珠江三角洲网河区建设项目水源论证方法浅析

PEAＲLＲIVEＲ

http：//rmzj．pearlwater．gov．cn

doi：10.3969/j.issn.1001-9235.2016.09.019

J］．人民珠江，2016，37（9）：88－91．陈可飞，邱凌辉．珠江三角洲网河区建设项目水源论证方法浅析［李兴拼，

珠江三角洲网河区建设项目水源论证方法浅析

陈可飞，邱凌辉李兴拼，

（珠江水利科学研究院，广东

广州510611）

摘要：水源论证是建设项目水资源论证的一项重要内容，是建设项目水源条件适应性和保障性基础。针对目前

珠江三角洲网河区水量论证常用的分流比估算法和珠江三角洲一位水动力数学模型计算法进行了分析，研究了两种方法的理论基础和应用范围，并就两种方法的上边界条件提出新的见解，即应当以考虑珠江水量统一调度后的流量成果作为上游流量边界。为以后珠江三角洲网河区建设项目水源论证工作提供参考，促进水源论证的科学性。

关键词：建设项目；水源论证；珠江三角洲中图分类号：TV213．4

文献标识码：A

9235（2016）09-0088-04文章编号：1001-

AnalysisofWaterProofMethodofＲiverNetwork

ofthePearlＲiverDeltaConstructionProject

LIXingpin，CHENKefei，QIULinghui

(PearlＲiverHydraulicＲesearchInstitute，Guangzhou510611，China)

Abstract:Demonstrationofwaterresourcesisanimportantpartoftheconstructionprojectwaterresourcesdemonstration，anditisthefoundationofwatersourceconditionadaptabilityandsecurityofconstructionproject．ThisaccordingtothePearlＲiverDeltahydrogra-phicnetwaterdemonstrationcommonshuntratioestimationmethodandthePearlＲiverDelta，ahydrodynamicmathematicalmodelcal-culationmethodfortheanalysisoftwomethodsoftheoreticalbasisandapplication，andthenputsforwardnewinsightsintothetwomethodsontheboundaryconditions，whichshouldbetoconsidertheintegratedwaterregulationofthePearlＲiverflowresultsastheupstreamboundaryofrateofflow．ProvideareferencefortherivernetworkofthePearlＲiverDeltaconstructionprojectwaterresourcesdemonstrationwork，promotethescientificdemonstrationofwatersource．Keywords:Constructionproject;Waterresourcedemonstration;PearlＲiverDelta

水资源论证是加强水资源开发、利用、节约、保护、管理的重要环节

［1］

线图等方法推求来水量，对于无资料区域来讲，可采用类比法推求来水量；③对于水资源丰沛地区、现状水资源开发利用程度较低（≤5%）或项目取水量占取水水源可供水量的比例较小（＜5%）的地区，规划水平年来水量的计算可适当简化；④对于水资源紧缺地区，应在现状水平年来水量的基础上，充分考虑论证范围规划水平年用水量的情况，计算来水量

［2］

。根据SL322—2013《建设项目水资源论证导

，则》建设项目水源论证包括地表水水源论证和地下水水源论证2种。地表水源论证是根据已有的相关水资源调查评价及开发利用成果和相关资料，结合区域水资源及其开发利用状况，论证现状与规划水平年分析论证范围内的来水量、用水量、地表水可供水量、非常规水可利用量和水资源供需平衡情况等。地表水源论证应根据区域水文资料、区域用水资料和区域水资源调查评价与规划成果，计算现状水平年和规划水平年不同保证率来水量。①缺乏长系列水文资料时，可以利用水位流量关系、流量相关关系、降雨径流关系以及类比法等插补延长资料系列；②当取水断面上下游均无水文站控制时，可采用流域水文模型、径流系数、地区综合和等值

。

水源论证主要对取水水源的可行性和可靠性做出评价结论，是建设项目水资源论证中的一个非常重要的环节。河口三角洲网河区的水流条件极为复杂，既受上游干流来水的影响，同时又受到外海潮汐作用的影响，因此，三角洲网河区的建设项目水资源论证较为复杂，尤其是水源的水量论证，河道可供水量一方面要考虑上游的径流量，另一方面还要考

