南水北調通水前北京市應急調水策略分析

樊建軍，劉思清

（1.康升環保（天津）有限公司，天津 300180；2.海河水利委員會科技咨詢中心，天津 300170）

1 問題的提出

首都北京為我國政治、文化中心，城市供水安全倍受關注。隨著社會經濟迅速發展，且自1999年以來北京市主要地表水源地密云、官廳等水庫上游來水嚴重偏枯，北京市水資源供需形勢十分嚴峻。北京曾多次實施了晉冀向官廳、密云水庫集中輸水和從河北四庫（即崗南、黃壁莊、王快和西大洋水庫）應急調水，保障了北京城市和工業的供水安全。盡管2012年降雨較多，但仍不能保證2013—2014年北京市的用水需求。在南水北調通水之前，如果北京市再遭遇1999年以來的干旱年景時，城市將面臨供水危機，因此研究利用其他調水工程向北京市應急調水策略是非常必要的。

2 調水水源的探討

由于北京市及其周邊地區屬同一降雨氣候區，同時出現豐枯年份的可能性較大，若今后北京及其周邊地區連續遇到枯水年時，北京市內周邊地區向北京市應急調水的量是非常有限的，不能保證北京市供水安全，因此需考慮利用其他水源向北京市應急調水。

由于北京市應急調水屬于臨時性安排，因此應本著“盡量少建或不建新工程、盡量使用已有調水經驗并有水可調的水源工程”的原則考慮調水水源。截至2012年，河北省四庫已經連續3次向北京市應急調水，具備了工程條件；萬家寨引黃工程擁有穩定的水源保障和可利用現有工程等優勢條件，可在短期內實現調水；岳城水庫具有向外流域生態調水的經驗，且南水北調中線總干渠漳河以北段主體工程計劃于2013年3月底前全部建成并具備通水條件，利用民有渠和南水北調工程，新建較少的工程即可滿足向北京市通水的條件。上述3種水源均具備了較好的工程條件，僅分析在北京市缺水情況下是否滿足向北京市外調的水量和水質要求即可。

3 北京市的水資源情勢分析

根據北京市近幾年的實際供用水量及北京市的供用水預測結果，北京市中心城區2013、2014年需水量分別為17.1億和17.4億m3。按2012年7月中旬密云水庫蓄水量11.5億m3及汛期的降雨形勢分析，預測至2012年年底密云水庫的蓄水量將達到12.1億m3。扣除死庫容及2億m3的戰略庫容，僅考慮2012年用水，預測2013—2014年可供水量均為2.35億m3。應急水源地可供水量根據地下水位下降變緩的趨勢，在北京市預測結果的基礎上加大可供水量，自來水、自備井和非常規水的預測量維持北京市的供用水預測成果不變，由此可得2013、2014年北京市中心城區可供水量分別為14.05億和13.95億m3。分析結果表明，在未來3年遇到最不利的來水情況時，北京市中心城區將缺水3.1億～3.5億m3。

4 應急調水策略

由第3部分可知，北京市在南水北調通水前仍有3.1億～3.5億m3的水量缺口，需要從上述水源地進行調水。綜合考慮工程條件、調水距離、調水線路及供水保障情況等多種因素，在利用外調水源時，優先考慮利用河北省四庫向北京市應急調水，其次是考慮利用岳城水庫，最后考慮利用萬家寨引黃工程。通過實測資料可知，前述水源地現狀的水質類別為Ⅱ類或Ⅲ類水，滿足飲用水水質的要求。因此，在應急調水策略分析中僅對水量條件進行論述。

首先分析在北京市遭遇連續特殊枯水年即2002—2003年的情景下，河北省四庫在相同的年景下可外調的水量。根據河北的實際入庫水量，可知河北四庫遇2002—2003年情景時，年平均入庫水量為5.0億m3。在不動用水庫庫存時，分析2種情況下向北京市應急調水量：方案1，不考慮農業用水，扣除城市和工業1.6億m3的水量，仍有3.4億m3的毛水量可供外調；方案2，考慮農業抗旱水量，城市和工業用水量約為3.4億m3，可外調的毛水量為1.6億m3。對照北京市的缺水量，可見，利用河北四庫向北京市應急調水仍不能滿足北京市的水量要求，出現硬缺口。僅預留工業用水量時，北京市缺水0.4億～0.8億m3；預留工業用水量和農業抗旱水量時，北京市缺水1.8億～2.2億 m3。

然后考慮利用岳城水庫向北京市應急調水。在遇2002年情景時，岳城水庫入庫水量僅為0.73億m3，考慮水庫供工業和城市水量之后，可外調的毛水量僅為0.38億m3；遇2003年情景時，岳城水庫的入庫水量為8.5億m3。河北四庫僅供工業和城市用水且遇2002年情景時，如果不啟用萬家寨引黃工程，那么就需要優化調度岳城水庫上游漳河四大灌區的引水量，可滿足向北京應急調水凈水量1.5億m3的要求；遇2003年情景時，岳城水庫的入庫水量即能滿足北京市的用水缺口。

當河北四庫供給工業和農業用水或限制岳城水庫上游四大灌區引水量有一定的困難時，若遇2002年情景則需要啟用萬家寨引黃工程。北引黃濟京輸水要利用桑干河，經冊田水庫、再通過下游的桑干河進入官廳水庫。黃河水進入官廳水庫后，官廳水庫的現存水量以及官廳水庫的入庫水量都會參與中心城區的供水（官廳水庫2011年8月1日實際蓄水量為1.69億m3，其中死庫容為 0.86億m3），此時，只需要從北引黃工程為北京提供水量1.0億～1.5億m3就完全能夠保障北京的供水。由近年編制的山西萬家寨引黃工程向北京應急調水實施方案可知，萬家寨具有1.0億～1.5億m3的可外調水量救濟北京。

5 結論

由上述分析可知，北京市在2013—2014年間，遇2002—2003年情景時，需要啟用河北四庫和岳城水庫向其應急調水，除此之外，河北四庫采用的調水方案、岳城水庫上游漳河四大灌區引水量的限制方案是決定啟用萬家寨引黃工程向北京市應急調水的前提條件，需要在調水前認真研究確定。