龍門(mén)灘水庫(kù)與彭村水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度經(jīng)濟(jì)效益探討

○鄭秀春

（泉州市龍門(mén)灘引水工程管理處 福建 泉州 362500）

一、概述

龍門(mén)灘水庫(kù)建成于1989年，工程跨越閩江及晉江兩大水系，在閩江流域大樟溪上游河段浐溪的龍門(mén)峽谷筑壩蓄水，開(kāi)鑿3km長(zhǎng)引水隧洞穿越閩江與晉江的分水嶺，將閩江水引入晉江東溪支流湖洋溪的上游河段錦溪，是一個(gè)跨流域北水南調(diào)，梯級(jí)開(kāi)發(fā)，以引水、發(fā)電為主，實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的水利工程。壩址控制流域面積360km2，設(shè)計(jì)年均入庫(kù)水量4.4億m3，正常蓄水位453m對(duì)應(yīng)庫(kù)容為5018萬(wàn)m3，水庫(kù)興利庫(kù)容3861萬(wàn)m3，庫(kù)容系數(shù)8.9%，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，龍門(mén)灘水庫(kù)運(yùn)行二十多年來(lái)，年均向晉江流域調(diào)水3.58億m3，年均入庫(kù)水量4.33億m3，年均棄水量0.75億m3。

在建的彭村水庫(kù)位于龍門(mén)灘水庫(kù)的上游，是為了解決德化縣城區(qū)中遠(yuǎn)期用水及供水安全保障，提高防洪能力，增強(qiáng)流域蓄豐補(bǔ)枯作用的水利工程。集雨面積屬于龍門(mén)水庫(kù)360km2范圍內(nèi)，壩址控制流域面積143km2，占龍門(mén)灘水庫(kù)總集雨面積的39.7%，設(shè)計(jì)多年平均入庫(kù)流量5.59m3/s，多年平均徑流量1.764億m3，正常蓄水位對(duì)應(yīng)庫(kù)容為7275萬(wàn)m3，興利庫(kù)容6994萬(wàn)m3，庫(kù)容調(diào)節(jié)系數(shù)28%，為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

二、兩個(gè)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度的必要性分析

1、龍門(mén)灘水庫(kù)多年來(lái)存在大量棄水的原因分析。流域年內(nèi)出現(xiàn)兩次雨季高峰期，分別出現(xiàn)在4—6月的梅雨季節(jié)形成的暴雨和7—9月的臺(tái)風(fēng)雨形成的暴雨，特別是臺(tái)風(fēng)雨更為嚴(yán)重。降雨不均帶來(lái)的年內(nèi)入庫(kù)水量不均，同時(shí)區(qū)域空間降雨量不均，也是帶來(lái)入庫(kù)不均的一個(gè)原因。另一方面是龍門(mén)灘水庫(kù)的庫(kù)容偏小，水庫(kù)的庫(kù)容系數(shù)只有8.9%，為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，調(diào)節(jié)性能較差，不能很好地調(diào)節(jié)較大的洪水，再者是受電網(wǎng)條件的限制，多年來(lái)德化山區(qū)電網(wǎng)在豐水期為了減輕輸電線路的送電負(fù)荷，對(duì)電站的發(fā)電量進(jìn)行限制，造成水庫(kù)在高水位情況下運(yùn)行，遇較大洪水時(shí)只能棄水。以上這些原因造成龍門(mén)水庫(kù)在豐水季節(jié)大量泄洪棄水，以致企業(yè)經(jīng)濟(jì)收入減少，如2006年的6月15日，蓋德及赤水支流3小時(shí)降雨量達(dá)85mm，形成的洪峰流量達(dá)560m3/s，該場(chǎng)洪水入庫(kù)總量1500萬(wàn)m3，水庫(kù)的水位450.2m距汛限水位452.0m只有1.8m，只能容納428萬(wàn)m3的洪水，其余的1072萬(wàn)m3水量全部泄掉，損失發(fā)電量400萬(wàn)kwh，以平均電價(jià)0.35元/kwh計(jì)算，就減少發(fā)量收入140萬(wàn)元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從發(fā)電生產(chǎn)至今，龍門(mén)水庫(kù)泄洪總量為16.5億m3，減少經(jīng)濟(jì)收入達(dá)1.848億元，占總收入38.8億元的21%。

