顏少清

(泉州市山美水庫管理處，福建 泉州 362000)

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山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程調(diào)度運(yùn)行分析

顏少清

(泉州市山美水庫管理處，福建 泉州 362000)

山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程是泉州市七庫引調(diào)水工程的龍頭項(xiàng)目，文章針對(duì)工程特點(diǎn)，提出了類似引調(diào)水工程調(diào)度原則，根據(jù)調(diào)度原則擬定本工程引調(diào)水調(diào)度規(guī)則，并對(duì)聯(lián)合調(diào)度使水庫增加可調(diào)水量進(jìn)行合理性分析，論證了工程實(shí)施的可行性和必要性。

引調(diào)水工程；調(diào)度；運(yùn)行

泉州市是福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快和最具活力的地區(qū)之一，經(jīng)濟(jì)總量連續(xù)十幾年保持全省第一。由于水資源時(shí)空分布極不均勻，在人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，人均水資源量?jī)H218 m1。為解決沿海地區(qū)區(qū)域性資源性缺水問題，泉州市提出實(shí)施七庫引調(diào)水工程的戰(zhàn)略舉措，通過天然河道及引調(diào)水工程將市域內(nèi)7座大中型水庫連通起來，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。

1　工程概況

山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程是七庫引調(diào)水工程的龍頭項(xiàng)目。工程位于南安市境內(nèi)，總體布局示意圖如圖1所示，由進(jìn)水口、輸水隧洞、輸水管道及出水口等工程組成，采用有壓重力流輸水，輸水線路總長(zhǎng)18.526 km，其中4段隧洞長(zhǎng)14.806 km，3段管道長(zhǎng)3.72 km，額定引水流量12 m3/s，最大引水流量16 m3/s。工程建成后，惠女水庫多年平均可供水量將從0.71億m3提升至2.14億m3，供水能力從1.3 m3/s 提高至6.64 m3/s。

2　調(diào)度原則

為充分發(fā)揮工程運(yùn)行調(diào)度效益，擬定調(diào)度規(guī)則應(yīng)遵循下述原則[1]：一是不應(yīng)影響上下游、左右岸的供水、防洪等，尤其不應(yīng)損害供水范圍以外的區(qū)域的供水利益；二是綜合考慮工程費(fèi)用和效益，盡可能增加供水研究范圍的可供水量；在滿足保證率的前提下，盡量加大惠女水庫供水能力，以減輕北干渠的供水壓力；三是綜合考慮供水研究范圍的可供水量盡量大和缺水過程盡量平緩的因素，確定山美水庫的最大供水任務(wù)；在供水研究范圍的新增供水效益得到保證的前提下，盡量減少引水量，以減輕對(duì)山美及其下游電站發(fā)電的影響。

3　調(diào)度規(guī)則擬定

山美水庫死水位 57.48 m，正常蓄水位96.48 m，汛限水位94.48 m，死庫容0.19億 m3，興利庫容4.53 億 m3，調(diào)洪庫容2.25億 m3，汛期4月1日—10月15日?；菖畮焖浪?6.07 m，正常蓄水位75.75 m，汛限水位75.75 m3，死庫容0.12億 m3，興利庫容0.67 億 m3，汛期5月1日—10月15日[2]。

根據(jù)上述原則，擬定聯(lián)合調(diào)度規(guī)則如下:

(1)供水區(qū)(惠安縣、泉港區(qū)、臺(tái)商投資區(qū))供水時(shí)，先用惠女水庫至洛陽橋閘區(qū)間天然徑流供水，不足時(shí)再通過北干渠調(diào)水線路利用山美水庫-金雞閘區(qū)間天然徑流供水(通過北干渠調(diào)水時(shí)需滿足晉江下游水量分配方案)。

(2)當(dāng)惠女水庫至洛陽橋閘區(qū)間天然徑流和山美水庫-金雞閘區(qū)間天然徑流難以滿足供水區(qū)供水時(shí)，須動(dòng)用水庫補(bǔ)水，優(yōu)先動(dòng)用惠女水庫供水，其次動(dòng)用山美水庫通過山美水庫-金雞閘-北干渠線路長(zhǎng)距離供水。

