張彥東,樊祥船,陶曉磊,張軼臣
文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合興利調(diào)度方案探析
張彥東,樊祥船,陶曉磊,張軼臣
(中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司,吉林長春 130021)
引綽濟遼工程建成后,通過文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度,可優(yōu)化綽爾河流域的水資源配置,提高河道生態(tài)用水保障程度,提高區(qū)域供水能力,保證在滿足本流域各業(yè)用水的前提下向外流域調(diào)水,實現(xiàn)工程效益最大化,文章對文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合興利調(diào)度方案進行了初步研究,并對聯(lián)合調(diào)度效果進行了初步分析。
文得根水庫;綽勒水庫;聯(lián)合調(diào)度;供水保障;引綽濟遼
綽爾河發(fā)源于大興安嶺山脈的吉爾達(dá)山,跨內(nèi)蒙古、黑龍江兩省區(qū),流經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)牙克石市、扎蘭屯市、科右前旗、扎賚特旗,黑龍江省龍江縣、泰來縣,在江橋水文站上游9 km處匯入嫩江,全長501.7 km,流域總面積為17 736 km2,總落差907 m。綽爾河流域多年平均徑流量為20.89×108m3。
文得根水利樞紐工程地處嫩江支流綽爾河流域中游,壩址位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟扎賚特旗音德爾鎮(zhèn)上游90 km處,是綽爾河流域的骨干性控制工程,是引綽濟遼工程的水源工程。正常蓄水位377 m,死水位351 m,總庫容19.64×108m3,興利庫容15.18×108m3,電站裝機容量36 MW,其開發(fā)任務(wù)為自綽爾河引水至西遼河,向沿線城市和工業(yè)園區(qū)供水,結(jié)合灌溉,兼顧發(fā)電等綜合利用。
綽勒水利樞紐工程地處于綽爾河中下游交接處,壩址位于興安盟扎賚特旗音德爾鎮(zhèn)上游20 km處,是綽爾河流域內(nèi)已建成的一座大型水庫。正常蓄水位230.5 m,死水位223.8 m,總庫容2.6×108m3,興利庫容 1.54×108m3,防洪庫容 0.31×108m3,電站裝機10.5 MW,工程建設(shè)的主要任務(wù)以灌溉為主,結(jié)合防洪、發(fā)電等綜合利用。
引綽濟遼工程建成后,通過文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度,優(yōu)化綽爾河流域的水資源配置,提高河道生態(tài)用水保障程度,提高區(qū)域供水能力,保證在滿足本流域各業(yè)用水的前提下向外流域調(diào)水,實現(xiàn)工程效益最大化。
1)根據(jù)綽爾河已建及新建工程特點,由調(diào)節(jié)能力強的文得根水庫補充調(diào)節(jié)能力弱的綽勒水庫;
2)充分考慮綽爾河流域生活、生態(tài)、生產(chǎn)的需求,加強水量應(yīng)急調(diào)度能力;
3)根據(jù)綽勒水庫以下區(qū)間徑流、農(nóng)業(yè)灌溉用水及生態(tài)用水要求進行供需平衡計算,平衡缺水作為綽勒水庫的供水目標(biāo);
4)以文得根至綽勒水庫區(qū)間徑流作為綽勒水庫的入庫徑流,對綽勒水庫進行調(diào)節(jié)計算,下游缺水由文得根水庫進行補償;
5)文得根水庫在滿足綽爾河流域生活、生態(tài)、生產(chǎn)用水的前提下,向外流域調(diào)水,當(dāng)連續(xù)枯水年,文得根水庫入庫流量小于生態(tài)流量時,水庫不蓄水,按照來流下泄。
1)采用長系列法進行水庫調(diào)節(jié)計算,文得根水庫、綽勒水庫聯(lián)合調(diào)節(jié),向外流域調(diào)水按照本地區(qū)生活、生態(tài)、生產(chǎn)用水優(yōu)先的原則,在滿足本流域三生用水的前提下,向外流域調(diào)水;
2)綽爾河流域農(nóng)業(yè)灌溉的保證率為75%,破壞深度為正常供水的50%;
3)根據(jù)綽爾河敏感目標(biāo)及其生態(tài)需水要求,結(jié)合自然水文情勢過程,以及近10年實測日流量過程,確定綽爾河文得根壩下河段生態(tài)流量過程,見表1。
表1 綽爾河文得根壩下河段生態(tài)流量m3/s
2.2.1 文得根水庫
引綽濟遼工程是在滿足本流域生活、生態(tài)、生產(chǎn)用水的前提下,向外流域調(diào)水,引綽濟遼調(diào)水控制的啟動條件,以綽爾河上游來流和文得根水庫水位的組合信號進行判斷。文得根水庫興利調(diào)度圖,見圖1。
圖1 文得根水庫興利調(diào)度圖
1)當(dāng)水庫水位位于保證供水區(qū)時,下游農(nóng)業(yè)及生態(tài)正常供水,調(diào)水流量為15.48 m3/s,不啟動紅線控制;
2)當(dāng)水庫水位位于減少供水Ⅰ區(qū),此時,文得根下游農(nóng)業(yè)按需水的50%供水,調(diào)水相應(yīng)減少,調(diào)水流量為12.26 m3/s;