06-30收稿日期：2016-作者简介：李兴拼，男，湖北钟祥人，主要从事水文水资源研究。

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虑海洋潮汐所带来的涨落潮水量

［3］

。珠江三角洲网河区各取水河道的取水断面上下游均无实测水文站控制流量，缺少实测流量资料，珠江三角洲网河区上游有流量控制水文站，即不受咸潮影响的水文站，下游无流量控制水文站，仅有潮位控制站。因此，珠江三角洲网河区各取水河道缺乏实测流量资料，既不能利用流域水文模型、径流系数、地区综合和等值线图等方法推求来水量，也不能利用水位流量关系、上下游水文站的实测流量相关推算来水量。为此，珠江三角洲网河区各取水河道的来水量一方面受到网河区上游各水文站来水量的影响，另一方面受到下游海潮的影响。

珠江三角洲网河地区水系极其复杂，河网纵横交错，往复流、环流居多，单一河道的单向流情况极少，一方面受上游干流的河流动力作用，另一方面又受外海潮汐动力作用的影响，网河区水文情势和水流流态极为复杂；同时，三角洲网河区一般水文站点较少，水文实测数据严重匮乏，给建设项目水源论证带来一定的困难

［3］

。珠江三角洲网河区取水主要集中为自来水厂取水，自来水厂取水直接关系到城市供水安全保障问题，城市供水安全保障系统是一个城市基础设施的重要组成部分，不可或缺，同时也直接关系到人民群众生活需求

［4］

。

本文针对网河区水源论证的特点，开展了珠江三角洲网河区水源论证方法的探讨，为后续珠江三角洲网河区建设项目（尤其是自来水厂取水项目）水源论证提供参考。1

枯水期来水量变化

本世纪初，珠江流域持续干旱，流域上游来水偏枯，且珠江河道变化，河口区咸潮活动强烈，珠江三角洲接连发生严重咸潮，最终导致澳门、珠海、广州、中山等城市的城市集中供水水质不达标，饮用水咸度超标，受此影响，珠江三角洲地区1500多万居民的饮水安全受到严重威胁。

分析来水量时，通常采用水文站天然径流量进行频率（P－Ⅲ型）分析，得到P=97%条件下的枯水期流量作为来水边界。根据实际情况，在实测径流条件下，珠江三角洲网河区已经发生了咸潮上溯入侵，严重影响取水水质（咸度超标）。因此，单单考虑水文站天然径流量在P=97%来水条件下，珠江三角洲网河区取水水源在水质上就不能满足取水要求。

为了应对咸潮的影响，解决咸潮对取水水质的影响，从2005年至今，国家防总分别批准了珠江压咸补淡应急调水、珠江骨干水库统一调度和珠江水量统一调度。珠江水量调度调水距离约1300km，涉及天生桥一级、岩滩水电站、飞来峡水利枢纽、百色水利枢纽、龙滩水电站等众多骨干水库，涉及中国电力监督委员会南方监管局、中国南方电网公司、广西电网公司、广东省电力集团、相关水电站等诸多单位，协调与调度难度极大。据统计，2008年冬至2009年春，珠江水量统一调度期间珠海主要取水泵站直接从江河累计抽水量

7806万m3，日平均抽水量约78.1万m3

，供澳原水累计2093万m3，日均供澳原水约20.9万m3，供水咸度始终控制

在100mg/L以下，保证了梧州站流量不低于1800m3

/s，减

轻了珠江三角洲地区的咸潮肆略。国家防总于2011年6月30日正式批复了《珠江枯水期水量调度预案》并印发执行。

受珠江枯水期水量调度影响，珠江三角洲网河区上游来水受水量调度影响较大，不能简单认为是天然来水，因此，如果简单的进行水文频率计算，得出的设计来水径流量偏小，也已经不符合未来网河区来水的实际情况。同时受珠江枯水期水量调度影响，网河区咸潮区界（咸界线）下移较多，譬如沙湾水道近10a均未发生过咸度超标现象，沙湾水厂的紫泥咸潮应急取水口也未应急启动过。在网河区水道的咸度分析中，近几年的咸度监测数据已经基本反映了枯水期水量调度的影响，因此珠江三角洲网河区取水水源在水质（咸度）上基本满足取水要求，咸潮的影响基本得到控制。

综上分析，珠江三角洲网河区上游来水边界的梧州站枯

水期调度保证流量不低于1800m3

/s，即在P=97%天然来

水条件下，由于珠江水量统一调度，梧州站的实测流量也在1800m3/s以上。因此，在考虑网河区上游水文站流量边界时需要考虑到珠江水量统一调度的作用。2

分流比估算方法

珠江三角洲网河区水系复杂，缺乏水文站实测数据，各水道径流量大小无法获得，为了估算各水道的径流量大小，2000—2001年枯水期，珠江水利委员会开展了珠江三角洲网河主要河道同步水文测验，获取了主要河道的水量分配比成果（表1），建立了珠江三角洲网河区各个河道水量与三水（二）和马口总净泄量的关系（即百分比），为后续珠江三角洲网河区各河道水量估算提供了科学依据。但由于珠江三角洲主要河道采砂的影响，2001年2月的枯水条件下，马口分流比为76.52%、三水分流比为23.48%，演变为马口分流比为77.03%、三水分流比为22.97%。

