王曉琴

（重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶402160）

1 渝西地區(qū)需水量的背景分析

重慶渝西地區(qū)位于嘉陵江、沱江和長江干流三大水系的分水嶺區(qū)域，含永川、銅梁、璧山、榮昌、大足等11個(gè)區(qū)縣，是成渝雙圈的重要組成部分，區(qū)域發(fā)展優(yōu)勢明顯，是未來重慶城鎮(zhèn)發(fā)展的重要方向。但區(qū)域內(nèi)河流源短流小，徑流年際年內(nèi)分布極不均勻，自產(chǎn)水資源人均僅703m3/人，水資源稟賦條件先天不足。隨著區(qū)域建設(shè)和社會(huì)發(fā)展，水資源的開發(fā)利用已達(dá)較高程度，超過了國際公認(rèn)的警戒線。近些年，來渝西出現(xiàn)城鎮(zhèn)與農(nóng)村爭水、生態(tài)環(huán)境用水被生產(chǎn)生活用水?dāng)D占，農(nóng)業(yè)灌溉用水保證率偏低，生態(tài)流量下泄不足，水生態(tài)環(huán)境日益突出的問題。預(yù)計(jì)到2030年，渝西地區(qū)生產(chǎn)生活需水總量達(dá)3.686×109m3，而目前渝西地區(qū)工程性缺水和水質(zhì)性缺水嚴(yán)重，區(qū)域水資源總量僅有5.5×109m3，人均水資源量僅581m3，在充分考慮節(jié)水和再生水利用之后，未來的生產(chǎn)生活需水仍缺1.484×109m3，水資源缺乏已經(jīng)成為制約渝西區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的頸瓶[1]。因此，必須依靠渝西地區(qū)周邊大江大河豐富的過境水資源來支撐發(fā)展的需要。

2 水資源的調(diào)配與工程性水源建設(shè)

2.1 渝西水資源的調(diào)配

渝西地形以平行嶺谷為主，缺水建設(shè)大型控制水庫的條件，目前已建成有蓄、引、提各類規(guī)模水源工程約4.68萬處，主要是以小型水庫和塘堰為主，大型水庫僅1座，中型水庫僅17座，骨干水源性工程少，而小型水庫和塘堰蓄調(diào)能力弱，控制灌溉面積小，抗旱調(diào)配能力弱，供水保障程度低，水資源調(diào)配能力嚴(yán)重不足。永川城區(qū)的用水主要源于孫家口水庫、松溉長江提水以及從臨江河城區(qū)河段抽水，農(nóng)業(yè)灌溉主要由臨江河上游關(guān)門山中型水庫供水，但在枯水期，關(guān)門山灌溉用水會(huì)調(diào)配至河道內(nèi)，補(bǔ)充城區(qū)河段需水。榮昌、大足城區(qū)用水主要依靠瀨溪河水系，瀨溪河水資源開發(fā)利用已到較高，未來的發(fā)展急需新的水資源調(diào)配入境。銅梁城區(qū)用水主要是瓊江，受上游用水的影響，水資源供需矛盾突出，水量保證率較低。江津目前依靠鯉魚石水廠以應(yīng)急過江管道供水，供水范圍和能力嚴(yán)重不匹配。璧山城區(qū)主要水源為壁南河小支流上的中小型水庫，沒有過境水源，水資源供需矛盾嚴(yán)重。沙坪壩、九龍坡主要水源為長江提水工程，但缺水應(yīng)急備用水源。潼南、北培、合川、江津雖有就近過境的河流取水，但受渝西地形、降水、河流分布的條件影響，均存在不同程度的水資源短缺問題。

渝西水資源的調(diào)配矛盾隨著長江經(jīng)濟(jì)帶和成渝雙圈戰(zhàn)略推進(jìn)日益突出，迫切需要實(shí)施渝西水資源配置工程。

2.2 渝西水資源配置工程建設(shè)

渝西水資源配置工程采取南片大集中、北區(qū)小組團(tuán)的總體布置方案[2]，工程建設(shè)包含水源工程、輸水工程和環(huán)境保護(hù)工程，通過新建長江、嘉陵江等提水工程向渝西城鄉(xiāng)供水，兼顧改善受水區(qū)河流生態(tài)環(huán)境用水。南片新建長江金剛沱泵站和嘉陵江草街泵站，由輸水管線和調(diào)蓄水庫形成長江、嘉陵江兩江互濟(jì)的水資源配置格局；北區(qū)采取就近分散從涪江、渠江提水的方式供水。工程新建1座重要節(jié)點(diǎn)工程圣中水庫，泵站20座，水庫二級(jí)提水泵站8座，輸水工程444.6km。

3 工程水資源的調(diào)配——以圣中水庫為例

3.1 工程水資源調(diào)配目標(biāo)

渝西水資源配置工程結(jié)合渝西當(dāng)?shù)厮垂こ搪?lián)合供水，2030年城鄉(xiāng)生活和工業(yè)供水保證率達(dá)到95%，農(nóng)業(yè)常規(guī)設(shè)計(jì)保證率75%，高效節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)保證率為85%，新建提水工程多年平均供水量規(guī)劃9.76×108m3，工程受水區(qū)涉及11個(gè)區(qū)，包含了永川（小安溪、長江）、璧山（璧北河、璧南河、梅江河）、九龍坡（長江、嘉陵江）、沙坪壩（中梁山以西）、江津（長江以北雙福、德感、西區(qū)）、榮昌（瀨溪河、清流河）、大足(瀨溪河、小安溪）、銅梁（涪江、小安溪）、潼南（涪江、瓊江）、合川（渠江、嘉陵江）、北碚（中梁山以西）共22個(gè)水資源計(jì)算小區(qū)。

