王瑩瑩，公緒英,丁照平,王成民

(1.山東省水利勘測設(shè)計院，山東 濟南 250000； 2.日照市日照水庫管理中心，山東 日照 276800)

0 引言

日照水庫為日照市三座大型水庫之一，距離日照市區(qū)較近，承擔著城市工業(yè)、城市居民生活供水以及農(nóng)田灌溉任務，對日照市區(qū)的生活生產(chǎn)用水發(fā)揮著重要作用。水庫興利調(diào)度根據(jù)對歷年來水、蓄水實況的分析，有計劃地對入庫徑流進行調(diào)蓄，充分利用水庫調(diào)蓄能力，盡可能滿足各用水部門的需水要求[1]。

1 工程概況

日照水庫位于日照市城西16 km傅疃河中上游，水庫控制流域面積548 km2，是一座以防洪、城鎮(zhèn)居民生活供水和工業(yè)供水為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大(2)型水庫。

日照水庫工程始建于1958年，2000年被鑒定為三類險庫，2005年對大壩安全鑒定存在的問題進行加固處理，2010年通過竣工驗收。2015年水庫增容工程批復實施，2018年印發(fā)了投入使用鑒定書。水庫工程級別為Ⅱ等，設(shè)計標準為100年一遇，校核標準為5000年一遇。水庫校核洪水位為46.95 m，設(shè)計總庫容3.356 9億m3，興利水位為43.30 m，興利庫容2.070 7億m3，死水位為46.95 m，死庫容0.075 1億m3。

2 興利調(diào)算計算

2.1 興利調(diào)度原則

根據(jù)日照水庫來水特征、沭水東調(diào)、三庫連通調(diào)水情況及城市供水、下游河道生態(tài)補水用水要求，結(jié)合水庫及受水區(qū)內(nèi)其他蓄水工程的調(diào)蓄能力，擬定水庫的供水調(diào)度方式。合理調(diào)配入庫水量和受水區(qū)當?shù)貜搅?，滿足城鎮(zhèn)居民生活供水、工業(yè)供水、下游河道生態(tài)補水、灌溉供水的用水需求。優(yōu)先保證供水保證率高的用水戶，即優(yōu)先保障城鎮(zhèn)居民生活用水、工業(yè)用水，其次為下游河道生態(tài)補水、灌溉用水。

2.2 興利調(diào)度工況

考慮到三庫連通工程的實施，本次興利調(diào)度考慮現(xiàn)狀及規(guī)劃兩種工況。不同工況下跨流域調(diào)水示意圖如圖1，圖2所示。

現(xiàn)狀工況沭水東調(diào)工程從青峰嶺水庫、仕陽水庫取水經(jīng)河道取水，在沭河莊科壩上匯合后通過沭水東調(diào)工程隧洞調(diào)水至傅疃河流域的日照水庫，經(jīng)日照水庫調(diào)蓄后向日照市城鎮(zhèn)居民生活及工業(yè)供水。

規(guī)劃工況非汛期三庫連通工程從青峰嶺水庫、仕陽水庫取水經(jīng)管道輸水，在大徐家莊村東匯合后通過沭水東調(diào)工程隧洞調(diào)水至傅疃河流域的日照水庫，經(jīng)日照水庫調(diào)蓄后向日照市城鎮(zhèn)居民生活及工業(yè)供水；汛期沭水東調(diào)工程利用河道輸水，將青峰嶺水庫、仕陽水庫、嶠山水庫棄水以及沭河區(qū)間來水在沭河莊科壩上匯合后通過已建沭水東調(diào)工程隧洞調(diào)水至傅疃河流域的日照水庫，經(jīng)日照水庫調(diào)蓄后向日照市城鎮(zhèn)居民生活及工業(yè)供水，其中嶠山水庫作為莒縣城市供水水源地，只考慮嶠山水庫汛期棄水匯入沭河作為可調(diào)水量。

2.3 日照水庫自身流域徑流量

1)日照天然徑流量還原計算。日照水庫設(shè)有水文站，具有長系列流量、水位及蓄水量觀測記錄，采用水文站實測資料根據(jù)水量平衡原理進行還原計算，經(jīng)分析計算，日照水庫多年平均天然徑流量為16 951萬m3。日照水庫多年平均逐月天然來水量見表1。

表1 日照水庫多年平均逐月天然徑流量 萬m3

2)日照水庫自身流域現(xiàn)狀工程下徑流分析計算?，F(xiàn)狀工程條件下的來水量，是在天然徑流量的基礎(chǔ)上，扣除現(xiàn)狀上游蓄水工程的蓄水量和用水量后的水量。日照水庫現(xiàn)狀工程條件下來水量由兩部分組成：一是上游水庫現(xiàn)狀來水經(jīng)調(diào)蓄后的下泄水量，另一部分是上游水庫—日照水庫區(qū)間現(xiàn)狀工程條件下的來水量。

經(jīng)計算，日照水庫現(xiàn)狀工程條件下的多年平均入庫年徑流量為15 400萬m3。日照水庫現(xiàn)狀工程條件下多年平均逐月入庫凈流量見表2。

表2 現(xiàn)狀條件下多年平均逐月入庫徑流成果表 萬m3

2.4 跨流域調(diào)入水量

在確保調(diào)出水流域下游河道基本生態(tài)用水以及灌區(qū)灌溉用水量的前提下，在日照水庫自身流域無棄水的情況下，將青峰嶺、仕陽的富余興利水及河道內(nèi)富余雨洪水資源調(diào)入日照水庫。

