南水北調(diào)中線北京段 亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程運(yùn)行管理方案研究

婁巖

首都的供水安全不僅關(guān)系到首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和人民日常生活，也關(guān)系北京乃至中國(guó)在世界的國(guó)際影響。亦莊調(diào)節(jié)池工程是北京市南水北調(diào)配套工程調(diào)蓄系統(tǒng)的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)中線水源、東線水源和海水淡化水源聯(lián)合調(diào)度的重要樞紐。本工程的實(shí)施與有效運(yùn)行管理，一方面能夠解決南水北調(diào)來(lái)水與亦莊水廠、第八水廠、第十水廠等供水過(guò)程不匹配的問(wèn)題；另一方面還能夠作為緊急情況下的應(yīng)急供水，有效提高首都供水保證率，這無(wú)疑有利于保障首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，并維護(hù)首都乃至中國(guó)的良好世界聲譽(yù)。

一、工程概況

亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程位于北京市東南部南海子公園以東，已建亦莊調(diào)節(jié)池（一期）工程的東側(cè)和北側(cè)，承擔(dān)第十水廠和亦莊水廠的水源切換任務(wù)。調(diào)節(jié)池總調(diào)節(jié)容積260萬(wàn)m3，其中亦莊調(diào)節(jié)池（一期）調(diào)節(jié)容積52.5萬(wàn)m3，擴(kuò)建亦莊調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容積207.5萬(wàn)m3。

亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程包括2#調(diào)節(jié)池、進(jìn)水管、2#和3#進(jìn)水口、2#泵站進(jìn)水間、亦莊水廠2#取水口、2#退水溢流管等建筑物。調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程調(diào)蓄水位為31.90~26.80m，總占地48.6hm2，池底高程26.30m，斷面型式主要為混凝土擋墻，周邊設(shè)70m綠化隔離帶和6m寬的混凝土環(huán)湖路。

二、工程任務(wù)

建設(shè)亦莊調(diào)節(jié)池是實(shí)現(xiàn)外地水（南水北調(diào)中線水源、東線水源、淡化海水）和本地水（密云水庫(kù)水源）聯(lián)合調(diào)度，并向用水戶安全供水的需要；同時(shí)可改善周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境。其主要任務(wù)是：

①調(diào)蓄：當(dāng)南水北調(diào)總干渠遇事故導(dǎo)致停水，需進(jìn)行水源切換時(shí)，利用亦莊調(diào)節(jié)池蓄存的水量為第十水廠和亦莊水廠應(yīng)急供水。②分水：通過(guò)調(diào)節(jié)池水面升降來(lái)吸收來(lái)水與用水不吻合導(dǎo)致的水量不匹配的問(wèn)題，從而平穩(wěn)地向供水用戶分水。③匯水：匯集來(lái)自南水北調(diào)中線、東線北延入京和淡化海水等多路外調(diào)水，將匯集完成的原水配送至中心城區(qū)及通州副中心水廠。

三、工程管理

亦莊調(diào)節(jié)池工程是北京市南水北調(diào)配套工程的重要組成部分，是充分、可靠地利用南水北調(diào)來(lái)水向城市供水的關(guān)鍵工程；在南水北調(diào)供水系統(tǒng)中是一個(gè)重要的水利樞紐，起著承上啟下的作用。亦莊調(diào)節(jié)池工程的實(shí)施，可將南水北調(diào)中線水源、東線水源和密云水庫(kù)，甚至未來(lái)的海水淡化水源有機(jī)結(jié)合起來(lái)，成為北京東部水源調(diào)蓄及配置樞紐，屆時(shí)可多個(gè)水源豐枯互濟(jì)、互為應(yīng)急備用，相互靈活切換，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度。

亦莊調(diào)節(jié)池工程分兩期實(shí)施，一期工程已建成并投入使用，二期（擴(kuò)建）工程正在建設(shè)，至2020年6月具備蓄水條件。一期管理設(shè)施主要包括1#泵站主副廠房和亦莊調(diào)度中心，擴(kuò)建工程管理設(shè)施主要包括亦莊管理用房，負(fù)責(zé)亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程的管理運(yùn)行。

1.工程管理體制

（1）運(yùn)行期管理體制

北京市南水北調(diào)東干渠管理處隸屬于北京市水務(wù)局，主要負(fù)責(zé)南水北調(diào)東干渠工程（含亦莊調(diào)節(jié)池）的運(yùn)行管理，工程設(shè)備設(shè)施調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)，工程沿線安全巡查及監(jiān)測(cè)，轄區(qū)范圍內(nèi)水資源保護(hù)與配置、水環(huán)境維護(hù)，汛期防汛搶險(xiǎn)等工作。

