前言
珠江三角洲是世界上水系最复杂的三角洲之一,由西北江思贤滘以下、东江石龙以下河网水系和入注三角洲诸河组成,集水面积2.68万km2,其中河网区面积9750km2;珠江三角洲河网区河道纵横交错,其中西北江三角洲集雨面积8370km2,河网密度为0.81km/km2;东江三角洲集雨面积1380km2,河网密度为0.88 km/km2。珠江三角洲河网区分布着众多联围,联围内城镇和工业企业密布,人口高度集中,由于社会经济的快速发展,截污和污水处理速度跟不上污染物排放的速度,入河排污量加大,导致入河污染物总量接近或超过水功能区纳污能力,内河涌污染严重。此外,珠江三角洲河网区为感潮河网区,受潮流和径流的双重作用,污染物在河网区往复流荡,难以净化,造成污染物的积累,加剧了水体污染,严峻的水环境问题已成为珠江三角洲地区社会经济发展的关键制约因素。受枯季上游径流减少、口门形态和拦门沙的消长与运移、海平面季节变化、航道整治和河道挖砂等因素综合影响,近年来珠江口咸潮上溯越来越严重;咸潮上溯直接威胁澳门、珠海、中山、广州、东莞等城市供水安全,受影响人口多达1500余万,咸潮已成为珠江三角洲河网区供水安全亟待解决的突出问题。珠江三角洲河网区河涌有排涝、纳污、供水等多种功能,水资源调度管理要统筹协调多种功能目标;同时,珠江三角洲河网区主干河涌大多为跨行政区河流或边界河流,各行政区的水资源管理各自为政,缺乏流域层面和上一级行政层面的统一管理机制,导致河涌上下游、左右岸竞争性用水问题突出。
笔者接触并研究珠江三角洲水资源问题,距今已有10年时间。2006—2008年,受中山市三防指挥部办公室的委托,笔者在余顺超教授的指导下开展了中山市报汛站点洪潮水位相关模式与水文预报方法研究,第一次感受到珠江三角洲径潮动力的复杂与奥妙;2008—2013年,笔者有幸参与了王琳教授主持的水体污染控制与治理科技重大专项“多汊河口的水库—闸泵群联合调度咸潮抑制技术”(2009ZX07423-001-2),全程参与了项目策划申报、组织实施、鉴定验收、成果出版,配合王琳教授提出了多汊河口水库—闸泵群联合抑咸调度理念,创建了多汊河口水库—闸泵群联合调度技术体系,并负责“流域骨干水库群优化调度抑咸技术研究”专题;2009—2012年,笔者参与了莫思平教授主持的水利部公益性行业科研专项经费项目“珠江三角洲咸潮防控工程技术研究”(200901034),负责“水源地布局与新辟水源地工程的咸潮防控作用”专题,论证了现有水源地优化调整和新辟水源地相结合的咸潮防控措施,重点研究了中珠联围内河涌作为咸潮期应急备用水源地的可行性;2014—2017年,笔者主持了水利部公益性行业科研专项经费项目“珠江三角洲典型水网区水资源调度技术研究”(201401013),针对珠江三角洲河网区的水资源问题和水资源调度管理需求,开展了河道取排水格局优化、改善水环境的闸泵优化调度、抢淡蓄淡应急供水的水闸优化调度等方法与技术研究,并在中珠联围开展了调度试验与示范;此外,2015—2016年,笔者还先后两次受珠海市海洋农业和水务局委托,开展了“一河两涌”水环境调度和前山河流域七闸联调原型试验研究,为前山河水环境治理提供了可行的调度方案。通过上述研究工作,笔者深刻体会到,要解决珠江三角洲地区的水环境和供水安全问题,必须从流域和区域两个层面实施水资源调度,通过珠江骨干水库统一调度增加磨刀门水道等外江水道的径流量,保障一江清水下泄并抑制咸潮上溯;通过区域联围闸泵群联合调度,引外江清水置换围内受污水体以改善水环境,将外江淡水抢蓄到围内河涌以保障枯水期供水安全。
本书是对上述项目研究成果的总结与凝练,重点分析了珠江三角洲水资源调度形势与现状,分析了闸泵调控作用下的珠江三角洲河网区水动力和水质变化特性,研究了珠江骨干水库统一调度背景下的珠江三角洲河网区水资源调度技术与方案。本书取得了以下理论和应用成果。
(1)针对珠江三角洲受排污影响河网区和受咸潮影响河网区的水资源特征和调度需求,提出了珠江三角洲水资源调度策略与技术框架,构建了珠江三角洲河网区水资源调度模型。
(2)选择中珠联围作为典型研究区,分析了闸泵工程对联围内河涌水动力和水环境的影响作用,揭示了联围内河涌的水动力和水环境特征和变化规律。
(3)针对中珠联围改善水环境的调度需求,研究提出了联围整体调度与局部重点改善相结合的调度方法,制定了改善河网区水环境质量的闸泵调度方案。
(4)针对中珠联围咸潮影响期应急供水的调度需求,研究提出了水闸抢淡—河涌蓄淡—水库调咸—泵站供淡的调度方法,建立了水闸调度的咸度阈值,制定了保障咸潮影响期应急供水的抢淡蓄淡调度方案。
本书共分为10章,第1章由贺新春、汝向文编写,第2章由丁波、王翠婷、孔兰编写,第3章由贺新春、郑江丽、丁波、关帅编写,第4章由贺新春、汝向文编写,第5章由贺新春、丁波、王翠婷、刘晋编写,第6章由汝向文、王翠婷、郑江丽编写,第7章由汝向文、王翠婷编写,第8章由贺新春、丁波、郑江丽编写,第9章由贺新春、汝向文、丁波、王翠婷、郑江丽编写,第10章由贺新春、丁波编写,全书由汝向文、丁波统稿,贺新春定稿。
在项目研究和本书编写过程中,得到了水利部国际合作与科技司、水利部珠江水利委员会、珠海市海洋农业和水务局、中山市水务局、坦洲镇政府、珠海市水务集团、坦洲自来水公司等单位领导的大力支持和帮助。同时,很荣幸地得到了毛革、王现方、王琳、徐良辉、王萍、余顺超、刘祖发、窦永强、张渊、李兵、方晔、叶永巧、梁剑喜、袁海深、谢乐明、王杭州、陈泽颖、李国雄、余结德、黄润基、余灿业、潘少明、赵剑辉等专家的支持和帮助。在本书出版之际,我们谨向支持和帮助本书编写出版的有关单位领导和专家表示衷心的感谢!
由于作者水平所限,书中内容难免有疏漏和不妥之处,恳请广大读者批评指正。
作者
2017年12月