3.2 節(jié)點(diǎn)工程圣中水庫的水資源調(diào)配措施

圣中水庫位于金剛河右岸支流獅子河下游，是渝西水資源配置工程新建的一座水庫，是重要節(jié)點(diǎn)工程，水庫正常蓄水位254m，死水位250.3m，校核水位255.02m，總庫容1.737×107m3，蓄水庫容1.656×107m3，死庫容1.376×107m3（含沉沙庫容782.4萬立方米），興利庫容2.80×106m3。從渝西水資源配置工程的總體布局和功能要求來看，圣中水庫水資源調(diào)配的主要措施為日調(diào)節(jié)、應(yīng)急備用和沉沙。日調(diào)節(jié)措施是通過預(yù)留2.30×106m3調(diào)節(jié)庫容，有效增強(qiáng)渝西水資源配置工程調(diào)度的靈活性，解決受長江徑流豐枯差異和上游梯級(jí)水庫調(diào)度影響，長江水位變幅較大導(dǎo)致金剛沱泵站抽水流量不穩(wěn)定的問題。應(yīng)急備用措施是以預(yù)留的2.80×106m3應(yīng)急備用庫容，優(yōu)先保障城市應(yīng)急供水，提高城市水污染應(yīng)急應(yīng)對(duì)能力，解決以長江提水的沙坪壩、九龍坡縉云山以西區(qū)域和江津長江以北區(qū)域沒有大中型水庫，缺乏應(yīng)急備用水源的問題。沉沙措施采用50年沉沙7.697×106m3的設(shè)計(jì)，解決長江原水高度渾濁對(duì)輸水設(shè)備、路線的破壞和淤塞等產(chǎn)生的運(yùn)行影響，保障渝西水資源配置工程安全供水和安全運(yùn)行。

3.3 可調(diào)控?fù)u擺式水利閘門設(shè)備技術(shù)在圣中水庫水資源調(diào)配措施中應(yīng)用的可行性分析

水資源配置的工程性水源中，常見的取水工程設(shè)備問題制約著水資源調(diào)配措施的發(fā)展。圣中水庫的取水建筑物包含取水口、控制閘以及輸水隧洞，其中控制閘分為工作閘和檢修閘。所涉及的是西片永川、大足、榮昌、銅梁大廟，東片沙坪壩、九龍坡、江津，兩大受水區(qū)水量變化對(duì)取水口的影響。因此通過在東西兩線分設(shè)取水口的基礎(chǔ)上改進(jìn)取水工作閘門設(shè)施，完善工作閘門的使用和管理，合理地對(duì)水資源進(jìn)行分配和利用，提高水資源調(diào)配措施，達(dá)到對(duì)雙線并舉取水流量總體控制要求，在日常調(diào)配措施上調(diào)節(jié)雙線用水的平衡，實(shí)現(xiàn)擋水、封水的效果，進(jìn)一步增強(qiáng)圣中水庫日調(diào)節(jié)、應(yīng)急備用和沉沙的作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，在渝西水資源日常調(diào)配措施基礎(chǔ)上，采用可調(diào)控?fù)u擺式水利閘門設(shè)備技術(shù)[3]，優(yōu)化圣中水庫工作閘門和檢修閘門設(shè)計(jì)，利用閘門基座頂部固定安裝的前支撐架和后支撐架，卡接軸承，在兩軸承內(nèi)壁安裝上轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸外壁前支撐架后端與推桿一端安裝從動(dòng)輪，在基座頂部位于前支撐桿后端安裝支撐座和伺服電機(jī)，電機(jī)輸出軸與從動(dòng)輪配合主動(dòng)輪，并以自動(dòng)調(diào)控器調(diào)節(jié)與電機(jī)電連接，基座上開設(shè)第一滑槽，滑槽左端內(nèi)腔頂部和底部安裝滑軌，位于基座中下部開設(shè)進(jìn)水口，并在內(nèi)腔滑動(dòng)安裝閘門，頂部和底部開設(shè)有與滑軌配合的第二滑槽，閘門右端中部與推桿另一端焊接。形成的閘門面積大于進(jìn)水口的面積，推桿（直桿和扇形桿）一體成型。通過自動(dòng)調(diào)控器、電機(jī)、推桿和閘門的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙線取水水流量進(jìn)行調(diào)配控制，達(dá)到有效地完成擋水和封水，解決普通閘門僅僅只能對(duì)水流量進(jìn)行總體控制，無法對(duì)水量進(jìn)行調(diào)配控制的問題，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在渝西水資源配置工程中的調(diào)配措施優(yōu)化，提高水資源利用效率。

4 思考與建議

渝西水資源配置，不是單一地滿足區(qū)域日常用水用量問題，水資源調(diào)配措施從渝西水資源配置工程建設(shè)開始就面對(duì)著與區(qū)域內(nèi)水資源共同調(diào)配的設(shè)計(jì)。因此渝西水資源配置原則上應(yīng)：第一，強(qiáng)化節(jié)水，實(shí)現(xiàn)用水總量和用水效率雙管控；第二，生態(tài)優(yōu)先，保障在必要時(shí)加大生態(tài)用水的調(diào)度確保生態(tài)流量的需求；第三，改進(jìn)設(shè)備配置，優(yōu)化設(shè)備、設(shè)施技術(shù)；第四，強(qiáng)化聯(lián)合調(diào)度，增強(qiáng)江河提水與區(qū)內(nèi)水庫聯(lián)動(dòng)，豐枯互補(bǔ)；第五，自足優(yōu)先，充分運(yùn)用區(qū)域內(nèi)已建和已規(guī)劃提水工程供城鎮(zhèn)用水，不足部分在新建提水工程中補(bǔ)充，形成雙向增益的效果。