2、實(shí)行聯(lián)合調(diào)度的必要性。泉州市是福建省的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，泉州的經(jīng)濟(jì)總量已居福建省各設(shè)區(qū)市之首，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，泉州市在海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)中將具有更重要的位置，未來(lái)泉州市將成為海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)及福建省三大核心城市，而泉州市的沿海區(qū)域水資源需求已明顯不足，中遠(yuǎn)期水資源供需矛盾將更加突出，為了在一定程度緩解泉州沿海區(qū)域的水資源供需矛盾，應(yīng)該充分地利用水利工程，合理調(diào)配區(qū)域內(nèi)水資源量，使泉州北部山區(qū)相對(duì)豐富的水資源向水資源短缺的南部沿海實(shí)現(xiàn)有效調(diào)配，改變龍門(mén)灘水庫(kù)大量棄水的現(xiàn)象，增加龍門(mén)灘水庫(kù)跨流域引水量，增加發(fā)電量，提高其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。改變以往的運(yùn)行管理模式，最大限度地發(fā)揮龍門(mén)灘水庫(kù)工程的作用，充分發(fā)揮上游的彭村水庫(kù)工程庫(kù)容調(diào)節(jié)系數(shù)大，調(diào)節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在彭村水庫(kù)建成后進(jìn)行兩個(gè)水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度，有效地補(bǔ)償龍門(mén)灘水庫(kù)以增強(qiáng)該水庫(kù)調(diào)蓄能力，從而間接增加晉江對(duì)龍門(mén)灘水庫(kù)調(diào)水的有效利用，即增加龍門(mén)灘水庫(kù)枯水時(shí)段調(diào)水量、減少豐水時(shí)段調(diào)水量，使豐水時(shí)段的部分棄水轉(zhuǎn)為枯水時(shí)段的可供水量，實(shí)現(xiàn)水量“豐枯轉(zhuǎn)換”，從而提高龍門(mén)灘水庫(kù)的水量利用程度，進(jìn)而增加晉江金雞攔河閘的供水量，通過(guò)彭村水庫(kù)“蓄豐補(bǔ)枯”，有效轉(zhuǎn)換龍門(mén)灘上游河道的汛枯水量，極大限度地減少龍門(mén)灘水庫(kù)的泄洪量，從而增加發(fā)電量，以增加其經(jīng)濟(jì)收入。

三、實(shí)行聯(lián)合調(diào)度的經(jīng)濟(jì)效益分析

1、聯(lián)合調(diào)度的硬件及軟件基礎(chǔ)。兩個(gè)水庫(kù)均屬于同一流域，且彭村水庫(kù)的所有集雨面積都屬于龍門(mén)水庫(kù)360km2范圍之內(nèi)，從降雨、徑流、洪水等主要的水文數(shù)據(jù)具有共性，具有相同的雨量測(cè)報(bào)站，具有相同的水情、雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠同時(shí)運(yùn)用同一個(gè)先進(jìn)的水文氣象信息系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集處理水文數(shù)據(jù)，能夠同時(shí)運(yùn)用現(xiàn)代遙測(cè)、通信和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，對(duì)龍門(mén)灘水庫(kù)上游區(qū)域內(nèi)的降雨、水位、流量等水庫(kù)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地自動(dòng)收集和處理，為兩個(gè)水庫(kù)的防洪、供水、發(fā)電的聯(lián)合調(diào)度提供了基礎(chǔ)性的平臺(tái)，為統(tǒng)一調(diào)度的決策提供更加科學(xué)的依據(jù)。另一方面，上下游兩個(gè)水庫(kù)的防洪調(diào)度都隸屬于泉州市防汛辦，在防洪調(diào)度的過(guò)程中都應(yīng)服從泉州市防汛辦的統(tǒng)一指揮，具有相同的指揮機(jī)構(gòu)和政策，為兩個(gè)水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度創(chuàng)造了條件。