圖1　山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程總體布局示意圖

(3)對(duì)于惠女水庫而言，當(dāng)供水區(qū)不需要惠女水庫供水時(shí)，惠女水庫僅泄放生態(tài)流量0.158 m3/s；當(dāng)供水區(qū)需要惠女水庫供水時(shí)，惠女水庫補(bǔ)償供水，并以設(shè)計(jì)供水能力 6.64 m3/s作為供水上限，

(4)對(duì)于山美水庫而言，山美水庫為供水區(qū)供水次序的最后一級(jí)，當(dāng)惠女水庫及其他水源均難以滿足供水區(qū)用水需求時(shí)，動(dòng)用山美水庫通過山美水庫-金雞閘-北干渠線路長(zhǎng)距離供水，根據(jù)山美水庫歷年實(shí)際運(yùn)行情況并經(jīng)復(fù)核優(yōu)化，山美水庫以35 m3/s作為供水上限。

(5)對(duì)于山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程而言，因該線路長(zhǎng)度短、輸水損失少、安全性高、自流節(jié)能，應(yīng)盡可能充分利用惠女水庫閑置庫容引調(diào)水，設(shè)山美水庫水位為Z山美， 惠女水庫水位為Z惠女，山美水庫與惠女水庫水位差為ΔH，則ΔH=Z山美-Z惠女，山美水庫起引水位為78 m，惠女水庫停引水位為75.75 m，最大引水流量為16 m3/s。①當(dāng)Z山美<78 m時(shí)，引水流量為0。②當(dāng)Z山美>78 m時(shí)：若Z惠女>73 m時(shí)，引水流量為0；若Z惠女<73 m時(shí)，引水流量為ΔH對(duì)應(yīng)的引水能力，最小為0，最大不能超過16 m3/s。

4　調(diào)度規(guī)則合理性分析

4.1聯(lián)合調(diào)度的供水次序合理性

根據(jù)前述調(diào)度規(guī)則，供水區(qū)各水源供水次序?yàn)椋孩俟┧畢^(qū)優(yōu)先利用惠女水庫-洛陽橋閘區(qū)間天然徑流供水，因洛陽橋閘調(diào)蓄能力有限，為減少棄水應(yīng)首先利用；②其次利用山美水庫-金雞閘區(qū)間天然徑流供水，該部分水量受金雞閘調(diào)蓄能力限制易成為棄水，為提高水資源利用程度應(yīng)盡量利用，因該部分水量為外流域水量，其優(yōu)先次序應(yīng)低于供水區(qū)當(dāng)?shù)氐幕菖畮?洛陽橋閘區(qū)間天然徑流；③再次為惠女水庫及惠女水庫引調(diào)水工程，其原因有二：一是當(dāng)調(diào)節(jié)能力低的水量充分利用后，應(yīng)動(dòng)用供水區(qū)當(dāng)?shù)厮椿菖畮?；二是惠女水庫引調(diào)水工程線路短、輸水損失少、安全性高、自流節(jié)能，充分利用該線路輸水還可利用惠女水庫閑置庫容減少山美水庫棄水；④最后是山美水庫，前述水源均不滿足供水區(qū)需求時(shí)，山美水庫作為調(diào)蓄能力最大的外流域多年調(diào)節(jié)水庫，作為供水區(qū)供水次序的最后一級(jí)保障較為合理[3]。

4.2山美水庫供水調(diào)度規(guī)模合理性

山美水庫現(xiàn)階段以供水為主，最小下泄流量為 14.76 m3/s，因此本工程山美水庫最小下泄流量以 14.76 m3/s計(jì)較為合理。對(duì)于山美水庫供水流量限制，考慮到金雞閘節(jié)點(diǎn)對(duì)山美水庫的供水需求尤其是枯水期一般較大，若山美水庫供水上限設(shè)定太高，會(huì)造成山美水庫很快放空，金雞閘節(jié)點(diǎn)在山美水庫放空后缺水較多、缺水過程線變幅較為劇烈，對(duì)生產(chǎn)生活影響較大。山美水庫供水上限設(shè)定太低，會(huì)造成山美水庫枯水期末仍有余水。本文擬定其供水上限 35 m3/s，可最大程度緩解缺水，并使金雞閘節(jié)點(diǎn)缺水過程平緩過渡。

