董 凱

（撫順大伙房水庫(kù)發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧 撫順 113007）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源時(shí)空分布不均衡，河流汛期徑流量與枯期徑流量變幅較大，洪水期有大量棄水而枯水期可用水量相對(duì)短缺，形成枯水季節(jié)旱災(zāi)，汛期洪澇災(zāi)害的局面。水庫(kù)建設(shè)是解決水資源短缺與水資源供需矛盾的有效措施[1-3]。由于河流上水庫(kù)的水文特性、調(diào)節(jié)能力等差異性，在為用水戶供水時(shí)，通過(guò)水庫(kù)調(diào)蓄補(bǔ)償可以充分利用地表水資源，從而進(jìn)一步發(fā)揮水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度能力，解決用戶需水問(wèn)題。本文通過(guò)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度供水，優(yōu)先利用棕樹(shù)水庫(kù)，不足部分由洋坪水庫(kù)補(bǔ)充，分析水庫(kù)在保證農(nóng)田灌溉、農(nóng)村生活用水、生態(tài)環(huán)境用水的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)計(jì)算水庫(kù)向工業(yè)年供水49.92萬(wàn)m3的可行性和可靠性。

1 工程概況

洋坪水庫(kù)位于棕樹(shù)水庫(kù)下游，庫(kù)尾與棕樹(shù)水庫(kù)大壩下游相連，水庫(kù)建于三岔河支流千峰河左支洋坪河上，洋坪水庫(kù)壩址以上集水面積20 km2，棕樹(shù)水庫(kù)壩址以上集水面積18 km2，洋坪水庫(kù)至棕樹(shù)水庫(kù)區(qū)間集水面積2 km2。棕樹(shù)水庫(kù)是一座以灌溉為主兼有防洪任務(wù)的蓄水工程，總庫(kù)容290萬(wàn)m3，正常蓄水位1416.5 m，相應(yīng)庫(kù)容120萬(wàn)m3，興利調(diào)節(jié)庫(kù)容115萬(wàn)m3，死水位1410.0 m，死庫(kù)容5萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積4500畝。洋坪水庫(kù)是一座以灌溉為主兼有防洪任務(wù)的蓄水工程，總庫(kù)容88萬(wàn)m3，正常蓄水位1408.0 m，相應(yīng)庫(kù)容45萬(wàn)m3，興利調(diào)節(jié)庫(kù)容42萬(wàn)m3，死水位1403.6 m，死庫(kù)容3萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積846畝。

2 來(lái)水量分析

2.1 取水口以上來(lái)水量計(jì)算

水庫(kù)所在區(qū)域無(wú)水文監(jiān)測(cè)資料，按無(wú)實(shí)測(cè)資料地區(qū)方法計(jì)算，采用降水徑流頻率相應(yīng)法計(jì)算歷年設(shè)計(jì)徑流深[4]。利用安順氣象站1954年～2010年實(shí)測(cè)雨量資料進(jìn)行分析，采用頻率適線法得出多年平均年降雨量X=1330.3 mm，Cvx=0.18，Cs=2.0Cv。流域內(nèi)多年平均徑流系數(shù)a=0.50，計(jì)算徑流深Y=665 mm。

洋坪水庫(kù)壩址以上流域所在的區(qū)域面積20 km2，其中洋坪水庫(kù)至棕樹(shù)水庫(kù)區(qū)間面積2 km2，棕樹(shù)水庫(kù)以上集水面積18 km2，洋坪水庫(kù)多年平均來(lái)水量為1331萬(wàn)m3，占千峰河流域來(lái)水量的15.8%。棕樹(shù)水庫(kù)多年平均來(lái)水量為1198萬(wàn)m3，占千峰河流域來(lái)水量的14.2%。

2.2 不同保證率來(lái)水量計(jì)算

根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果，棕樹(shù)水庫(kù)多年平均來(lái)水量為1198萬(wàn)m3，棕樹(shù)至洋坪水庫(kù)區(qū)間多年平均來(lái)水量為133萬(wàn)m3，Cv=0.34，Cs/Cv=2進(jìn)行頻率計(jì)算，得到不同頻率的設(shè)計(jì)年來(lái)水量分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 棕樹(shù)水庫(kù)及棕樹(shù)至洋坪區(qū)間年徑流量與流量計(jì)算成果表

