南水北调东线工程作为跨流域调水,而且是长距离大流量调水工程,重新调整了水土资源配置与社会经济发展的关系,影响巨大而深远。东线工程运行管理状况将直接影响东线工程的效益发挥和工程的良性运行,而江苏作为东线源头,在东线工程运行管理中占有举足轻重的地位。因此,十分有必要开展东线工程运行管理问题研究,探讨摸索东线工程管理体制和运行机制,实现统筹江苏境内新建工程与现有工程管理,合理配置水资源的目的,从而最大限度地发挥工程效益,确保工程良性运行。
(第一节)运行管理研究任务
在南水北调东线工程建设阶段同步进行工程运行管理研究,这样既有利于研制一整套科学、合理、可行的调整运行方案和管理体制与管理办法,使工程在建成后的实际运行中能保证实现工程的规划目标,取得最大综合效益,而且可以应用所研究提出的调度运行方案,进行超前模拟运行,以考察规划指标的合理性和可行性,同时其反馈信息可作为对规划进一步改善的参考。
南水北调东线工程运行管理研究的任务,就是在东线工程规划原则和规划目标的背景下,开发一整套合理可行的运行调度技术方案,并提出相应的管理体制与管理办法,来保证规划目标的实现,使工程在未来运行中获得最大综合效益。该调度技术方案应具备以下功能:
(1)能适应工程运行期间河流天然来水在水量及其时空变化方面的随机性。由于东线工程供水范围内河流天然来水年内和年际变化均很大,南北丰枯遭遇很难预测,因此运行调度技术方案应能充分发挥东线水资源系统的调节能力。
(2)能协调东线供水范围内各地区各部门随着经济发展对水资源的需求表现出的新矛盾。虽然在东线规划制定过程中已对供水范围内地区间、部门间的用水矛盾做了充分考虑,但随着经济的发展无疑会出现新的矛盾,这种矛盾贯穿在整个运行过程中,并需要依靠合理可行的运行调度适时协调解决。因此,运行调度技术方案应具备有利于沿线各地区和部门负责人充分参与调度决策的机制。
(3)能适应东线工程先通后畅、分期实施、工程规模逐渐扩大的发展进程。这是由于南水北调东线工程的建设方针所决定的。因此,运行调度技术方案应既能满足工程近期调度运行的需要,又能适应工程规模不断扩大后对运行调度提出的新要求。
研究执行的管理体制与管理办法,应能保证工程正常运行,并在保证规划目标充分实现的前提下,使工程运行中逐步实现投入、产出的良性循环,使工程具备自我维持和发展的能力。
(第二节)运行管理研究内容
南水北调东线工程是一个非常复杂的水资源系统,对于这样一个复杂的水资源系统的运行管理,并没有成熟完善的经验可借鉴。因此,研究的内容应围绕实现工程运行管理的基本目标所需解决的问题予以确定,相应的技术途径和方法则根据问题的性质和问题所处环境与条件因地制宜地进行选择和开发。南水北调东线工程的运行调度问题是一个非结构化决策问题,目前任何一种现成的数学模型或技术都不可能完整地解决东线面临的问题。南水北调东线工程运行管理研究主要内容包括以下六个方面。
一、江水北调水资源系统分析
江水北调是南水北调东线工程系统最重要最复杂的组成部分,通过揭示江水北调水资源系统的组成,江淮和沂沭泗多种水源的互济关系和系统的调节性能,系统内水资源的供需状况和基本矛盾,运行调度的基本原则和规则,以及工程管理的办法与经验,为南水北调东线运行管理研究提供必不可少的基础。
二、来水预报和用水预测
跨流域调水系统的来水预报和用水预测信息是进行跨流域调水工程运行调度和管理的重要依据,为此首先要建立南水北调东线范围内的来水预报方案和用水预测方案。来水预报包括年来水预报、月来水预报和旬来水预报;用水预测包括年用水预测、月用水预测和旬用水预测。
三、年优化调度
进行南水北调东线工程年优化调度研究,旨在研制东线工程沿线8个湖泊和洼淀的优化调度图。在工程未来运行中,根据当年来水和需水预测,应用所编制的调度图制定该年全系统的调度计划。
调度图利用工业用水北调控制线、农业用水北调控制线和最大蓄水控制线,把每个湖泊和洼淀的库容划分为工业蓄水库容、农业蓄水库容和最大蓄水库容等不同区域,分区拟定调度规则,可更好地实现南水北调工程的优化调度。
四、实时优化调度
在南水北调东线工程未来运行中,仅编制年度运行调度计划是不够的,还应根据逐月、逐旬和逐日的来水和需水预测以及东线工程系统湖泊洼淀蓄水状况(系统状态),进行逐月、逐旬、逐日的全线调度决策,即实时优化调度,为此需要把全线来水预报模型、农业需水预测模型、实时优化调度数学模型进行组合,形成东线工程实时优化调度系统。
五、南水北调东线工程决策支持系统
在南水北调东线工程实际运行调度中,由于沿线地区间和工业、农业、航运等部门间的供水矛盾突出且不断变化,调度结果行政敏感性强,仅给出数学上的最优解尚难以处理这些矛盾和保证调度决策的实施。在南水北调东线工程决策支持系统中,决策者直接参与到调度决策过程并成为调度决策的主体,且建立相应的调度决策支持系统。该系统为决策者提供了有效、迅捷的决策支持,包括智能信息支持、足够的方案选择空间和性能良好的人机交互系统,帮助决策者在复杂多变的环境下选出合理可行的最佳调度方案。
六、管理体制与管理办法
南水北调东线工程投入运行后,它的管理包括多方面的内容,需要对管理体制和管理办法进行探讨。基本思路是:把南水北调东线工程作为一项基础产业,研究合理可行的管理体制和相应的管理办法,使其能够保证工程的正常运行和规划目标的充分实现,并在此前提下,促进南水北调东线工程在未来运行中逐步实现投入与产出的良性循环,使工程在中央政府的适当支持下,逐步具备自我维持和自我发展的能力。实现这一管理目标是艰难和需要相当长时期的,但可以分阶段达到。在工程运行的初期阶段,管理体制的任务是建立一种既有行政权威又能发挥经济杠杆和法规制约作用的机制,使其能协调东线工程供水范围内各地区和部门在投入和受益方面的矛盾,保证第一期工程供水目标的实现。
(第三节)江苏境内工程管理体制探索
根据《南水北调工程总体规划》确定的南水北调工程管理体制与机制的总体原则和江苏省的具体特点,按照计划用水、合同用水、计量用水、计费用水的原则,参照已有水利工程管理体制,探索南水北调东线江苏境内工程管理模式,充分发挥工程效益,保证工程的良性运行,并最终实现水资源的优化配置,具有十分重要的理论和现实意义。
一、联合运行,才能实现供水目标
南水北调东线新建工程是对现有工程系统的优化配置、向北延伸。新建工程扩大了抽引江水和逐级翻水规模,各梯级规模更加匹配;在用足京杭大运河输水能力的同时,新建运西线实现双线供水,提高了供水保证率;在现有监控调度系统基础上,增添了现代化调度运行设施。现有工程是东线工程规划的基础,几十年调水的成功实践解决了跨流域、远距离调水诸多重大问题,东线一期工程在已初具规模的现有工程基础上建设,使投资效益更高。因此,新建工程、现有江水北调工程共同组成南水北调东线一期江苏段工程,实现南水北调一期工程供水目标,统筹考虑了省内、省外供水,新建工程和现有工程必须联合运行。
二、统一调度,才能提高工程效益