王國(guó)卿

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)　110166）

跨流域調(diào)水方式的分析與比選

王國(guó)卿

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)110166）

大伙房水庫(kù)輸水工程引水部分涉及多座水庫(kù)與長(zhǎng)距離輸水隧洞，形成了復(fù)雜的引水調(diào)度系統(tǒng)。本文結(jié)合工程實(shí)際，提出均勻引水和集中引水兩種方式，并通過(guò)計(jì)算，對(duì)兩種方式在工程運(yùn)行不同時(shí)期的優(yōu)劣進(jìn)行分析。

輸水工程；跨流域；調(diào)水方式

1　引言

大伙房水庫(kù)輸水工程是遼寧省“十五”“十一五”期間重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，是為解決遼寧省中部地區(qū)的撫順、沈陽(yáng)、遼陽(yáng)、鞍山、營(yíng)口、盤錦、大連等城市工業(yè)和居民生活用水的大型跨流域調(diào)水工程。

該工程利用上游水庫(kù)的發(fā)電尾水，引入西江電站和鳳鳴電站，調(diào)節(jié)后經(jīng)長(zhǎng)距離輸水隧洞自流至蘇子河，匯入大伙房水庫(kù)。大伙房水庫(kù)反調(diào)節(jié)后，向遼寧中部地區(qū)城市供水。由于沿線多座水庫(kù)電站及水利設(shè)施的介入，使得引水工程形成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。它既要保證引供平衡，還要考慮大伙房水庫(kù)的運(yùn)行，同時(shí)也要兼顧對(duì)沿線各電站發(fā)電的影響。因此，在滿足諸多情況的前提下，如何恰當(dāng)?shù)倪x用引水調(diào)度方式是一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題。

2　調(diào)水原則

a.按需定供，即調(diào)入?yún)^(qū)需要該工程補(bǔ)充的水量，通過(guò)該工程調(diào)入，在滿足調(diào)入?yún)^(qū)需水的同時(shí)，不過(guò)多減少鳳鳴水庫(kù)和下游梯級(jí)電站的發(fā)電量。

b.調(diào)出區(qū)的西江和鳳鳴水庫(kù)對(duì)桓仁發(fā)電下泄的日不均勻流量過(guò)程進(jìn)行反調(diào)節(jié)，兩庫(kù)需留有日調(diào)節(jié)庫(kù)容，不同的最大引水流量所需的日調(diào)節(jié)庫(kù)容不同。

c.滿足鳳鳴水庫(kù)下游生態(tài)環(huán)境需水要求，最小下泄流量為2.7m3/s。

d.利用大伙房水庫(kù)對(duì)調(diào)入徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)，大伙房水庫(kù)正常蓄水位131.50m，死水位108.00m，汛期（7月1日—9月10日）限制水位126.40m，計(jì)算時(shí)考慮大伙房水庫(kù)流域的來(lái)水。

e.初期調(diào)水期間，由于調(diào)入?yún)^(qū)需水未達(dá)到設(shè)計(jì)水平年需水量，所需大伙房調(diào)節(jié)庫(kù)容相對(duì)較小，可適當(dāng)抬高大伙房水庫(kù)最低運(yùn)用水位，以增加下游水頭。

3　調(diào)水方式的比選

3.1均勻調(diào)水方式

按照調(diào)入?yún)^(qū)年水量情況，確定該工程的年調(diào)水量，試算最大取水流量，假定該方式的調(diào)水運(yùn)行時(shí)間為全年。當(dāng)供水率低于40%（該工程取水口年取水量小于7.8 億m3）時(shí)，西江、鳳鳴兩庫(kù)現(xiàn)狀調(diào)節(jié)庫(kù)容為300萬(wàn)m3，不改變兩庫(kù)現(xiàn)狀運(yùn)行方式即可滿足取水要求；當(dāng)供水率大于40%時(shí)，所需兩庫(kù)日調(diào)節(jié)庫(kù)容逐漸增大，設(shè)計(jì)水平年時(shí)所需最大日調(diào)節(jié)庫(kù)容為605萬(wàn)m3。該方式對(duì)于隧洞等工程檢修基本無(wú)時(shí)間保證。計(jì)算結(jié)果如表1所列。

表1　均勻調(diào)水方式水量計(jì)算

3.2集中調(diào)水方式

按照調(diào)入?yún)^(qū)年需水情況，算出大伙房水庫(kù)控制水位，當(dāng)水庫(kù)水位高于控制水位時(shí)不調(diào)水。該工程設(shè)計(jì)最大取水量為70m3/s，當(dāng)供水率為30%（年取水量5.05億m3）時(shí)，不調(diào)水時(shí)間達(dá)205d；當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時(shí)，不調(diào)水時(shí)間達(dá)35d。集中調(diào)水方式，對(duì)于隧洞等工程檢修有時(shí)間保證；但在調(diào)水初期，西江、鳳鳴兩庫(kù)所需最大日調(diào)節(jié)庫(kù)容為605萬(wàn)m3，近期需調(diào)整水庫(kù)運(yùn)行方式，對(duì)電站發(fā)電不利。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2所列。