亦莊調(diào)節(jié)池工程管理機(jī)構(gòu)為亦莊管理所，其上級(jí)單位為北京市南水北調(diào)東干渠管理處，亦莊管理所主要負(fù)責(zé)亦莊調(diào)節(jié)池工程運(yùn)行期的運(yùn)行管理。

（2）運(yùn)行期管理機(jī)構(gòu)設(shè)置

北京市南水北調(diào)配套工程管理機(jī)構(gòu)本著科學(xué)、精簡(jiǎn)、高效的原則進(jìn)行設(shè)置。盡量簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，減少管理機(jī)構(gòu)層次，優(yōu)化崗位設(shè)置和職能配置。根據(jù)國(guó)務(wù)院體改辦[2002]45號(hào)文精神，管理機(jī)構(gòu)設(shè)置還應(yīng)遵循管理、養(yǎng)護(hù)與維修分離的原則，工程維修采取市場(chǎng)化運(yùn)作，通過(guò)購(gòu)買社會(huì)服務(wù)方式擇優(yōu)選擇專業(yè)企業(yè)承擔(dān)。

亦莊管理所主要負(fù)責(zé)亦莊調(diào)節(jié)池、亦莊泵站、調(diào)節(jié)池進(jìn)水口、各取水口的管理工作。根據(jù)總干渠來(lái)水情況，各用水戶的用水要求結(jié)合調(diào)節(jié)池調(diào)蓄情況，按北京市水務(wù)局調(diào)度指令進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度；在計(jì)算機(jī)傳輸設(shè)備故障或遠(yuǎn)程控制失效的情況下，可對(duì)各取水口進(jìn)行現(xiàn)地控制，以保證正常供水要求；負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)池及各取水口的水量水質(zhì)監(jiān)控、工程安全監(jiān)測(cè)、信息化系統(tǒng)管理、工程技術(shù)管理、財(cái)務(wù)與資產(chǎn)管理、水務(wù)管理等。

四、運(yùn)行管理

1.管理任務(wù)

運(yùn)行期管理任務(wù)主要為：

① 供水調(diào)度、防洪調(diào)度和應(yīng)急調(diào)度；② 水質(zhì)水量監(jiān)控及計(jì)量；③ 工程保護(hù)、監(jiān)察；④ 工程安全監(jiān)測(cè)，日常維護(hù)巡視檢查，工程搶險(xiǎn)搶修及物資儲(chǔ)備；⑤ 工程技術(shù)管理、信息化系統(tǒng)管理等。

2.調(diào)度運(yùn)行

（1）調(diào)度原則

各種工況下的調(diào)度指令需要在上級(jí)部門確定的調(diào)度方案基礎(chǔ)上執(zhí)行。

調(diào)度方案應(yīng)在確保工程安全的前提下，與北京市南水北調(diào)工程供水系統(tǒng)調(diào)度相協(xié)調(diào)，綜合考慮來(lái)水條件、運(yùn)行工況、水廠建設(shè)情況，乃至全市水資源調(diào)度情況綜合確定。

合理利用沿線水頭節(jié)能降耗，并在各運(yùn)行工況下保證水質(zhì)。

水泵盡量避免在低效區(qū)運(yùn)行。

（2）調(diào)度方案

①正常調(diào)度工況

南水北調(diào)來(lái)水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，分別通過(guò)亦莊取水口和永樂(lè)取水口向水廠供水，亦莊水廠也可通過(guò)亦莊分水管線直接取水；密云水庫(kù)來(lái)水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，除向亦莊水廠和永樂(lè)水廠正常供水外，還需要啟用亦莊泵站加壓輸水給郭公莊水廠和新機(jī)場(chǎng)水廠。當(dāng)亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程建成投入使用，根據(jù)水廠建設(shè)情況，若亦莊水廠二期未建成，第三水源未輸水至調(diào)節(jié)池，則2#調(diào)節(jié)池內(nèi)沒(méi)有用水戶，可使用2#進(jìn)水口輸水至調(diào)節(jié)池，同時(shí)打開(kāi)1#連通閘，讓池內(nèi)的水充分流動(dòng)起來(lái)，確保水質(zhì)。

②非常調(diào)度、水源切換工況

在應(yīng)急事故情況下水源切換時(shí)期，需要亦莊調(diào)節(jié)池為第十水廠和亦莊水廠提供原水，此時(shí)亦莊水廠直接從亦莊調(diào)節(jié)池取水，第十水位則需啟用亦莊泵站部分機(jī)組通過(guò)東干渠工程為其供水。

