翁建平 劉武軍

貴州省銅仁市大興水利樞紐正常蓄水位選擇

翁建平 劉武軍

大興水利樞紐任務(wù)為城鄉(xiāng)生活、工業(yè)和灌溉供水，兼顧發(fā)電等綜合利用。通過(guò)淹沒(méi)范圍、供水程度以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合考慮，選用水庫(kù)正常蓄水位為514 m，原始調(diào)節(jié)庫(kù)容4 018萬(wàn)m3。

大興水利樞紐 正常蓄水位 需水量

1 工程概況

大興水利樞紐工程位于貴州省銅仁市松桃縣境內(nèi)的大梁河干流上，壩址位于原河界營(yíng)水電站（已報(bào)廢）上游約240 m處。大梁河河道全長(zhǎng)72 km，平均比降8.67‰，流域面積598.6 km2。

大興水利樞紐任務(wù)為城鄉(xiāng)生活、工業(yè)和灌溉供水，兼顧發(fā)電等綜合利用。工程供水范圍為松桃縣的正大鄉(xiāng)、大興鎮(zhèn)的居民生活用水和正大農(nóng)產(chǎn)品加工園區(qū)用水、正大鄉(xiāng)和大興鎮(zhèn)灌溉用水；銅仁新區(qū)部分用水 （即川硐教育園區(qū)與老塘新區(qū)）和大興科技工業(yè)園區(qū)工業(yè)及生活用水。

2 需水量預(yù)測(cè)

大興水利樞紐設(shè)計(jì)水平年2025年供水對(duì)象見(jiàn)表1，不同類(lèi)別的供水對(duì)象采用不同的需水預(yù)測(cè)方法。

大興科技工業(yè)園區(qū)和正大農(nóng)產(chǎn)品加工園區(qū)采用城市單位用地綜合需水量法、萬(wàn)元產(chǎn)值需水量法和城市單位用地分類(lèi)需水量法3種方法分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，推薦采用城市單位用地分類(lèi)需水量法預(yù)測(cè)需水量成果。

銅仁新區(qū)采用人均綜合需水量法和城市單位用地分類(lèi)需水量法2種方法分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，推薦采用城市單位用地分類(lèi)需水量法預(yù)測(cè)需水量成果。

正大鄉(xiāng)、大興鎮(zhèn)人畜飲水采用需水定額法預(yù)測(cè)2025年需水量。

灌溉根據(jù)長(zhǎng)系列逐旬降雨和蒸發(fā)資料、作物種植種類(lèi)和灌溉制度計(jì)算長(zhǎng)系列歷年逐旬灌溉需水過(guò)程和需水量。

各受水區(qū)總需水量見(jiàn)表1。

表1 受水區(qū)2025年各業(yè)需水量萬(wàn)m3

表2 大興水利樞紐供水范圍供需分析計(jì)算表 萬(wàn)m3

3 供需分析

根據(jù)受水區(qū)2025年預(yù)測(cè)需水量和各供水工程供水能力進(jìn)行大興水利樞紐供水范圍供需分析（見(jiàn)表2）。

根據(jù)表2，大興水利樞紐年需供水量為8 529 萬(wàn)m3。本工程為三級(jí)泵站高揚(yáng)程管道輸水，從水庫(kù)至水廠(chǎng)管道輸水損失取3%，即大興水庫(kù)需供水量為8 782萬(wàn)m3（其中灌溉在表1需水量計(jì)算中已考慮了管道輸水損失），詳見(jiàn)表3。

表2中川硐教育園區(qū)、老塘新區(qū)從下游天生橋庫(kù)區(qū)揚(yáng)水，揚(yáng)程更低，兩片區(qū)共用揚(yáng)水管線(xiàn)和把關(guān)塘水廠(chǎng)，天生橋水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容較小，不能同時(shí)滿(mǎn)足兩片區(qū)需水量，缺水量2 803萬(wàn)m3，由大興水利樞紐調(diào)節(jié)向下游供水，其他受水區(qū)從大興庫(kù)區(qū)取水。

表3 大興水利樞紐年需供水量 萬(wàn)m3

4 徑流調(diào)節(jié)計(jì)算

采用時(shí)歷法，以月為時(shí)段對(duì)1965年4月～2012年3月47年徑流系列進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，得逐年調(diào)節(jié)庫(kù)容排頻成果見(jiàn)表4。

表4 大興水利樞紐工程逐年調(diào)節(jié)庫(kù)容排頻表

從表4可以看出，大興水利樞紐滿(mǎn)足P=95%供水保證率需要水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容為3 760萬(wàn)m3。

選取設(shè)計(jì)保證年P(guān)=95%代表年對(duì)大興所需調(diào)節(jié)庫(kù)容進(jìn)行復(fù)核，詳見(jiàn)表5。

表5 設(shè)計(jì)保證年P(guān)=95%水量調(diào)節(jié)過(guò)程 萬(wàn)m3

從表5可以看出，大興水利樞紐設(shè)計(jì)保證年P(guān)=95%代表年需要調(diào)節(jié)庫(kù)容3 723萬(wàn)m3，與長(zhǎng)系列徑流調(diào)節(jié)成果基本相同。