表2　集中調(diào)水方式水量計(jì)算

從以上兩種調(diào)水方式的計(jì)算結(jié)果可以看出，二者各具特點(diǎn)，在供水的不同階段可選擇性的使用不同的引水調(diào)度方式，以期達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的目的。就整體而言，集中調(diào)水方式優(yōu)于均勻調(diào)水方式。圖1為兩種調(diào)水方式在不同供水率下引水水量的對(duì)比。

圖1　兩種調(diào)水方式引水量對(duì)比

4　集中式引水方式的應(yīng)用及實(shí)踐

大伙房水庫(kù)輸水工程在實(shí)際調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中，按照集中引水方式，即根據(jù)調(diào)入?yún)^(qū)年需水情況，算出大伙房水庫(kù)控制水位。當(dāng)水庫(kù)水位高于控制水位時(shí)不調(diào)水，低于控制水位時(shí)集中連續(xù)調(diào)水。該工程設(shè)計(jì)最大取水量為70m3/s，當(dāng)供水率為30%（年取水量5.05億m3）時(shí)，不調(diào)水時(shí)間可達(dá)205d；當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時(shí)，不調(diào)水時(shí)間達(dá)35d。工程自完工投入運(yùn)行至今，2012—2014年間均有調(diào)水，各年份的調(diào)水情況分布見(jiàn)圖2所示。

圖2　2012—2014年調(diào)水情況分布

根據(jù)設(shè)計(jì)水平年鳳鳴水庫(kù)徑流資料，遇豐水年和平水年時(shí)，該工程取水口最大取水流量采用設(shè)計(jì)流量70m3/s，供水率按30%（取水口年取水量5.05億m3）估算，引水時(shí)間為4—6月；遇枯水年時(shí)，引水時(shí)間為4—8月。2012年引水只在非汛期（9月11日—6月30日）進(jìn)行，累計(jì)引水44766萬(wàn)m3，共引水78d。2013年，遼寧地區(qū)多雨，撫順等地在汛期發(fā)生洪澇災(zāi)害，本年度基本無(wú)引水。2014年，汛期（7月1日—9月10日）和非汛期均有引水，共引水177d，累計(jì)引水達(dá)73861萬(wàn)m3，供水率為40.8%，有效緩解了2014年遼寧中部地區(qū)的旱情，發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

5　結(jié)語(yǔ)

a.根據(jù)設(shè)計(jì)水平年鳳鳴水庫(kù)徑流資料，遇豐水年和平水年時(shí)，該工程取水口最大取水流量采用設(shè)計(jì)流量70m3/s，供水率按30%（取水口年取水量5.05億m3）估算，引水時(shí)間為4—6月；遇枯水年時(shí)，引水時(shí)間為4—8月。如果減小最大引水流量，則引水時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)。

b.在工程運(yùn)行初期，供水量較小，采用集中式調(diào)水優(yōu)勢(shì)明顯，可大幅縮短引水的天數(shù)，節(jié)約運(yùn)行成本；隨著供水率的增大，集中調(diào)水方式的運(yùn)行天數(shù)不斷增加，在滿負(fù)供水的情況下，集中調(diào)水方式下一年中只有35d不運(yùn)行。

c.采用均勻調(diào)水方式，引水量相對(duì)充足（見(jiàn)圖1所示），基本無(wú)需利用大伙房水庫(kù)的自有水量實(shí)現(xiàn)供水，且在供水率低于40%時(shí)，西江、鳳鳴兩庫(kù)現(xiàn)狀調(diào)節(jié)庫(kù)容為300萬(wàn)m3，大于40%時(shí)，設(shè)計(jì)水平年所需最大日調(diào)節(jié)庫(kù)容為605萬(wàn)m3。在集中調(diào)水方式下，調(diào)水初期，西江、鳳鳴兩庫(kù)所需最大日調(diào)節(jié)庫(kù)容即為605萬(wàn)m3，對(duì)電站的發(fā)電不利。

d.集中式調(diào)水較均勻式調(diào)水而言，對(duì)大伙房水庫(kù)的庫(kù)容更具有調(diào)節(jié)作用，它可充分考慮大伙房水庫(kù)的當(dāng)前水位和水量，通過(guò)供引實(shí)現(xiàn)平衡，控制大伙房水庫(kù)的水位，更好的發(fā)揮水庫(kù)興利防洪的作用?！?/p>

［1］邵東國(guó).跨流域調(diào)水工程規(guī)劃調(diào)度決策理論與應(yīng)用［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2001.

［2］韓義超，李波，艾明巖.大伙房水庫(kù)輸水工程興利調(diào)度研究［J］.調(diào)水工程應(yīng)用技術(shù)研究與實(shí)踐，2009（1）:138-143.

［3］王吉勇.跨流域調(diào)水水庫(kù)的聯(lián)接方式探討［J］.水利建設(shè)與管理，2008（9）:92-93.

Analysis and comparison of inter-basin water diversion mode

WANG Guoqing
（Liaoning Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project Construction Bureau，Shenyang 110166，China）

Water diversion part in Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project is related to many reservoirs and longdistance water diversion scheduling systems.Complex diversion scheduling system is formed.In the paper，engineering practice is combined to propose two modes of uniform water diversion and concentrated water diversion.The advantages and disadvantages of two modes in project operation at different stages are analyzed.

water conveyance project；inter-basin；water diversion mode

TV68

B

1005-4774（2016）05-0065-03

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.017