韓江與特拉華河水量調度實踐對比研究

姜傳隆

（廣東省韓江流域管理局，廣東 汕頭 515041）

韓江與特拉華河分別是中國與美國的重要河流之一，2 條河流流域面積、主干流長度相近，皆為跨省或州的河流，承擔著保障流域內外用水安全的重要任務。2 條河流都成立了流域管理機構，制定了流域水量分配方案，確定了分配水量和控制斷面流量目標，明確了流域骨干水量調度工程體系，建立并實施了調度方案、監測預警、動態調度、總結評估等水量調度管理機制。通過對比2條河流的水量調度實踐，總結分析流域水量分配工作經驗，并對下一階段韓江流域水量調度實踐提出了建議，也為中國其他河流開展水量調度提供了借鑒。

1 韓江水量調度實踐分析

1.1 韓江流域概況

韓江是中國東南沿海地區重要河流之一，是廣東省除珠江之外的第二大河流。韓江發源于廣東省河源市紫金縣，在汕頭市分5條河流流入南海，干流全長470 km。汀江是韓江最大支流，發源于福建省三明市寧化縣，在梅州市大埔縣匯入韓江。韓江流域涉及廣東、福建、江西3個省，流域面積3.01萬km2（廣東1.79 萬km2）；多年平均年徑流量272 億m3（廣東156億m3）。韓江是流域內1 100多萬人的重要水源地，同時還承擔流域外部分地區的供水任務。2021 年，廣東省韓江流域用水量30.3 億m3[1]。水利部珠江水利委員會（以下簡稱珠江委）是韓江流域管理機構，廣東省韓江流域管理局（以下簡稱韓江局）是廣東省韓江流域管理機構，履行流域水量統一分配調度職責。

1.2 韓江流域水量分配

2016 年，水利部批復實施《韓江流域水量分配方案》[2]，旨在合理配置韓江流域水資源，維系流域良好生態環境，促進流域水資源可持續利用。《韓江流域水量分配方案》向廣東、福建、江西省分配多年平均水量47.95 億m3，其中廣東省33.84 億m3，詳見表1。珠江委負責《韓江流域水量分配方案》的組織實施和監督檢查。2017 年，廣東省水利廳印發實施《廣東省韓江流域水資源分配方案》[3]，向廣東省汕頭、河源、梅州、潮州市以及流域外揭陽市分配韓江流域多年平均水量41.04 億m3，詳見表2。韓江局負責《廣東省韓江流域水資源分配方案》的組織實施和監督檢查。

表1 韓江流域2030水平年水量分配億m3

表2 廣東省韓江流域2030水平年水量分配億m3

根據水利部《韓江流域水量分配方案》和《第一批重點河湖生態流量保障目標》[4]，韓江流域主要控制斷面下泄流量控制指標詳見表3。其中，最小下泄流量是滿足河流生態基流和下游河道外基本生活生產用水需求的流量。

表3 韓江流域主要控制斷面下泄流量控制指標m3/s

1.3 韓江流域水量調度管理

1.3.1 韓江骨干水量調度工程

韓江流域水量調度管理目標是：優先滿足生活用水，保障基本生態用水，統籌農業、工業用水以及水力發電、航運等需要。韓江流域包括福建省棉花灘水庫，廣東省長潭、合水、益塘水庫，高陂水利樞紐5座大型水庫，5座水庫總調節庫容14.19億m3，僅占韓江流域多年平均年徑流量的5.2%，流域主要水庫水資源調節能力差[5]。鑒于此，韓江流域對7座水庫（棉花灘、長潭、合水、益塘水庫，高陂水利樞紐，青溪、雙溪水庫），3 座樞紐、電站（蓬辣灘水電站、東山水利樞紐、潮州供水樞紐），以及6座水閘（北溪橋閘、梅溪橋閘、下埔橋閘、外砂橋閘、蓮陽橋閘、東里橋閘）組成的“7+3+6”骨干水量調度工程體系實施聯合、統一調度，保障流域用水需求，如圖1 所示。其中，韓江出海口5座水閘充分發揮了御咸、蓄淡的作用，解決了韓江河口咸潮上溯的問題。

圖1 韓江流域水量調度概化

1.3.2 韓江水量調度管理措施

韓江流域建立“調度方案、調度計劃、監測預警、動態調度、總結評估”的水量調度管理機制。

（1）調度方案。制定、實施《韓江流域水量調度方案》[6]，確定韓江流域水量調度期、調度工程、年度水量分配指標，以及不同來水頻率下的調度方案。韓江流域水量調度期為當年4 月1 日—次年3 月31日，關鍵調度期為當年10月1日—次年3月31日（即枯水期）。

