織審查涉及流域水資源配置專業(yè)(專項)規(guī)劃的規(guī)劃水資源論證，近期開展長江新城規(guī)劃水資源論證，從規(guī)劃源頭促進產(chǎn)業(yè)布局與水資源條件相協(xié)調(diào)。規(guī)范取水許可管理，從嚴叫停節(jié)水評價不予通過的項目，嚴格控制新增用水，管住存量用水。強化水資源調(diào)度監(jiān)督檢查，及時發(fā)現(xiàn)并依法糾正未按要求下泄流量、不服從流域水資源統(tǒng)一調(diào)度等行為，保障水資源調(diào)度工作有序推進。嚴格水資源管理考核，強化事中事后監(jiān)管和問責力度，依法糾正無序取用水、超量取用水、無計量取用水等違法行為，完善流域取用水管理長效監(jiān)管機制。

4.6 推進“協(xié)同發(fā)力”，完善水資源調(diào)度機制

健全流域管理與區(qū)域管理相結合的水資源管理體制，持續(xù)推進完善長江流域水資源調(diào)配協(xié)調(diào)機制，加強跨部門、跨區(qū)域、跨行業(yè)間的溝通協(xié)作，形成合力，協(xié)調(diào)解決流域水資源開發(fā)、利用和保護重大問題，共同推進流域水資源治理管理工作。配合水利部推進出臺《長江流域控制性水工程聯(lián)合調(diào)度管理辦法》等水資源調(diào)度法律法規(guī)，結合長江流域實際，抓緊制定長江委水資源調(diào)度管理實施細則，規(guī)范水資源調(diào)度行為。

4.7 強化“數(shù)字賦能”，提升水資源調(diào)配智慧化水平

健全流域水資源監(jiān)測體系，完善信息共享機制，持續(xù)推進河道外規(guī)模以上取用水戶取用水在線監(jiān)測，建立流域區(qū)域取用水臺帳，力爭2022年底前在線監(jiān)測水量達80%。依托長江流域水資源動態(tài)管控平臺，協(xié)同各省(市、區(qū))及工程管理單位加強對重要控制斷面最小下泄流量的監(jiān)測監(jiān)督，并將具備條件的斷面納入實行最嚴格水資源管理制度考核。依托長江流域綜合調(diào)度系統(tǒng)，結合數(shù)字孿生建設試點，推進具有“預報、預警、預演、預案”功能的長江流域水資源管理與調(diào)配業(yè)務建設。

5 結 語

近年來，習近平總書記關于治水興水的重要指示批示精神和黨中央、國務院關于水利工作一系列重要部署，為協(xié)同推進流域水資源統(tǒng)一調(diào)度工作指明了方向。長江保護法和水資源調(diào)度管理辦法的實施，明確了流域水資源調(diào)度規(guī)范化、現(xiàn)代化和法治化要求。下一步，流域水資源統(tǒng)一調(diào)度管理工作應深刻認識當前水資源工作面臨的新形勢新要求新任務，堅持流域系統(tǒng)觀念，以滿足流域人民群眾對永續(xù)水安全、優(yōu)質水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、先進水文化的新需求、新期待為出發(fā)點，促進水資源的合理開發(fā)、優(yōu)化配置和科學調(diào)度。