隨著水庫除險加固工程的實施及水文預報信息系統(tǒng)的完善，水庫調(diào)度控制運用技術(shù)不斷提高，水庫可實現(xiàn)全年興利水位控制。本次調(diào)算中，青峰嶺水庫根據(jù)水庫實際運行情況，控制水位采用161.00 m以外，其他各水庫的控制水位均為興利水位。確定調(diào)出區(qū)流域青峰嶺、仕陽水庫的生態(tài)供水量、城市供水量確定水庫可調(diào)限制庫容Vout，采用長系列變動時歷法進行調(diào)算，最終確定日照水庫的調(diào)入水量。不同工況下跨流域調(diào)入日照水庫水量見表3。

表3 不同工況下跨流域調(diào)入日照水庫多年平均逐月水量成果表 萬m3

2.5 各用水戶需水情況

目前日照水庫的用水戶主要是城市供水、下游河道生態(tài)需水、灌溉需水。

從水庫供水效益考慮，日照水庫調(diào)水限制水位43.30 m(興利水位)時供水效益最為顯著，但日照水庫調(diào)水限制水位太高也容易造成調(diào)水后日照水庫自身流域發(fā)生洪水時棄水的問題。本次按照日照水庫預留非汛期20年一遇洪水洪量2 193萬m3考慮，將其作為日照水庫調(diào)水限制庫容。經(jīng)分析，日照水庫調(diào)水限制庫容為19 265萬m3，相應水位為42.5 m。選定日照水庫調(diào)水限制水位42.50 m方案。日照城區(qū)需水量41.98萬m3/d，保證率為95%。

下游河道生態(tài)需水量采用Tennant法進行分析[2]，取日照水庫現(xiàn)狀工程條件下徑流量的10%計，即年需生態(tài)水量為1 540萬m3，月需水量為128.6萬m3。生態(tài)供水保證率按90%考慮。

日照水庫灌區(qū)現(xiàn)狀及規(guī)劃灌溉面積為1.8萬畝?？紤]到日照市水資源狀況及日照水庫灌區(qū)現(xiàn)狀，日照水庫灌溉面積按1.8萬畝進行調(diào)算。灌區(qū)多年平均灌溉凈定額為156.5 m3/畝。灌溉水利用系數(shù)取0.65。灌溉用水保證率取50%。

2.6 供水調(diào)節(jié)計算

通過長系列時歷法興利調(diào)節(jié)計算分析其可供水量及供水保證率。根據(jù)日照水庫站實測蒸發(fā)深資料。滲漏損失水量采用月平均庫容的1%計算。起調(diào)水位為死水位28.90 m，死庫容為751萬m3。調(diào)算后用最后一年的年末庫容作為起調(diào)庫容再進行調(diào)算，直至起調(diào)庫容與最后一年的年末庫容一致。日照水庫6月～9月上限水位采用相應汛期限制水位控制，其余月份上限水位采用興利水位控制，超過該水位則棄水。

2.7 興利調(diào)節(jié)計算結(jié)果

城鎮(zhèn)居民生活和工業(yè)供水，供水保證率為95%，供水時間為全年，現(xiàn)狀工況多年平均供水量15 107萬m3，規(guī)劃工況多年平均供水量15 052萬m3；下游河道生態(tài)補水，供水保證率為90%，當下游河道控制斷面低于最小生態(tài)流量時，水庫進行生態(tài)補水?，F(xiàn)狀工況和規(guī)劃工況多年平均供水量1 404萬m3；農(nóng)業(yè)灌溉供水，供水保證率50%，結(jié)合灌溉制度，水庫進行灌溉供水?，F(xiàn)狀工況多年平均供水量285萬m3，規(guī)劃工況多年平均供水量273萬m3。日照水庫興利調(diào)節(jié)計算成果表見表4。

表4 日照水庫興利調(diào)節(jié)計算成果表

2.8 興利調(diào)節(jié)計算調(diào)度分區(qū)

將各典型年的計算成果繪制在同一張縱坐標為庫水位、橫坐標為時間的圖中，各條線的下包線為初步確定的限制供水線，各條線的上包線為初步確定的加大供水線[3](見圖3，圖4)。

1)加大供水區(qū)(Ⅰ區(qū))：上限為正常蓄水位，下限為保證供水線。當水庫水位位于此區(qū)時，水庫可視需要加大城市、生態(tài)、灌溉供水量。

2)保證供水區(qū)(Ⅱ區(qū))：上限為保證供水線，下限為50%降低供水線。當水庫水位位于此區(qū)時，水庫按保證供水量方式供水。

3)50%降低供水區(qū)(Ⅲ區(qū))：上限為50%降低供水線，下限為90%降低供水線。當水庫水位位于此區(qū)時，水庫可視需要降低灌溉供水量。

4)90%降低供水區(qū)(Ⅳ區(qū))：上限為90%降低供水線，下限為95%降低供水線。當水庫水位位于此區(qū)時，水庫可視需要降低灌溉、生態(tài)供水量。

5)95%降低供水區(qū)(Ⅴ區(qū))：上限為95%降低供水線，下限為死水位。

3 結(jié)語

日照水庫有城市生活供水、工業(yè)供水、農(nóng)田灌溉、生態(tài)流量等多項供水任務，需協(xié)調(diào)不同供水任務，使得工程供水效益最大化。興利調(diào)度方案充分利用日照水庫自然流域來水和跨流域調(diào)水，提高日照供水保障能力。