太湖流域的工程调度是随着流域治理中控制性建筑物的建成而产生,并在流域管理工作深化的同时不断得到完善,实现以单项工程调度为基础,逐渐与其他工程进行联合调度,走向精细化、全面化、常态化调度。太湖流域调度模式经历了以泄为主、蓄泄兼筹、多目标调度等三个阶段。太湖流域调度从单一的防洪调度转向防洪、供水、水环境的综合调度,逐步实现从洪水调度向洪水调度与资源调度相结合、从汛期调度向全年调度、从水量调度向水量水质统一调度、从区域调度向流域与区域相结合调度的“四个转变”,为保障流域防洪、供水安全,改善水环境发挥了重要作用。
本书调度体系包括以治太11项骨干工程为核心的现有工程现行调度方案,以及以新孟河、新沟河、望虞河西岸控制工程等为代表的新建工程规划调度原则。
1.防洪调度
在太湖流域治太骨干工程 实施后,随着流域防洪工程体系逐步完善,1987年水利部太湖流域管理局(以下简称“太湖局”)在国家防汛抗旱总指挥部(以下简称“国家防总”)指导下,第一次提出了太湖洪水调度方案,掀开了太湖流域洪水调度的篇章。1991年大水后,流域治太骨干工程相继开工,根据水情和工情的变化,太湖局按年度制定和修改洪水调度方案,并征求苏、浙、沪两省一市的意见,报请国家防总批准后执行。按照国家防总批准的洪水调度方案,施行流域统一调度,并按现行工程分级管理体制分级负责。从1992年起,按照国家防总的授权,太湖局对1993年、1995年、1996年、1999年洪水进行了科学调度。1999年国家防总批复同意《太湖流域洪水调度方案》,标志着流域性防洪调度走向规范化。
目前,太湖流域防洪调度主要以2011年8月经国家防总正式批准并发布执行的《太湖流域洪水与水量调度方案》为依据,该方案明确太湖水位高于防洪控制水位且低于4.65m时实施洪水调度,并制定了相应的调度原则。同时,该方案提出当太湖水位超过4.65m时实施非常措施,要进一步加强流域统一指挥调度,局部服从全局,重点保护环湖大堤和大中城市等重要保护对象安全,尽可能加大太浦河、望虞河的泄洪流量,充分发挥沿长江各口门以及杭嘉湖南排工程的排水能力,加大东苕溪导流东岸各闸泄洪流量,打开东太湖沿岸及流域下游地区各排水通道。同时明确,当太湖发生超标准洪水时,由太湖流域防汛抗旱总指挥部商苏、浙、沪两省一市防汛(抗旱)指挥部后提出应急处理方案,报国家防汛抗旱总指挥部批准后执行。2015年,为应对太湖发生超标准洪水(太湖水位超过4.65m且预报将继续上涨),太湖流域组织编制了《太湖超标准洪水应急处理预案》,经批复后实施。
2.水资源调度
随着经济社会不断发展、人口迅速增长,太湖流域的水污染问题开始凸显,水资源的供需矛盾愈加突出,由此引起的水质型缺水和水污染已经严重影响经济社会的发展和人民生活的质量。自2002年起,太湖局组织实施了引江济太调水试验工程,开启了大规模的集中的影响全流域的引江济太水资源调度。2005年起,引江济太转入长效运行,有效调活了水体,改善了太湖水体水质和流域河网的水环境。2009年,太湖流域结合多年实践组织编制了《太湖流域引江济太调度方案》,经水利部批复执行。之后,在此基础上编制形成了《太湖流域洪水与水量调度方案》,2011年经国家防总批复成为目前流域水资源调度的主要依据。该方案将洪水调度与水量调度相结合,为流域防洪与水资源统一调度提供了调度依据。2015年,为应对太湖水位过低影响流域供水安全(太湖水位降至2.80m,且预报将继续下降)的情形,太湖流域组织编制了《太湖抗旱水量应急调度预案》,目前已获得批复并实施。
3.突发水污染事件应急调度
目前,太湖流域开展了应对特定突发水污染事件的水利工程调度研究,但尚未形成针对突发水污染事件的较为成熟的应急调度方案。《新沟河延伸拓浚工程初步设计报告》初步提出了新沟河工程调度原则,根据太湖、地区水情及梅梁湖水质状况分别实施防洪调度、常态调度、排水调度、应急引水调度以及流域防洪调度,其中,应急引水调度是指根据梅梁湖水环境需要,通过新沟河延伸拓浚工程引长江水入梅梁湖,以改善梅梁湖水质。《太浦河水源地供水调度方案(试行)》研究提出了应对太浦河下游地区水污染事件时的太浦河闸泵应急调度方式,包括当预测太浦河可能出现水质恶化情况、当太浦河下游地区发生水污染事件影响水源地供水时太浦河闸泵应急调度方式。
目前,区域骨干工程和主要控制线现行调度方案仍以防洪调度为主。为保障区域防洪排涝安全,2015年江苏省根据《江苏省防洪规划》《太湖流域洪水与水量调度方案》以及钟楼闸、丹金闸等工程的调度运用方案,制定了《苏南运河区域洪涝联合调度方案(试行)》,成为江苏省太湖地区有关工程调度的重要依据。