分流比估算法较为简便且非常实用，但分流比的确定投入较大，受人类活动影响，适用期限较短，且估算误差问题逐渐突出。分流比在丰水期、中水期和枯水期均不相同，网河区河道在不同的径流量下，分流比大小差异较大。因此，确定的分流比应当有其流量的适用范围。在水资源论证的水源论证中，侧重枯水期的水量保证，保证率达到P=90%、95%或是97%，在该条件下，分流比估算的误差较大；分流比测定时的测流条件较为固定，未能充分考虑网河区水利工程取水的影响，尤其是测流以后经济发展，取水变化对分流比的影响等。3

数学模型计算方法

采用一维潮流数学模型计算，上边界取为高要、石角、四会、老鸦岗、麒麟咀、博罗和石咀等水文站，下边界取为珠江河口入海的八大口门的潮位控制站，主要为：大虎、南沙、冯马庙、横门、灯笼山、黄金、西炮台、官冲，进行整个珠江三角洲的模拟，计算取水河道取水口断面的来水量。

a）模型范围及控制断面。模型范围主要包括西、北江三角洲、东江三角洲及广州水道等。①上边界：高要（西江）、

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石角（北江）、

四会（绥江）、老鸦岗（流溪河）、麒麟咀（增江）、博罗（东江）、石咀（潭江）水文（位）站。②下边界：八大口门的大虎（虎门）、南沙（蕉门）、冯马庙（洪奇门）、横门（横门）、灯笼山（磨刀门）、黄金（鸡啼门）、西炮台（虎跳门）和官冲（崖门）潮位站。控制断面：模型模拟河道长度约1750km，各断面距离约500～2000m不等，共有3621个断面。

表1

珠江三角洲网河河道2000—2001

枯水期同步水文测验主要河道水量分配比成果%河名断面名称分配河名断面名称分配比比西江马口75.55鸡鸦水道（尾）5.67甘竹溪邓滘沙0横门水道横门12.53容桂水道南华33.88洪奇沥水道冯马庙14.44西海水道天河（二）41.67北江三水24.45江门河北街水闸2.44顺德水道石仔沙16.33磨刀门水道39.23潭洲水道澜石2.91荷麻溪睦洲口12.61平洲水道沙洛围2.15螺洲溪竹洲2.98大石涌大石0.13磨刀门水道灯笼山23.64甘竹溪勒流1.42崖门水道官冲9.31市桥水道3.68虎跳门水道西炮台6.99紫泥河三善左1.90鸡啼门水道黄金1.74顺德水道三善滘15.16东海水道27.02李家沙水道三围5.48容桂水道容奇10.03沙湾水道三沙口6.90桂洲水道海尾6.74沙湾水道（头）9.69鸡鸦水道（头）16.99上横沥上横4.61小榄水道小榄6.86下横沥下横9.20黄圃沥乌珠0.94蕉门水道南沙22.17黄沙沥黄沙沥3.63虎门水道大虎9.19注：分配比指分配三水（二）和马口总净泄量的百分比

b）地形条件。建模采用的地形资料有：西、北江三角洲采用1999—2009年测量的河道地形资料。东江采用广东省水利厅于1997—2002年测量的河道地形资料，狮子洋采用珠江水利委员会设计院2005年测量的河道地形资料。

c）边界条件。一维潮流数学模型上边界为高要、石角、四会、老鸦岗、麒麟咀、博罗、石咀等控制水文（水位）站的流量资料；下边界为大虎、南沙、冯马庙、横门、灯笼山、黄金、西炮台、官冲等八大口门控制潮位（水位）站的潮位资料。其他，珠江三角洲网河区内水闸大多无观测资料，模型验证中不考虑较小的水闸，仅将部分较大的水闸作内边界处理。

d）旁侧出、入流边界条件。除模拟上、下游边界条件外，计算还考虑模拟范围内旁侧出流。

e）模型率定与验证。以1998年6月大水和1999年7月中水典型水文条件对河道糙率进行调整，上边界高要、石角、老鸦岗、麒麟咀、博罗、石咀等控制站选用各控制水文站的实测流量，下边界选用各站点同期实测潮位。糙率选用范围主要在以往相关研究成果（珠江三角洲网河区河床糙率为0.016～0.035）的基础上通过计算调试率定出西北江三角洲河网区枯水期河道糙率在0.014～0.038之间。选用西北江

