如何畅通国家水网大动脉?

 

我国基本水情一直是夏汛冬枯、北缺南丰,水资源时空分布极不均衡。

“水短缺、水灾害、水环境、水生态这四大水问题,一定程度上可以归结为对尊龙凯时官方网站水网调控不足或调控过度所致。”近日,在2023中国水利学术大会上,中国水利水电科学研究院副院长王建华指出。

会上,围绕着如何加快构建国家水网、畅通国家水网大动脉,国家水网建设过程中面临的难题,国家水网科技创新面临的需求等话题,专家学者们建言献策,共商水事。

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2023中国水利学术大会 主办方供图



科学审慎论证方案

今年5月,中共中央、国务院印发《国家水网建设规划纲要》,明确指出,国家水网是以自然河湖为基础、引调排水工程为通道、调蓄工程为结点、智慧调控为手段,集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合体系。

作为国家水网的大动脉,南水北调工程重点解决国家层面水资源空间分配不均问题,在国家水安全中发挥着基础性保障作用。中国南水北调集团科技发展部副主任石海峰介绍,目前,东中线一期工程累计调水超660亿m3,受益人口超1.76亿人,为受水区超20万亿元GDP增长提供了优质水资源支撑。

“当前,南水北调受水区对调水需求仍然很大,应适当加大调水规模。”中国工程院院士纽新强说,在“四横三纵”的布局基础上,应进一步完善三线功能定位。

钮新强认为,东线应建立多功能综合输水系统,重点解決河北、山东生活和工业用水,增加农业和生态供水,调水规模适当增加;中线充分发挥区位优势和水质优势,辐射整个华北平原,适当向黄河流域补水,在考虑调水经济性的基础上进一步增加调水量;西线服务国家粮食安全、生态安全、能源安全和西部地区高质量发展等,系统解决黄河流域、西北内陆河缺水问题,在考虑西南接续水源的基础上进一步增加调水规模。

钮新强指出,构建国家水网依然面临诸多挑战。如西线线路位于西南构造板块活动区,最大深埋2000多米,工程安全建设难度极大,面临“高地震烈度、高断层活动性、高地应力、高地温、高水压、高危气体”六高难题。

此外,生态环境问题也不容小觑。“全国范围调水跨越五个温度带和青藏高原气候区,水源区和受水区气候条件、水温、营养物条件差异显著,水网连通后,跨流域生物迁移会带来哪些影响、是否会造成水生生物入侵都有待研究。”钮新强说。

钮新强还建议,建立包含生态环境、社会、健康等评价因素在内的经济评价体系,“重大水网工程经济论证时,应综合考虑直接效益和间接效益,如调水后受水区生态环境改善效益、供水安全提升后的社会效益,优质水对国民健康的改善效益等。”

系统调配,创新调度管理技术

随着人类生产力水平的提高和对人水关系认识的深化,水资源的属性和功能逐渐丰富,出现了一系列以提升水资源配置和供水保障能力、提升洪涝灾害防御能力、提升生态保护、改善城乡人居环境、服务航运发电等为目标的水网工程建设。

面向国家水安全保障需求,王建华指出,应创新水网工程规划建设与调度管理技术,以构建国家智能水网工程为载体推动水科技系统创新。“通过研究多线程分布式库-渠-闸-泵混联系统动态响应过程,研发考虑水力响应特性的河渠输水快速模拟方法,中国水科院的研究团队提出了面向多元用户需求的水量、水力与能耗协同的实时调度技术。”王建华说。

王建华提到了福州城区的案例。福州城区北部三面环山一面临江,山洪穿城而过,城市雨水通过雨水管网配入内河,再经排涝排入闽江。因此,内涝频发,防洪形势严峻,历史上107条内河中有42条为黑臭水体,占比39%,水环境恶化严重。

在对福州水网进行的联排联调实践中,中国水科院的研究团队以水利工程为边界,将流域分为若干个局部调度单元,明确每个水利工程设施的影响,如引水流量、闸门开度对河道断面影响等,使调度指挥更精细、调度效果更清晰。

由此带来的防洪排涝效果显著,“2023 年,福州有效抵御2场超强台风影响,做到了‘小雨不积水、大雨不积涝’。台风“杜苏芮”24小时最大累计雨量达426.6mm,台风“海葵”达551.1mm,经闸泵工程的联合科学调度,降雨后8小时后城区积水消退,13小时全面恢复通行。”王建华说。

此外,他们还利用闽江天然潮汐自动化控制纳潮引水,形成“一闸一策”和“一流域一方案”, 建立了“纳潮引水为主,泵站调水为辅”的自然生态补水模式。

“目前,日引水由388万吨提升至1650万吨,减少泵站提调水,年节电2300万元。黑臭水体全面消除,水体从劣五类提升到了四类。”王建华介绍。