3)當(dāng)水庫水位位于減少供水Ⅱ區(qū),水位在死水位以上時,文得根下游農(nóng)業(yè)按需水的50%供水,為減小對下游生態(tài)的影響,調(diào)水進一步減少,調(diào)水流量為5.03 m3/s;
4)當(dāng)水庫水位位于減少供水Ⅱ區(qū),且水位接近死水位,當(dāng)提前3 d水文預(yù)報來流量大于下游農(nóng)業(yè)用水要求的50%及生態(tài)控制流量時,調(diào)水流量為5.03 m3/s;
5)當(dāng)水庫水位位于減少供水Ⅱ區(qū),且水位接近死水位,當(dāng)提前3 d水文預(yù)報來流量小于下游農(nóng)業(yè)用水要求50%或生態(tài)控制流量時,停止調(diào)水。
實際運行中,可根據(jù)積累的經(jīng)驗對起動條件進行優(yōu)化調(diào)整。
2.2.2 綽勒水庫
綽勒水庫的主要任務(wù)以灌溉為主,結(jié)合防洪、發(fā)電等綜合利用,在滿足下游防洪要求的前提下,其調(diào)度運行的一般原則是:
1)當(dāng)綽勒水庫在死水位以上運行時,綽勒水庫根據(jù)下游需水要求進行放流。當(dāng)水位低于正常蓄水位時,根據(jù)來水及用水情況進行蓄水;當(dāng)水庫達(dá)到正常蓄水位,并且來水仍大于下游供水要求時,水庫棄水。
2)若綽勒水庫水位已降至死水位,且水庫來水小于下游供水要求時,綽勒水庫維持死水位,下游供水不足部分由文得根水庫補足。
2.3 水庫聯(lián)合調(diào)度原則
綽爾河流域農(nóng)業(yè)灌溉用水主要集中在綽勒水庫下游,聯(lián)合調(diào)度文得根水庫和綽勒水庫,充分利用文得根水庫的多年調(diào)節(jié)性能及綽勒水庫的反調(diào)節(jié)功能。文得根水庫根據(jù)綽勒水庫調(diào)節(jié)情況進行補償調(diào)節(jié),提高下游供水的保證程度。水庫聯(lián)合調(diào)度運行一般原則是:
1)首先由綽勒水庫根據(jù)下游需求進行調(diào)節(jié),當(dāng)綽勒水位在死水位以上運行時,文得根水庫按滿足壩下河段生態(tài)流量放流,多余水量蓄入庫中。
2)當(dāng)綽勒水庫降至死水位,供水不足時,文得根水庫按壩下河段生態(tài)流量及綽勒水庫調(diào)節(jié)缺水放流。
3)在文得根水庫滿足下游用水的前提下,向外流域調(diào)水,當(dāng)文得根水庫降至死水位,且水庫來水小于下游用水要求時,水庫停止調(diào)水。
聯(lián)合調(diào)度文得根水庫和綽勒水庫,充分利用文得根水庫的多年調(diào)節(jié)性能及綽勒水庫的反調(diào)節(jié)功能。文得根水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,調(diào)節(jié)庫容15.18億m3,在一般的偏枯年份或枯水年,聯(lián)合調(diào)度綽勒水庫對下游生態(tài)及農(nóng)業(yè)供水的作用不大,但是在連續(xù)枯水年時,充分利用綽勒水庫的1.54億m3調(diào)節(jié)庫容,對下游生態(tài)及農(nóng)業(yè)供水有著顯著作用。
分析連續(xù)枯水年條件下,文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度對下游生態(tài)流量保障的貢獻(xiàn)。工況一,在連續(xù)枯水年(1999—2004年),文得根正常蓄水位377 m,文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度,在滿足供水保證率條件下,可保障下游生態(tài)流量及農(nóng)業(yè)用水要求。工況二,在連續(xù)枯水年(1999—2004年),文得根正常蓄水位377 m,在滿足供水保證率條件下,如不考慮綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度,經(jīng)調(diào)節(jié)計算,在連續(xù)枯水年中有19個月生態(tài)流量得不到滿足,其中有4個月存在河口段面斷流的情況,并且農(nóng)業(yè)灌溉用水也不能完全滿足。
在文得根水庫正常蓄水位377 m時,文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)節(jié),在連續(xù)枯水年當(dāng)天然來水小于生態(tài)控制流量時,按天然來水下泄,按此原則控制的前提下,受水區(qū)供水保證率及文得根下游農(nóng)業(yè)用水剛剛能夠滿足,如繼續(xù)降低文得根水庫的正常蓄水位,則供水保證率及生態(tài)均得不到滿足。
引綽濟遼工程建成后,通過文得根水庫與綽勒水庫聯(lián)合調(diào)度,對于優(yōu)化綽爾河流域的水資源配置,提高河道生態(tài)用水保障程度,提高區(qū)域供水能力,有著重要作用,可以保證在滿足本流域各業(yè)用水的前提下向外流域調(diào)水,實現(xiàn)工程效益最大化。
TV68 < class="emphasis_bold"> [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B
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1002—0624(2017)12—0039—03
2017-07-08