水资源及水环境调度方面尚未制定统一的调度方案,由各地区根据当地水资源、水环境状况实行相机调度。近年来,流域内各区域和相关城市结合本地水资源、水环境状况积极开展了水环境改善调度,如湖西区水量调度与水环境改善试验(2013年)、武澄锡虞区(无锡市)区域调水试验(2013年、2014年)、阳澄淀泖区水体有序流动调水试验(2017年)、杭嘉湖区嘉兴河网地区水资源联合调度试验(2015年)。
2005年以来,太湖流域经济社会持续高速发展,防洪工程体系进一步完善,流域内各大中型城市为防洪减灾,建设了不同防洪级别的城市包围工程,编制了相应的调度方案。常州市编制了《常州市主要水利工程调度控制运用方案》《常州市运北片城市防洪大包围节点工程运行调度方案(试行)》,无锡市编制了《无锡市水情调度方案》《无锡市防洪大包围调度方案(试行)》,苏州市编制了《苏州市日常调度原则》;上海市水利工程调度主要依据《上海市水利控制片水资源调度实施细则》实施;浙江省嘉兴市、湖州市水利工程调度主要依据城市防洪工程调度方案。
水资源及水环境调度方面,流域内常州、无锡、苏州、嘉兴等城市正在开展活水畅流工程建设,如常州运北片主城区畅流活水工程、无锡市锡澄片骨干河网畅流活水工程、苏州市自流活水工程、嘉兴市水系连通及活水畅流工程。部分城市形成了相关的调度方案,如常州市编制了《常州市区河道引清调水调度方案(试行)》,通过区域工程调度增加水资源供给、调活水体,结合截污减排、水系连通工程,对区域水环境进行改善、修复水生态系统。
太湖流域近期新建或在建骨干工程主要包括新孟河工程、新沟河工程、望虞河西岸控制工程等,流域新建工程在其前期研究阶段均提出了相应的工程调度原则。
1.新孟河工程规划调度原则
新孟河延伸拓浚工程为《太湖流域水环境综合治理总体方案》《太湖流域防洪规划》《太湖流域水资源综合规划》确定的具有防洪、排涝、水资源配置、水生态改善和航运等综合效益的骨干工程,也是列入国家172项节水供水重大水利工程、长江经济带建设的重点项目。新孟河延伸拓浚工程是规划流域重要引水河道,工程需满足太湖流域水资源规划配置要求,并兼顾区域水资源供给,增强流域和区域水资源配置能力。《新孟河延伸拓浚工程初步设计总报告》提出新孟河工程调度服从改善太湖流域水环境、提高流域及区域防洪能力、提高流域水资源配置能力为前提,并考虑流域已有调度运行办法(太湖水位调度线)以及区域主要控制点水位进行引、排水调度,具体为:
(1)当太湖水位处于自引区或泵引区时,工程通过界牌枢纽自引或泵引长江水入太湖。
(2)当太湖水位处于适时调度区时,视地区水情适时引排;若地区水位高于多年平均高水位,则停止引水。
(3)当太湖水位位于防洪调度区时,界牌水利枢纽进行防洪调度。根据界牌水利枢纽的调度运行原则,其他建筑物进行相应调度。
2.新沟河工程规划调度原则
新沟河延伸拓浚工程既是《太湖流域水环境综合治理总体方案》安排的近期治理引排工程项目之一,也是《太湖流域防洪规划》中须实施流域洪水北排长江的重点工程之一。根据《太湖流域水环境综合治理总体方案》《太湖流域防洪规划》《太湖流域水资源综合规划》,新沟河主要工程任务是控制直武地区入太湖污染负荷,提高太湖水环境容量;配合望虞河引水、新孟河引水,优化太湖引排格局,形成并完善太湖调水引流体系,加快太湖水体置换,促进太湖水体有序流动,改善太湖及梅梁湖水质;并具备应急引长江水入梅梁湖,兼顾提高流域、区域的防洪排涝能力。
根据《新沟河延伸拓浚工程初步设计报告》,新沟河延伸拓浚工程的控制调度运用应服从改善太湖水环境、减轻太湖防洪压力为前提,并考虑武澄锡虞区已有控制建筑物的调度运行办法,进行新沟河引、排水和改善水环境等工程调度。新沟河延伸拓浚工程是以常年排水为主的工程,根据太湖水环境需要具有应急引水的功能。新沟河工程根据太湖水位及直武地区戴溪水位分别进行防洪调度、常态调度、排水调度和应急引水调度,具体为:
(1)当直武地区水位高于4.5m时,区域防洪除涝压力增大,全面进入防洪调度,改善水环境需服从防洪,简称“防洪调度”。
(2)当直武地区水位处于2.8~4.5m,且梅梁湖不需要向外排水,工程调度以形成区域水流有序流动为主,简称“常态调度”;当直武地区水位低于2.8m时,受区域河网水环境容量、各行各业对水资源利用等要求的限制,需控制北排。
(3)当直武地区水位处于2.8~4.5m,如梅梁湖需要通过新沟河向北排水,工程调度排梅梁湖水为主,简称“排水调度”;根据太湖流域水资源综合规划,按照流域防洪、水环境、水资源、生态用水等要求,当太湖水位低于2.8m时,原则上梅梁湖不外排。
(4)根据梅梁湖水环境需要,需通过新沟河延伸拓浚工程引长江水时,工程调度以服从应急引水为主,简称“应急引水调度”。
(5)当太湖水位超过3.5m时,工程进入“流域防洪调度”状态。