區(qū)域棕樹(shù)水庫(kù)以上頻率P(%) 50% 90% 95% 97% 多年平均年徑流量(萬(wàn)m3)1152.2 714.6 615.2 556.4 1198.0年流量(m3/s) 0.37 0.23 0.20 0.18 0.380棕樹(shù)與洋坪水庫(kù)區(qū)間年徑流量(萬(wàn)m3) 127.9 79.3 68.3 61.8 133.0年流量(m3/s) 0.04 0.03 0.02 0.02 0.042洋坪水庫(kù)以上年徑流量(萬(wàn)m3)1280.2 793.9 683.5 618.2 1331.0年流量(m3/s) 0.41 0.25 0.22 0.20 0.422

2.3 典型年選擇

棕樹(shù)水庫(kù)為年調(diào)節(jié)水庫(kù)，采用典型年法進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算[5]。典型年選擇時(shí)應(yīng)在1954年～2010年時(shí)段選擇。選擇典型年的原則主要是壩址處年來(lái)水量及枯水期來(lái)水量同設(shè)計(jì)保證率97%的年來(lái)水量及相應(yīng)的枯水期來(lái)水量接近。根據(jù)上述原則，1962年5月～1963年4月時(shí)段來(lái)水量過(guò)程作為97%的典型代表年來(lái)水過(guò)程，來(lái)水量過(guò)程見(jiàn)表2。

表2 洋坪水庫(kù)設(shè)計(jì)代表年97%保證率來(lái)水量過(guò)程表

3 用水量分析

3.1 生活及灌溉用水

根據(jù)流域內(nèi)生活、灌溉指標(biāo)及相應(yīng)用水定額，水庫(kù)取水口以上流域內(nèi)生活、生產(chǎn)用（耗）水量計(jì)算成果見(jiàn)表3。

表3 水庫(kù)取水口以上流域內(nèi)用水量表

3.2 生態(tài)用水

以多年平均來(lái)水量的10%作為生態(tài)用水，棕樹(shù)水庫(kù)年生態(tài)環(huán)境放水量為120萬(wàn)m3，洋坪水庫(kù)年生態(tài)環(huán)境放水量為133.1萬(wàn)m3。

3.3 灌溉區(qū)域用水

棕樹(shù)水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積4500畝，其中水田3000畝，旱地1500畝；水田復(fù)種指數(shù)1.8，旱地復(fù)種指數(shù)2.0，灌溉水利用系數(shù)0.71，則保證率97%的典型年灌溉用水量為91.84萬(wàn)m3。洋坪水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積846畝，全部為水田，水田復(fù)種指數(shù)1.8，灌溉水利用系數(shù)0.71，則保證率97%的典型年灌溉用水量為21.75萬(wàn)m3。因此，洋坪水庫(kù)及棕樹(shù)水庫(kù)保證率97%的灌溉用水量為113.59萬(wàn)m3。

3.4 工業(yè)用水

電廠夏季日最大取水量為1917.58 m3/d，日平均取水量為1665.12 m3/d；春秋季日最大取水量為1698.42 m3/d，日平均取水量為1474.55 m3/d；冬季日最大取水量為1425.27 m3/d，日平均取水量為1237.03 m3/d。年取水量為49.92萬(wàn)m3。