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三角洲2001年2月7—10日的同步水文测验资料对率定过的模型进行验证。经过验证，模型计算的水位误差小于0.10m，流量误差小于10%，模拟潮位、流量过程线与实测过程线吻合程度良好。

数学模型计算方法涉及到模型范围较广，涉及的资料极其复杂，尤其是模型地形资料，直接制约着数学模型方法的使用。模型率定和验证过程中，不同的水文条件率定参数有所不同，水资源论证中重点关注的枯水期水量保障，重点在于枯水期水量条件下模型的率定验证。模型应用时的上边界和下边界的设定问题，上边界为控制水文站点的设计径流量，下边界为典型的潮位过程，上下边界并不存在对应关系，是一种人为组合，势必会存在异常现象。譬如上边界为设计径流量（表2），下边界为2001年2月7—10日典型潮位过程条件下，根据计算可知，马口水文站和东海水道分流比关系

有：当马口水文站日均径流量大于800m3

/s时，东海水道的

净泄量大于0，东海水道能够分流马口水文站的径流量，径流作用于潮汐作用相互作用，当马口水文站径流量越大，径流作用越强，则东海水道的分流比逐渐增加；当马口水文站日

均径流量小于800m3

/s时，东海水道的净泄量小于0，东海

水道涨潮量大于落潮量，东海水道部分涨潮量经西海水道入海，马口水文站的径流量全部经西海水道入海，径流作用极弱，潮汐作用强。

表2上边界各站的取值

m3/s

站名97%平均流量

最枯月最枯日枯水期平均流量

高要1130621石角159

115

四会20老鸦岗19

麒麟咀5.42.9博罗37.6

26.7

石咀

27

4

结语

珠江三角洲网河区建设项目（尤其是自来水厂建设项

目）取水水源论证时，水量较为充沛，但咸度影响较大，需重点考虑珠江水量统一调度的作用，通过珠江水量统一调度，首先解决了咸潮上溯问题，控制了咸区界上移，直接解决了取水水源水质问题；其次，珠江水量统一调度直接改变了珠江三角洲网河区上游枯水期来水条件，能够做到在P=97%

天然来水条件下，梧州水文站的径流量不低于1800m3/s，分流比估算法和数学模型计算法都应当采用1800m3

/s，而不

应再采用P=97%天然来水条件下的径流量；最后，珠江水量统一调度有效解决了珠江三角洲网河区水量和水质（咸潮）的双重问题，实现了多方共赢，以后珠江三角洲网河区建设项目取水水源论证过程中应当充分考虑珠江水量统一调度的作用，应加以重视。

珠江三角洲网河地区水系极其复杂，河网纵横交错，往

人民珠江2016年第9期

环流居多，单一河道的单向流情况极少，一方面受上复流、

游干流的河流动力作用，另一方面又受外海潮汐动力作用的影响，网河区水文情势和水流流态极为复杂；同时，三角洲网河区一般水文站点较少，水文实测数据严重匮乏，给建设项目（尤其是自来水厂取水项目）水源论证带来一定的困难。本次针对目前珠江三角洲网河区水量论证常用的分流比估算法和珠江三角洲一位水动力数学模型计算法进行了分析，研究了两种方法的理论基础和应用范围，并就两种方法的上参考文献：

［1］陈红卫.建设项目水资源论证的实践与思考［J］.中国水利，

2005（11）：16－18.

［2］杨健新，汝向文，陈可飞，等.建设项目水资源论证后评估技术

J］.人民珠江，2014，35（6）：38－40.与管理要点探讨［

［3］邱静，黄本胜，杜涓，等.南方水网地区咸淡水水源论证探讨

［J］.广东水利水电，2008（8）：41－44.

［4］杜易杰，曹百会，谭炳卿.自来水厂取水水源论证的实例分析

［J］.水利科技与经济，2014（11）：88－90.

边界条件提出新的见解，即应当以考虑珠江水量统一调度后的流量成果作为上游流量边界。为以后珠江三角洲网河区建设项目（尤其是自来水厂取水项目）水源论证工作提供参考，促进水源论证的科学性。

（责任编辑：李泽华）

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