大型調水工程調水運行探析

【摘要】調水工程作為我國大型基礎設施，其運行狀況對我國的經濟社會發展和居民生活將產生重大的影響。針對我國水資源分布不均勻的情況，為了解決缺水城市和地區的水資源緊張狀況，我國已經修建了20多座大型跨流域調水工程。這些已經建成的調水工程大都取得了顯著的經濟效益、社會效益和環境效益，工程本身的收效也較好，但是由于這些流域調水工程大多建成在計劃經濟時期，并在長期的計劃經濟體制下運行，管理體制和運行機制都保留著不少計劃經濟的成分，面對調水工程管理體制和運行機制存在的種種弊端，對其進行管理體制改革和運行機制的轉變已勢在必行。

【關鍵詞】水利；調度；運行；渠道

引言

文章就調水工程調度運行機構設置、規章制度、調度人員的職責和要求以及調度運行的安全、協調統一、經濟運行等原則進行了說明。文章也對調水工程的調度運行參數測定、自動控制、冬期輸水、調度模擬等方面的研究進行了探討。

1、概述

調度運行對遠距離調水工程是一項非常重要也是難度較大的一項工作，調度運行的科學性不僅直接關系著工程的安全，也關系著運行的經濟合理性。

山東省引黃濟青工程是為徹底解決青島及工程沿線用水而修建的大型跨流域遠距離調水工程，工程自黃河打漁張引水閘引水，全長275km，其中253km為襯砌明渠，22km為暗管。沿線包括宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四級泵站，36座倒虹控制閘，其它涵閘、渡槽、分水閘等建筑物500多座。渠首引水流量48.5m3/s，渠末流量23m3/s。現在已與膠東地區引黃調水工程和南水北調東線工程相連通，實現了長江水與黃河水的聯合調度。由于工程沿線分水、冬期輸水及渠道保溫，需要將渠道水位逐段控制，加之黃河、長江來水流量不穩定，各級泵站開機需流量匹配，致使水位和流量控制難度很大。多年來調水局就調度運行、冬期輸水、自動控制等方面進行了卓有成效的研究。由于遠距離調水是一項復雜的系統工程，本文將結合引黃濟青工程就調度運行的組織管理、準則、調度運行研究等方面進行一些概括的探討和分析。

2、調度運行的組織管理

調度運行與其它工程管理工作相比有其時限性與破壞性，特別是一些大型調水工程需要多級泵站提水，需要給沿線配水，因此要求調度運行從上到下（從調度中心到各調度指令執部門，從監控中心到各監測用的傳感設備，從泵站到機組）、從頭到尾（從渠首到渠末）及部門之間/（如調度部門與通訊、供電部門）協調一致，否則很難完成運行調度。

2.1建立調度運行規章制度

為了完成調度運行，制定專門的調度運行規章制度是必要的。引黃濟青工程為此專門制定了調度運行規章制度，對機構設置、調度部門（包括總調、分調、各執行調度指令的部門）、調度人員的職責、任務及計量、配水、閘門操作規程等有明確詳細的規定。

2.2機構設置

遠距離輸水工程一般過流建筑物多，特別是多級泵站輸水的遠距離調水工程，監測點和配水點多，需要經常調整全線流量匹配情況，這就要求設立調度中心對全線統一調度。通過匯總全線水位、流量等運行情況，及時進行科學分析，調整各渠段的蓄量，匹配各控制閘和泵站的流量，使各渠段水位不超過限定水位。對明渠還應使水位下降的速度在一定的范圍之內，以免渠坡發生滑坡和襯砌破壞。總調中心以下，根據輸水距離長短、控制建筑物的多少可以設置多個分調中心，分調中心分管各管理站，調度機構的層數不宜設置過多，以免影響調度指令的執行效率，自動化程度高的系統機構可更加精簡。

2.3調度中心的職責

2.3.1制定總體及階段性調水計劃，依據水源、水庫的蓄水情況、天氣預報（特別是北方冬期輸水階段）制定具體的調度方案。

2.3.2通過全線水位、泵站開機狀況、閘門的開度，及時進行分析和計算，進行全線流量匹配，確定下一時間各泵站的開機臺數及大小機組的匹配狀況、閘門的開啟度等，并下達指令。

2.3.3對調度運行中出現的各種緊急狀況，包括可預見的停電、通訊故障、停機及不可預見的運行事故需要作出合理的調度方案。

2.3.4掌握泵站、閘站及通訊系統的運行狀況，對出現故障的地方，通知有關部門進行維修或搶修。

2.3.5監督下級調度部門或執行指令的部門執行指令情況。

3、調度運行的基本原則

3.1安全運行的原則。對遠距離調水工程首先要保證工程的安全運行。

3.2實行統一調度、分級負責的原則。調度中心和下級執行調度指令的機構、通訊部門、泵站、水庫調度需高度協調一致，要有全局觀念，調度運行中要避免各自為陣。

3.3操作員要嚴格按照調度中心的指令執行，不能隨意調節閘門或開停機。對一般的明渠來說，渠尾的渠道斷面和過流能力要比渠首小（如引黃濟青、加州調水工程），上游較小的流量變化可能引起下游較大的震蕩。經常調節閘門或泵站，就會造成渠道水位的長時間振蕩和不穩定。

3.4經濟運行原則。對提水系統，首先要考慮整個系統的優化調度，按最優運行的原則，使運行費用最低。在整個系統最優運行下，對單個泵站，可能不是最好的，相應的經濟效益也不是最大的，但整個系統的效益是最好的，應服從整體優化的原則。調度運行中要科學調度研究合理的調度方案，盡可能不棄水或少棄水。特別是高揚程提水系統，盡可能使泵站在高效區運行，提高泵站的工作效率。盡可能減少泵站的開停機次數，減少對泵站機組的破壞。

3.5對泵站、閘站能夠實現計算機控制，應用監控系統進行數據監測，可應用一些先進的調度運行控制模型，實現整個系統的調度運行自動化。如應用動態控制、控制容量法等先進的控制方法，實現輸電峰荷期間減小輸水量，非峰荷期大流量輸水，減小運行費用。但這種方法必須對整個系統實現監控。

結語：

調水工程投資巨大，工程運行要完全按企業的投入產出規律運作并執行成本水價、獲取合理的供水利潤尚存在一定的困難，并且還要面臨眾多不確定性經濟風險因素的影響，因此，前期應當充分認識可能的經濟風險因素，并制定相應的風險控制措施。南水北調工程以及山東省膠東調水（引黃濟青）工程等大型調水工程作為提高受水區人民生活水平、改善生存、生態和投資環境的基礎性設施，政府應該在工程的投資、年運行費、水價和水量調配等方面給予必要的政策性傾斜與經濟補償，以降低調水工程的經濟風險，保證調水工程的經濟運行和良性管理，為促進地區經濟發展發揮更大的作用。

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