4 水庫(kù)聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算

4.1 計(jì)算方法與控制條件

（1）調(diào)節(jié)計(jì)算公式

根據(jù)水量平衡原理，典型年逐詢調(diào)節(jié)計(jì)算。調(diào)節(jié)計(jì)算公式為：

式中：Wi、Wi-1為第 i及 i-1月末水庫(kù)蓄水量；W天然為當(dāng)月上游區(qū)間天然來(lái)水量；W下泄為當(dāng)月上游棕樹(shù)水庫(kù)下放水量；W回為當(dāng)月上游棕樹(shù)～洋坪水庫(kù)區(qū)間來(lái)水量；W耗為當(dāng)月上游區(qū)間耗水量；W生態(tài)為當(dāng)月下游生態(tài)需水量；W用為當(dāng)月下游灌溉、人畜等用水量（下游用水已包含在水庫(kù)的供水范圍內(nèi)）；W損失為水庫(kù)損失量（包括水庫(kù)蒸發(fā)和滲漏，按照月始未庫(kù)容的1%計(jì)算）；W0為正常蓄水位相應(yīng)庫(kù)容；W棄為水庫(kù)當(dāng)月棄水量。

（2）調(diào)節(jié)計(jì)算邊界條件

優(yōu)先利用棕樹(shù)水庫(kù)，不足部分由洋坪水庫(kù)補(bǔ)充，以棕樹(shù)水庫(kù)、洋坪水庫(kù)的正常蓄水位起調(diào)，正常蓄水位庫(kù)容分別120萬(wàn)m3、45萬(wàn)m3。以水庫(kù)死水位作為調(diào)節(jié)水位下限。

4.2 調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果

結(jié)合水庫(kù)取水口處97%保證率的年來(lái)水量，在扣除上游耗水、灌溉用水及下游生態(tài)用水后，通過(guò)對(duì)水庫(kù)的調(diào)節(jié)計(jì)算，在97%保證率來(lái)水量條件下，從正常蓄水位起調(diào)，通過(guò)棕樹(shù)水庫(kù)、洋坪水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度供水，完全可以滿足電廠年取水量49.92萬(wàn)m3的要求，詳見(jiàn)表4、表5。

表4 棕樹(shù)水庫(kù)97%保證率可供水量調(diào)節(jié)計(jì)算表 單位：萬(wàn)m3

由表4可知，典型年97%保證率情況下棕樹(shù)水庫(kù)來(lái)水量544萬(wàn)m3，扣除上游耗水量、灌溉用水量及水庫(kù)蒸發(fā)滲漏損失，水庫(kù)可利用量369.21萬(wàn)m3。為保證水庫(kù)下游河道的生態(tài)平衡，水庫(kù)為下游生態(tài)放水120萬(wàn)m3，經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄后，下泄水量412.73萬(wàn)m3，作為洋坪水庫(kù)的一部分來(lái)水量。

表5 洋坪水庫(kù)P=97%可供水量調(diào)節(jié)計(jì)算表 單位：萬(wàn)m3

由表5可知，典型年97%保證率情況下棕樹(shù)水庫(kù)來(lái)水量包括區(qū)間來(lái)水量與棕樹(shù)水庫(kù)下泄水量，總來(lái)水量472.73萬(wàn)m3，扣除灌溉用水量及水庫(kù)蒸發(fā)滲漏損失，水庫(kù)可利用量441.54萬(wàn)m3，水庫(kù)為下游生態(tài)放水量133.1萬(wàn)m3。經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算后，洋坪水庫(kù)年可供水水量能夠滿足工業(yè)年取水量49.92萬(wàn)m3的要求，取水量是可以得到保證的。

5 結(jié)論

通過(guò)棕樹(shù)水庫(kù)、洋坪水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度供水調(diào)節(jié)計(jì)算與分析，來(lái)水量在扣除灌溉、生態(tài)、農(nóng)村生活用水后，在97%保證率情況下年可供水水量大于工業(yè)年取水量，滿足工業(yè)的取水要求，計(jì)算結(jié)果與水庫(kù)實(shí)際運(yùn)行情況相符。由于是水庫(kù)間的聯(lián)合調(diào)度，在洋坪水庫(kù)取水時(shí)，需要從棕樹(shù)水庫(kù)下放水補(bǔ)給，在下放棕樹(shù)水庫(kù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)取水情況來(lái)合理調(diào)度利用水資源，使水資源得到充分的利用，對(duì)工業(yè)用戶取水具有指導(dǎo)作用。