2、經(jīng)濟(jì)效益分析。兩個(gè)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度目的都是為了增加工程自身的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)最大限度地發(fā)揮社會(huì)效益。一方面，在建的彭村水庫(kù)，可以充分利用龍門(mén)灘水庫(kù)的水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)、發(fā)電自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公樓等有利條件，減少重復(fù)性投資，最大限度地節(jié)約工程投資，經(jīng)測(cè)算可節(jié)省3500萬(wàn)元的投資；并且彭村水庫(kù)應(yīng)充分利用龍門(mén)灘管理處現(xiàn)有的管理人員，節(jié)約經(jīng)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度后，可減少10個(gè)管理人員，每年每人工資福利費(fèi)用按6萬(wàn)元計(jì)算，則每年節(jié)省60萬(wàn)元的管理成本。另一方面，應(yīng)該最大限度地增加收入，聯(lián)合調(diào)度的關(guān)鍵是流域中的水量調(diào)節(jié)與洪水調(diào)度，水量平衡計(jì)算就是聯(lián)合調(diào)度的紐帶。兩個(gè)水庫(kù)的設(shè)計(jì)資料顯示，不同頻率情況下，不同時(shí)段都有其對(duì)應(yīng)的洪水總量，如兩個(gè)水庫(kù)24小時(shí)洪水總量成果如表1所示。

表1

彭村水庫(kù)調(diào)度的科學(xué)性、合理性，不僅直接影響其自身的經(jīng)濟(jì)利益，發(fā)揮工程本身的作用，也會(huì)影響龍門(mén)灘水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)利益，即如果把水位降得太低，本身將因?yàn)榘l(fā)電水頭降低而減少發(fā)電量，減少發(fā)電收入，如果把水位蓄得過(guò)高，雖然能抬高水頭，增加一定的發(fā)電量，但一旦洪水來(lái)臨，造成水庫(kù)自身大量棄水，不僅會(huì)減少彭村水庫(kù)自身的發(fā)電收入，同時(shí)也直接造成下游的龍門(mén)灘水庫(kù)棄水，彭村水庫(kù)的蓄水發(fā)電與攔洪錯(cuò)峰是一對(duì)矛盾。以流域內(nèi)10年一遇洪水為例，龍門(mén)灘水庫(kù)入庫(kù)洪峰流量為800m3/s，洪水總量約為2860萬(wàn)m3，與之相對(duì)應(yīng)的彭村水庫(kù)的入庫(kù)洪峰流量為509m3/s，洪水總量約為1650萬(wàn)m3，對(duì)于10年一遇的洪水，彭村水庫(kù)如果在洪水來(lái)臨前能夠把水庫(kù)水位降至637m左右，騰出1650萬(wàn)m3的庫(kù)容，把彭村水庫(kù)壩址以上143 km2的洪水全部攔蓄，則龍門(mén)灘水庫(kù)在該種頻率的洪水過(guò)程中的實(shí)際入庫(kù)洪水總量為1210萬(wàn)m3，水庫(kù)就能把整場(chǎng)洪水全部攔蓄，從而減少1650萬(wàn)m3泄洪量，從而增加發(fā)電量660萬(wàn)kwh，增加經(jīng)濟(jì)收入231萬(wàn)元。相反的，如果彭村水庫(kù)的起調(diào)水位是在汛限水位641.2m，流入彭村水庫(kù)1650萬(wàn)m3的洪水量只能全部下泄到龍門(mén)灘水庫(kù)，而龍門(mén)灘水庫(kù)如果高水位運(yùn)行，1650萬(wàn)m3的水量只能往閩江流域下泄，在這種情況下，彭村水庫(kù)減少了136萬(wàn)元收入，龍門(mén)灘水庫(kù)減少了231萬(wàn)元收入。從這場(chǎng)洪水看出，要最大限度增加效益，彭村水庫(kù)在每場(chǎng)洪水來(lái)臨前要適時(shí)地騰空庫(kù)容，兩個(gè)水庫(kù)最大限度攔蓄洪水。