4.3惠女水庫供水調(diào)度規(guī)模合理性

山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程建成后，惠女水庫供水能力應(yīng)與其引水量和興利庫容相匹配，不宜太高或太低[4]?；菖畮煲亢捅玖饔騺硭坑邢蓿涔┧芰μ邉t導(dǎo)致惠女水庫缺水時(shí)段增加、缺水過程劇烈，太低則會(huì)造成惠女水庫棄水增多?；菖畮於嗄昶骄鶃硭髁繛?.18 m3/s，扣除蒸發(fā)滲漏損失后多年平均出庫流量為 6.93 m3/s。經(jīng)測(cè)算，當(dāng)惠女水庫承擔(dān) 6.64 m3/s 供水任務(wù)時(shí)，其棄水較少、缺水時(shí)段較少，且供水 6.64 m3/s 的歷時(shí)保證率為97%，基本滿足供水要求，因此惠女水庫供水能力以6.64 m3/s 計(jì)較為合理?，F(xiàn)階段惠女水庫最小下泄生態(tài)流量為0.158 m3/s，因此本工程惠女水庫最小下泄生態(tài)流量以 0.158 m3/s計(jì)較為合理，可保證生態(tài)用水需求。

4.4山美水庫至惠女水庫調(diào)度規(guī)模合理性分析

對(duì)于山美水庫起引水位，山美水庫進(jìn)水口底板高程71.5 m，頂板高程75.4 m，因此山美水庫起引水位不應(yīng)低于此水位。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)山美水庫起引水位為76 m、78 m、80 m時(shí)，供水研究范圍分別新增供水 0.26億m3、0.31億m3、0.33億m3。分析可知，其起引水位為 80 m時(shí)，惠女水庫引水量較多，但惠女水庫調(diào)節(jié)能力有限，多引的水量多為棄水；當(dāng)起引水位為 78 m時(shí)，惠女水庫引水量適中，惠女水庫調(diào)蓄潛力已得到較大程度挖掘。因此，擬定山美水庫起引水位為78 m。

5　結(jié)　語

山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程建成后，通過聯(lián)合調(diào)度，大幅減少山美水庫汛期泄洪，充分利用雨洪資源，承接上游彭村、龍門灘、山美水庫的水量，并由惠女水庫向大惠安地區(qū)供水，年均可增加調(diào)蓄水量1.55億m3，相當(dāng)于新建一座大型水庫，將有力保障泉州市沿海片區(qū)生活生產(chǎn)用水和石化基地等大型工業(yè)企業(yè)用水需求。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)泉港區(qū)、惠安縣、臺(tái)投區(qū)的雙通道供水。目前，該地區(qū)主要依靠湄南供水工程供水，水源單一，且該輸水管線已運(yùn)行將近20 a，年久老化，一旦工程出險(xiǎn)或上游水資源受污染，后果不堪設(shè)想。山美水庫至惠女水庫引調(diào)水工程建成后將徹底改變?cè)摰貐^(qū)水源單一的局面，極大提高應(yīng)急供水保障能力。且通過封閉式管道供水，將有效解決原供水線路沿途污染問題，確保水質(zhì)安全。

[1]黃澤鈞.調(diào)水工程對(duì)環(huán)境的影響分析[J]. 水科學(xué)與工程技術(shù)，2011(6)：27-29.

[2]趙立明,蔣云鐘,李波.流域水資源調(diào)配綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 南水北調(diào)與水利科技， 2006，4(1):30-32.

[3]金健,洪劍泳.調(diào)水工程系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系研究[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì)，2007，13(4):260-262.

[4]謝成玉,王國志.對(duì)跨流域調(diào)水工程運(yùn)行管理體制的思考[J]. 中國水利，2013(20):11-12,46.

顏少清(1986-)，女，助理工程師，主要從事水利工程管理方面的工作。

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