鄭州市尖崗水庫水資源綜合利用與調度現狀分析與對策

王永高 王 新 雷宏軍 可友國 徐建新

鄭州市尖崗水庫水資源綜合利用與調度現狀分析與對策

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一、鄭州市尖崗水庫基本情況

尖崗水庫壩址位于鄭州市西南的尖崗村西，始建于1959年，1970年開始攔河蓄水。壩址以上流域控制面積113 km2，總庫容6070萬m3，興利庫容5041萬m3，是一座以防洪、城市供水為主要功能的中型水庫。水庫位于鄭州市區上游，下游有隴海鐵路、京廣鐵路、107和310公路及市水廠、電廠等重要的交通設施和人口、工農業聚集區，防洪位置十分重要，因此水庫等別提高一等，按大型水庫管理。尖崗水庫設計洪水標準為100年一遇，校核洪水標準為5000年一遇（+15%），主要建筑物按2級設計。

隨著南水北調工程（中線）鄭州市配套工程即將竣工，丹江水將進入尖崗水庫，尖崗水庫除具有防洪和應急供水功能外，還擔負著新密市正常供水和生態服務功能，這對尖崗水庫的水資源優化調度和高效利用提出了新的挑戰。水庫的供水任務為依次為劉灣水廠、柿園水廠、生態水系、新密市生活供水。

二、水庫引供水量現狀

1.總來水量

根據1980～2014年水庫逐月來水量資料分析可得水庫多年平均來水總量為762.71萬m3。年最大來水量為1837萬m3，年最小來水量僅29萬m3。水庫上游來水量少，水源補給主要靠大氣降水。另外，作為鄭州市調蓄水庫，可以引黃河水和南水北調水進行調蓄。

2.引黃水量

南水北調工程（中線）通水后，柿園水廠和白廟水廠的水源全部置換為南水北調水；尖崗水庫通過生態水系管道引用黃河水，保留黃河水作為尖崗水庫的備用水源。生態水系管道雙向流動，通過該管道既能引黃河水又能向生態水系供水，管道采用自動調節式輸水（管道閥門由鄭州市城區河道管理處所有和管控）。近四年來，經生態水系管網共引入黃河水量5203萬m3，年均引黃水資源量1300萬m3。其中，2012年引黃水資源量為2087.08萬m3，2013年引黃水資源量為1116.91萬m3，2014年引黃水資源量為1106.59萬m3，2015年引黃水資源量為893萬m3。南水北調（中線）工程通水以后，尖崗水庫引黃水資源量呈逐年減少的趨勢。

3.南水北調補水

南水北調工程（中線）通水后，柿園水廠、白廟水廠、尖崗水庫、常莊水庫采取聯合運用。方案為：首先利用南水北調總干渠22號口門—密垌提水泵站向尖崗水庫補水，通過23號口門輸水管道向柿園水廠和白廟水廠供水，當引入丹江口水量指標有富余時可向常莊水庫補水；當干渠因故停水或供水量不足時，利用尖崗、常莊兩水庫調蓄水量向鄭州市柿園水廠和白廟水廠供水。另外尖崗水庫作為南水北調調蓄水庫，可自流向劉灣水廠供水，既能滿足劉灣水廠日常用水要求，又能保證在總干渠出現年際年內供水不均或事故停水情況下的水廠需水要求。尖崗水庫在豐水期還可以在保證鄭州市主城區正常用水的情況下，有計劃地向新密市供水，南水北調工程多余水量可作為新密市二級蓄水儲備，避免新密市在枯水期與鄭州市主城區爭水。

4.實際供水狀況

2012～2015年期間，尖崗水庫向生態水系供水共2900萬m3，年均供水725萬m3。2012年、2013年、2014年、2015年分別為生態水系供水479.16萬m3、1148.40萬m3、671.62萬m3和601.00萬 m3；向常莊水庫供水 1106.85萬m3、417.05萬m3、0 m3和0 m3。其中，2014年尖崗水庫向劉灣水廠供水405.20萬m3,可見尖崗水庫逐漸按照規劃目標正常運行。

三、存在的問題

1.調度權限問題

由于生態水系管道采用自動調節式輸水，管道閥門由鄭州市河道管理處操作管理，通過生態水系管網進出尖崗水庫的水量，尖崗水庫管理處無法管控，而由河道管理處實際管控；新密市引水、南水北調水進入尖崗水庫及向劉灣水廠供水，尖崗水庫管理處均無權管控。故此，水庫調度會有多方指令，而權限分散不利于集中管理，限制了水庫綜合效益的正常發揮。水庫管理處作為水庫實際運行管理單位，缺乏真正的管理權限，水庫蓄、供水不能按照設計引水、供水工作情況運行，常年處于低效運行狀態，同時也影響汛期水量管控計劃，存在一定安全隱患。此外，隨著南水北調供水實施，水庫面對劉灣水廠、柿園水廠、常莊水庫應急供水及生態水系用水和新密調水的新任務，調度管理更加復雜，調度規程更加精細，這就要實行監測、運行、管理和維護的一體化。