四、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的途徑

1、改變彭村水庫(kù)施工方案。根據(jù)德化的氣候條件，每次臺(tái)風(fēng)形成到降雨結(jié)束的過(guò)程一般為4—7天，當(dāng)預(yù)報(bào)會(huì)受臺(tái)風(fēng)影響而彭村水庫(kù)的水位較高時(shí)，彭村水庫(kù)應(yīng)盡量降低水位，為保證龍門(mén)灘水庫(kù)能在較低水位工況下運(yùn)行，龍門(mén)灘水庫(kù)最大發(fā)電引水流量為32m3/s，在建的彭村水庫(kù)的最大發(fā)電流量為12 m3/s，為了更科學(xué)地調(diào)度水庫(kù)，彭村水庫(kù)的發(fā)電流量加上區(qū)間正常流量后應(yīng)達(dá)到32m3/s，所以在施工階段，適當(dāng)增加彭村水庫(kù)引水隧洞的尺寸，從而增加發(fā)電用水，彭村水庫(kù)的最大發(fā)電流量設(shè)計(jì)在25m3/s為宜。

2、建立聯(lián)合調(diào)度機(jī)制。水量平衡調(diào)節(jié)和洪水科學(xué)調(diào)度是個(gè)連續(xù)的過(guò)程，要做到科學(xué)調(diào)度水庫(kù)，必須成立聯(lián)合調(diào)度機(jī)構(gòu)。龍門(mén)灘水庫(kù)管理處是由省、市、縣三級(jí)四家股份合資建成的發(fā)電事業(yè)單位，實(shí)行企業(yè)化管理，而在建的彭村水庫(kù)為市縣多方出資建設(shè)的以供水為主兼發(fā)電的公益性事業(yè)單位。兩個(gè)水庫(kù)不僅要站在共同的經(jīng)濟(jì)利益，增加兩個(gè)單位的經(jīng)濟(jì)收入去管理水利工程，同時(shí)也應(yīng)該站在泉州沿海區(qū)域水資源緊缺的角度思考如何充分發(fā)揮工程的社會(huì)效益，不能各自為政。所以兩個(gè)水庫(kù)必須建立聯(lián)合調(diào)度機(jī)制，建立一套科學(xué)的調(diào)度運(yùn)行制度，實(shí)行兩個(gè)水庫(kù)共同運(yùn)行調(diào)度管理制度。

3、建立經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制。雖然實(shí)行聯(lián)合調(diào)度，從兩個(gè)水庫(kù)的整體效益來(lái)看是有利的，但單個(gè)水庫(kù)來(lái)看，必然存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，如彭村水庫(kù)如果把水庫(kù)的水位降太低，攔蓄洪水的總量相應(yīng)的也會(huì)增加，但發(fā)電量必然減少，其自身將減少經(jīng)濟(jì)收入，水庫(kù)也有蓄不到正常水位的風(fēng)險(xiǎn)。如果彭村水庫(kù)在汛期把水位保持在汛限水位641米左右運(yùn)行，一旦洪水來(lái)臨，攔洪量少，勢(shì)必造成龍門(mén)水庫(kù)泄洪，減少龍門(mén)灘水庫(kù)的蓄水，減少龍門(mén)灘水庫(kù)的效益。所以政府應(yīng)該建立對(duì)彭村水庫(kù)在特定條件下給予適當(dāng)補(bǔ)貼以及下游水庫(kù)補(bǔ)償上游水庫(kù)機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)兩個(gè)水庫(kù)的積極性，使水庫(kù)能在不同年份根據(jù)水文、氣象等預(yù)報(bào)情況，科學(xué)合理地調(diào)度兩個(gè)水庫(kù)的運(yùn)行工況，使兩個(gè)水庫(kù)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

五、結(jié)語(yǔ)

水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行雖然是艱巨的工作，但水庫(kù)的工作者只要能充分利用科學(xué)技術(shù)，加強(qiáng)與氣象、水文部門(mén)的溝通與聯(lián)系，及時(shí)、準(zhǔn)確地收集數(shù)據(jù)，做到水情預(yù)報(bào)的有效性和長(zhǎng)期性，保持資料的連續(xù)性，就能把水庫(kù)的調(diào)度工作做好，就能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)水庫(kù)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化。