（2）調度計劃。根據年度、枯水期來水預測，制定、實施韓江流域年度水量調度計劃、枯水期水量調度計劃[7，8]，確定主要控制斷面流量保障目標，骨干調度工程水位、流量控制要求，以及區域取用水總量控制要求。

（3）監測預警。對潮安、長治（溪口）等主要控制斷面的流量，以及棉花灘水庫、高陂水利樞紐等骨干調度工程的有效蓄水量、蓄水水位、下泄流量進行監測。根據《韓江生態流量保障實施方案》[9]對主要控制斷面生態流量進行預警，并采取預警響應措施保障流量目標，主要控制斷面生態流量預警閾值詳見表4。

表4 韓江流域主要控制斷面生態流量預警閾值 m3/s

（4）動態調度。對韓江流域降雨量、來水量進行滾動預測預報，并根據雨情、水情、水庫蓄水及用水需求變化等情況，對水量調度計劃進行動態調整，下達實時調度指令。

（5）總結評估。調度期間，逐月編制韓江流域水量調度情況通報。調度期結束后，編制韓江流域水量調度評估報告[10]，對調度期間取用水總量、控制斷面下泄水量及流量、水量調度計劃和調度指令執行情況等進行總結評估。

2 特拉華河水量調度實踐分析

2.1 特拉華河流域概況

特拉華河是美國密西西比河以東最長的主干流沒有建設攔河閘壩的河流，從紐約州漢考克至特拉華河河口干流全長531 km。特拉華河流域涉及紐約州、賓夕法尼亞州、新澤西州、特拉華州4個州，流域面積3.51 萬km2。特拉華河為1 300 多萬人供水，其中包括流域外的紐約市和新澤西州北部約500 萬人。特拉華河流域取用水量2 420萬m3/d，其中紐約市流域外調水量303 萬m3/d、新澤西州流域外調水量38 萬m3/d[11]。特拉華河流域委員會是根據《特拉華河流域協定》創立的特拉華河流域管理機構[12]。

2.2 特拉華河流域水量分配

特拉華河流域水量分配旨在解決流域州之間的用水矛盾，保障流域各州取用水安全。特拉華河流域水量分配總體可以分為3 次分配[13]。第一次水量分配依據最高法院1954 年法令，確定紐約市、新澤西州特拉華河流域外調水量分別為303萬、38萬m3/d，并設定新澤西州蒙塔古控制斷面流量目標50 m3/s；第二次水量分配依據1983 年誠信協議，確定特拉華河上游3 座水庫（Cannonsville、Pepacton、Neversink Reservoir）為保障蒙塔古控制斷面流量目標的保護性下泄水量，并設定新澤西州特倫頓控制斷面流量目標85 m3/s；第三次水量分配依據2007 年靈活流量管理計劃，確定特拉華河上游3 座水庫既要滿足供水和保護性下泄水量需求，又要兼顧防洪功能。

2.3 特拉華河流域水量調度管理

2.3.1 特拉華河骨干水量調度工程

特拉華河流域骨干水量調度工程包括上游3 座水庫（Cannonsville、Pepacton、Neversink Reservoir）和下游2 座水庫（Beltzville、Blue Marsh Reservoir），如圖2所示。通過調度紐約市擁有的上游3座水庫，實施流域外調水、滿足紐約市供水需求，并向下游下泄水量、滿足蒙塔古斷面流量目標。為做好干旱條件下3座水庫蓄水保水工作，開發了基于3座水庫總有效蓄水量的規則曲線，包含“干旱監測”“干旱預警”“干旱應急”的啟動點，并對3 座水庫的總有效蓄水量進行監測，對總有效蓄水量與多年同期平均值、去年同期值以及“干旱監測”“干旱預警”“干旱應急”條件閾值進行比較分析。特拉華河流域委員會購買美國陸軍工程兵團擁有的下游2 座水庫的蓄水權，調度2座水庫下泄水量以滿足特倫頓斷面流量目標。

圖2 特拉華河流域水量調度概化

2.3.2 特拉華河水量調度管理措施

特拉華河流域建立“調度方案、監測預警、動態調度、總結評估”的水量調度管理機制。

（1）調度方案。在干旱條件下，特拉華河流域水量調度管理目標包括：骨干調度水庫蓄水保水；壓制河口咸潮上溯，確保取用水安全；對流域各州干旱應對管理進行補充。特拉華河流域委員會制定了特拉華河全流域干旱應對方案和流域下游干旱應對方案。

（2）監測預警。特拉華河流域委員會建立了特拉華河水量調度管理“一張圖”信息平臺，監測分析流域5 座骨干調度水庫有效蓄水量，基于干旱規則曲線的上游3座水庫總有效蓄水量，蒙塔古、特倫頓斷面基于流量目標的流量，相應于特倫頓流量的咸界位置以及干旱狀況。美國地質勘探局在特拉華河流域建設了下一代水資源監測系統，與國家水資源模型等直接結合，提供特拉華河流域水資源調度決策支持。