2.水資源調度中存在的問題

2014年劉灣水廠開始投入運行，同時被列為尖崗水庫緊急供水第一保證的供水單元，導致柿園水廠供水保證受到影響，且水庫常年低水位運行，水資源缺乏，無法按設計要求正常運行，無法滿足設計供水需求。在水庫日常水量變化過程中，因調水權限導致出入水量的實時調度難以記錄，資料備案不齊全。

3.管理機制中存在的問題

洪水預報是水庫防汛調度的重要依據，而洪水預報離不開準確的水文信息支持，尤其是上下游水庫區間的洪水及下游河道的洪水信息，都要及時掌握。尖崗水庫只有一個庫區水文監測站，缺少上下游洪水監測信息，不能完全滿足洪水預報要求。此外，水庫監測設施、設備老舊，與水庫的現代化管理需求不相匹配。

4.綜合利用中存在的問題

尖崗水庫未來規劃下，為劉灣水廠提供應急供水100天，為鄭州市柿園水廠提供應急供水100天，為下游生態用水提供50萬m3的水量，此外，還要向新密市供水800萬m3。水庫低水位運行無法滿足設計要求，也會引發水庫調度靈活性不足的問題。

四、建議和對策

1.明確職權，嚴格實施責任制

在水庫實際運行管理工作中，應明確管理部門管理權限，嚴格責任管理制度，避免出現多頭指令。各下屬部門要嚴格履行本部門管理職責，把水庫防汛工作真正落到實處，保證水庫能夠安全防洪度汛。上級主管部門應給予尖崗水庫管理單位必要的權限以便于更加科學合理地開展運行管理工作。

2.加強管理和科研投入

目前水庫在管理建設方面相對薄弱，水文監測、預警預報系統還不完善，對大壩進行安全維護和監測技術及設備相對老舊。因此，一方面應加強水庫在病害治理及監測維修方面和水文預報設備、預警系統方面的費用投入；另一方面應加強在科研方面的投入，結合實際積極創新研究，為水庫管理部門的科學化決策提供技術支持。

3.及時更新、簽訂實時文件協議

尖崗水庫目前可用水量可以滿足劉灣水廠緊急供水，無法同時滿足柿園水廠及新密供水，應與柿園水廠協商交流確定以劉灣水廠為第一供水保證的前提下簽訂新的供水方案協議，并及時與南水北調工程簽訂引水協議，確保水庫能夠及時供水。

4.明確水庫管理的發展方向

針對目前形勢，應加強水庫安全管理機制建設，嚴格規范水庫運行管理工作，進一步提高管理水平。水庫安全運行管理的工作責任重大，只有真正做好了水庫管理的預防工作，才能真正做到安全第一。水庫管理處應積極借鑒其他水庫管理處的優秀管理經驗并結合自己管理過程中的經驗教訓，制定符合自己的一套標準化管理標準。在運行管理的同時要及時備案技術管理資料，各部門負責人要認真準確記錄，定期上報，上級主管部門要及時分析整理、歸檔保存。尖崗水庫不僅承擔生態供水的任務，未來還要承擔南水北調水資源調蓄與應急供水的任務，應急供水在時間上具有不確定性：供水預留過多可能導致無效棄水，預留過少無法滿足應急供水需求。因此，進一步編制調度規程，在降低下游洪水風險的同時，優化調度方案，減少棄水、提高水資源利用效率。

5.完善管理機制與加強員工培訓

完善水庫的管理機制，首先應建立健全的水庫管理機構，各個機構配備專業的管理技術人員，避免出現無人管理或缺人管理的現象；其次，積極引進技術管理人才或提高管理人員的管理和技術水平，積極組織管理人員參加相關的教育培訓、汲取他人的先進管理經驗，若條件允許的情況下水庫管理處也可以結合水庫的實際運行情況獨立組織管理人員進行教育培訓，以便達到更好的管理效果。

五、結語

水庫安全運行管理最關鍵的工作就是要及時掌控并將水庫相關運行工作情況認真記錄，及時發現并消除隱患，以保證水庫的安全健康。對水庫蓄水充庫以及泄洪供水工作要做到科學管理，最大限度發揮水庫的效益，確保水庫的各水工建筑物工作狀態良好，能夠安全地防洪度汛，延長水庫的使用壽命。面對新形勢，尖崗水庫管理單位應在確保工程安全運行的基礎上，實現水庫水資源合理優化調度

（作者單位：1.鄭州市尖崗水庫管理處 450064 2.華北水利水電大學450045）

（專欄編輯：張 婷）