在調(diào)節(jié)池調(diào)蓄期間，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)池區(qū)周邊地下水位，如果地下水位高于調(diào)節(jié)池最低運(yùn)行水位26.80m，需要減小第十水廠應(yīng)急事故工況的供水量，確保水源切換期間調(diào)節(jié)池水位不低于池區(qū)周邊地下水位。

③檢修工況

當(dāng)亦莊調(diào)節(jié)池一期檢修時(shí)，需停止向永樂(lè)水廠供水，亦莊水廠通過(guò)亦莊分水管線供水。在調(diào)節(jié)池檢修期間，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)池區(qū)周邊地下水位，如果地下水位高于調(diào)節(jié)池27.00m，不得放空檢修。

4.工程監(jiān)測(cè)

（1）水量監(jiān)測(cè)

為了全面了解亦莊調(diào)節(jié)工程主要控制點(diǎn)的控制流量，準(zhǔn)確計(jì)量來(lái)水和分水流量，在4處進(jìn)水口、亦莊取水口（1#、2#）、永樂(lè)取水口、1#泵站和2#泵站出水管等處分別設(shè)置流量計(jì)對(duì)來(lái)水和分水流量進(jìn)行測(cè)量。

（2）水質(zhì)監(jiān)測(cè)

水質(zhì)監(jiān)測(cè)分為人工監(jiān)測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)兩部分。人工監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)監(jiān)測(cè)規(guī)范點(diǎn)位優(yōu)化原則布設(shè)，具有涉及范圍廣、延續(xù)性和機(jī)動(dòng)性好的特點(diǎn)。通過(guò)人工常規(guī)全線多項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)手段，能全面掌握調(diào)節(jié)池的水質(zhì)現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)；自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與人工監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)互為強(qiáng)化和補(bǔ)充。自動(dòng)監(jiān)測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn)在于：利用先進(jìn)的、科學(xué)的監(jiān)控手段實(shí)現(xiàn)水質(zhì)變化趨勢(shì)的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)預(yù)警監(jiān)測(cè)，監(jiān)督和預(yù)防水質(zhì)污染事件發(fā)生及蔓延。

為了全面掌握和控制亦莊調(diào)節(jié)池工程水質(zhì)變化情況，滿足對(duì)流域界、行政區(qū)界環(huán)境管理的需要，保證水資源質(zhì)量，在亦莊調(diào)節(jié)池一期設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)2處，分別位于導(dǎo)流墻北側(cè)和南側(cè)。

亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程設(shè)置2處人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別位于2#巡護(hù)碼頭和3#巡護(hù)碼頭，以監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)池長(zhǎng)期蓄水的水質(zhì)情況。待第三水源（東線水）進(jìn)京后，可在2#和3#進(jìn)水口處設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)第三水源的水質(zhì)情況。

五、效益分析與評(píng)價(jià)

1.社會(huì)效益

北京市是我國(guó)的首都，是全國(guó)的政治中心、文化中心，是世界著名古都和現(xiàn)代國(guó)際城市。本工程的實(shí)施，一方面能夠解決南水北調(diào)來(lái)水與亦莊水廠、第八水廠、第十水廠等供水過(guò)程不匹配的問(wèn)題；另一方面還能夠作為緊急情況下的應(yīng)急供水，有效提高首都供水保證率，這無(wú)疑有利于保障首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，并維護(hù)首都乃至中國(guó)良好的世界聲譽(yù)。

2.經(jīng)濟(jì)效益

2014年北京市地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到21330.8億元，年清水用量28.9億m3，即1m3的清水支撐了738元的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。但是，不容忽視的是，缺水已經(jīng)成為制約首都經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的第一瓶頸。亦莊調(diào)節(jié)池二期作為南水北調(diào)市內(nèi)配套工程的重要組成部分，其建成將顯著改善北京市的供水條件，進(jìn)而改善城市的投資環(huán)境，促使城市的發(fā)展釋放出更大的活力和潛力，實(shí)現(xiàn)北京市經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

3.生態(tài)環(huán)境效益

由于流域持續(xù)干旱、上游來(lái)水驟減、水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)，造成北京市地下水位急劇下降、河湖干涸、濕地萎縮、井泉枯竭，水生態(tài)環(huán)境十分脆弱。亦莊調(diào)節(jié)池?cái)U(kuò)建工程建成后，可增加約42公頃的生態(tài)水面，有利于顯著改善周邊生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建區(qū)域和諧宜居生活環(huán)境。

六、結(jié)語(yǔ)

加快本工程的實(shí)施及運(yùn)行管理方案研究，可避免土地空置，降低征地拆遷成本，并可顯著改善周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)該地區(qū)整體整治規(guī)劃。亦莊調(diào)節(jié)池運(yùn)行管理推薦方案符合實(shí)際需求，有助于保障工程運(yùn)行安全。