（3）動態調度。全流域干旱應對方案基于上游3 座水庫總有效蓄水量啟動，當總有效蓄水量少于“正常運行”條件時，分階段減少紐約市、新澤西州流域外調水量，以及蒙塔古、特倫頓斷面流量目標，詳見表5。流域下游干旱應對方案基于下游2 座水庫總有效蓄水量啟動。

表5 不同干旱條件下流域外調水量和流量目標

（4）總結評估。每年編制流域水量調度評估報告[14]，對上年6月1日—當年5月31日特拉華河控制斷面流量目標完成，骨干調度水庫保護性下泄水量、外調水量，干旱應對等水量調度情況進行總結評估。

3 韓江與特拉華河水量調度對比分析

基于以上韓江、特拉華河水量分配調度管理實踐的基本情況對比，對韓江與特拉華河水量分配調度管理經驗進行進一步對比分析。

3.1 流域管理機構

韓江與特拉華河都是跨行政區域、承擔著流域內外重要供水任務的河流，都成立了流域管理機構，流域管理機構充分發揮統籌協調、監督指導作用，對流域水量實施統一分配調度，確保了流域生活生態生產用水安全。韓江與特拉華河水量分配調度實踐表明，成立流域管理機構，實施流域水量統一分配調度管理，對保障流域用水安全、促進流域水資源可持續利用是非常有必要的。

3.2 水量分配

（1）特拉華河流域水量分配始于1954 年，開展時間早，并根據流域內外用水需求變化情況，數次優化調整流域水量分配方案。韓江流域水量分配始于2016 年，近年來，隨著粵東水資源優化配置工程等流域外調水工程規劃建設以及流域內外用水需求變化，韓江流域水量分配方案需要及時修改完善。

（2）韓江流域水量分配確定了流域內各行政區域分配水量、流域外調水量以及河流控制斷面流量目標，并實行用水總量控制。特拉華河流域水量分配僅確定了流域外調水量、河流控制斷面流量目標，未確定各行政區域分配水量。

（3）韓江流域控制斷面流量目標既確定了生態基流，又確定了滿足下游河道內生態用水和河道外基本生活生產用水需求的最小下泄流量。特拉華河流域控制斷面流量目標未細化確定生態流量。

（4）特拉華河流域水量分配調度方案考慮了骨干調度水庫水資源調度與防洪調度的銜接。韓江流域水量分配調度方案尚未明確銜接骨干調度水庫水資源調度與防洪調度。

3.3 水量調度

（1）特拉華河主干流無攔河水利工程，骨干調度工程為位于支流的有較強調蓄能力的水庫，水量調度體系較為簡單。韓江流域骨干調度水庫調蓄能力差，主干流梯級水利樞紐、水電站多，需要參與水量調度的水利工程多，流域水量統一精細調度難度大。

（2）韓江各個出海口都建有攔河水閘，充分發揮了御咸蓄淡功能，抵御咸潮、保障供水安全。特拉華河流域需要采取水量調度措施壓制河口咸潮上溯，保障取用水安全。

（3）特拉華河流域制定了較為健全的干旱應對水量調度方案，基于骨干調度水庫總有效蓄水量實施動態調度。韓江流域尚未制定抗旱應急水量調度預案。

（4）韓江流域根據年度、枯水期來水預測，制定、實施流域年度水量調度計劃、枯水期水量調度計劃。特拉華河流域沒有每年開展流域年度或枯水期水量調度計劃制定工作。

（5）特拉華河流域建立了較為完善的水量監測預報預警系統，支撐保障流域水量統一調度。韓江流域部分骨干調度工程的水量調度信息未能實時監測，流域水量調度預報、預警、預案、預演“四預”功能需要完善。

4 韓江水量調度實踐建議

（1）根據韓江流域內外用水需求變化情況，及時修改完善韓江流域水量分配方案，優化調整各行政區域分配水量。

（2）完善韓江流域骨干水量調度工程體系。推進粵東水資源優化配置工程建設，推動龍頸水庫、長潭水庫擴容工程建設，提高韓江流域水資源調節和保障能力。

（3）完善韓江流域抗旱應急水量調度機制。制定、實施韓江流域抗旱應急水量調度預案，妥善應對流域旱情緊急情況，確保流域城鄉居民生活用水安全。

（4）健全韓江流域洪水資源化利用機制。做好韓江流域水資源調度與洪水調度的銜接，在確保安全的前提下，通過水庫汛限水位動態控制、豐蓄枯用等措施，增加水資源有效供給。

（5）推進韓江流域智慧水利建設。強化韓江流域水量監測及調度的預報、預警、預演、預案“四預”措施，支撐流域水量統一調度管理，提高水量調度科學化、精細化管理水平。