5 正常蓄水位選擇

根據(jù)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果，按初選的死水位486 m和滿(mǎn)足供水要求，初擬513、514、515 m三個(gè)正常蓄水位方案。從工程地質(zhì)、庫(kù)區(qū)淹沒(méi)、滿(mǎn)足供水要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素進(jìn)行正常蓄水位比較。

5.1 地質(zhì)條件

大興水庫(kù)附近巖溶分布較為發(fā)育，已探明溶洞約60個(gè)，其中壩址上游庫(kù)區(qū)約40個(gè)，主要發(fā)育于河谷岸坡及洼地周邊，多沿裂隙或順層發(fā)育。根據(jù)高程分布可將庫(kù)區(qū)巖溶分為兩層溶洞群，一層高程在463~490 m，分布有13個(gè)溶洞；另一層高程在520~600 m，分布有22個(gè)溶洞；另外5個(gè)溶洞分布在502~515 m。大部分溶洞無(wú)水流或僅有滴水，有水流的溶洞僅4個(gè)。為了減少溶洞處理難度，水庫(kù)盡量不淹第二層溶洞群，即水庫(kù)正常蓄水位控制在520 m以下。

5.2 庫(kù)區(qū)淹沒(méi)影響

大興水庫(kù)庫(kù)區(qū)村莊分布較多，基本在500 m等高線(xiàn)以上，7個(gè)村莊位于500~510 m等高線(xiàn)之間，510~515 m等高線(xiàn)之間村莊分布較少，515 m以上等高線(xiàn)村莊分布較多，所以為控制淹沒(méi)損失，正常蓄水位不宜超過(guò)515 m。

5.3 滿(mǎn)足供水要求

正常蓄水位選擇需滿(mǎn)足工業(yè)、人畜飲水供水保證率95%和灌溉80%供水保證率用水要求。大興水庫(kù)正常蓄水位513 m時(shí)，水庫(kù)城市供水保證率為93.6%，達(dá)不到供水保證率要求，特枯年份城市供水破壞深度超過(guò)60%。根據(jù)長(zhǎng)系列徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，滿(mǎn)足生活、工業(yè)、灌溉要求最低正常蓄水位為514 m。

當(dāng)死水位為486 m，正常蓄水位為513 m時(shí)，淤積20年調(diào)節(jié)庫(kù)容為3 661萬(wàn)m3，淤積50年調(diào)節(jié)庫(kù)容為3 537萬(wàn)m3，小于需要的調(diào)節(jié)庫(kù)容；正常蓄水位為514 m時(shí)，淤積20年調(diào)節(jié)庫(kù)容為3 946萬(wàn)m3，淤積50年調(diào)節(jié)庫(kù)容為3 823萬(wàn)m3，可以滿(mǎn)足供水要求。同時(shí)正常蓄水位514 m方案淤積50年庫(kù)容也能滿(mǎn)足長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算需要調(diào)節(jié)庫(kù)容3 760萬(wàn)m3要求。

5.4 經(jīng)濟(jì)比較

當(dāng)正常蓄水位從513 m增加至514 m，投資增加約2 872萬(wàn)元，其中淹沒(méi)投資增加779萬(wàn)元，每年供水效益增加502萬(wàn)元；下游電站發(fā)電量損失增加121萬(wàn)kW·h，按現(xiàn)行上網(wǎng)電價(jià)0.240元/kW· h（含稅，下同）計(jì)算，下游電站發(fā)電損失27萬(wàn)元；經(jīng)計(jì)算，差額投資經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為13.9%，大于8%，正常蓄水位514 m經(jīng)濟(jì)上更合理。

當(dāng)正常蓄水位從514 m增加至515 m，投資增加約784萬(wàn)元，年抽水電量減少約21萬(wàn)kW·h（非普工業(yè)電價(jià)0.657萬(wàn)kW·h），節(jié)約抽水電費(fèi)13萬(wàn)元；年發(fā)電量增加約23萬(wàn)kW·h（現(xiàn)行上網(wǎng)電價(jià)0.240元/kW·h），增加發(fā)電效益僅5萬(wàn)元，下游電站發(fā)電量損失增加21萬(wàn)kW·h；年城市供水量增加約5萬(wàn)m3，增加供水效益僅9萬(wàn)元，差額投資經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率小于1%，顯然不經(jīng)濟(jì)。詳見(jiàn)表6。

6 結(jié) 語(yǔ)

從地質(zhì)條件看，正常蓄水位在515 m以下條件差別不大，不構(gòu)成對(duì)選擇水位的制約因素；庫(kù)區(qū)淹沒(méi)在515 m以上明顯增多，故正常蓄水位上限取515 m；從供水滿(mǎn)足程度看，513 m方案不滿(mǎn)足基本供水要求；從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，正常蓄水位從513m抬高至514 m，經(jīng)濟(jì)合理。綜合上述因素，選用正常蓄水位為514 m。

表6 大興水利樞紐調(diào)節(jié)計(jì)算成果

翁建平 男 高級(jí)工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222

劉武軍 男 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222

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