跨流域調(diào)水方式的分析與比選

王國卿

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽　110166）

跨流域調(diào)水方式的分析與比選

王國卿

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽110166）

大伙房水庫輸水工程引水部分涉及多座水庫與長距離輸水隧洞，形成了復(fù)雜的引水調(diào)度系統(tǒng)。本文結(jié)合工程實(shí)際，提出均勻引水和集中引水兩種方式，并通過計(jì)算，對兩種方式在工程運(yùn)行不同時期的優(yōu)劣進(jìn)行分析。

輸水工程；跨流域；調(diào)水方式

1　引言

大伙房水庫輸水工程是遼寧省“十五”“十一五”期間重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，是為解決遼寧省中部地區(qū)的撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦、大連等城市工業(yè)和居民生活用水的大型跨流域調(diào)水工程。

該工程利用上游水庫的發(fā)電尾水，引入西江電站和鳳鳴電站，調(diào)節(jié)后經(jīng)長距離輸水隧洞自流至蘇子河，匯入大伙房水庫。大伙房水庫反調(diào)節(jié)后，向遼寧中部地區(qū)城市供水。由于沿線多座水庫電站及水利設(shè)施的介入，使得引水工程形成了一個復(fù)雜的系統(tǒng)。它既要保證引供平衡，還要考慮大伙房水庫的運(yùn)行，同時也要兼顧對沿線各電站發(fā)電的影響。因此，在滿足諸多情況的前提下，如何恰當(dāng)?shù)倪x用引水調(diào)度方式是一個十分關(guān)鍵的問題。

2　調(diào)水原則

a.按需定供，即調(diào)入?yún)^(qū)需要該工程補(bǔ)充的水量，通過該工程調(diào)入，在滿足調(diào)入?yún)^(qū)需水的同時，不過多減少鳳鳴水庫和下游梯級電站的發(fā)電量。

b.調(diào)出區(qū)的西江和鳳鳴水庫對桓仁發(fā)電下泄的日不均勻流量過程進(jìn)行反調(diào)節(jié)，兩庫需留有日調(diào)節(jié)庫容，不同的最大引水流量所需的日調(diào)節(jié)庫容不同。

c.滿足鳳鳴水庫下游生態(tài)環(huán)境需水要求，最小下泄流量為2.7m3/s。

d.利用大伙房水庫對調(diào)入徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)，大伙房水庫正常蓄水位131.50m，死水位108.00m，汛期（7月1日—9月10日）限制水位126.40m，計(jì)算時考慮大伙房水庫流域的來水。

e.初期調(diào)水期間，由于調(diào)入?yún)^(qū)需水未達(dá)到設(shè)計(jì)水平年需水量，所需大伙房調(diào)節(jié)庫容相對較小，可適當(dāng)抬高大伙房水庫最低運(yùn)用水位，以增加下游水頭。

3　調(diào)水方式的比選

3.1均勻調(diào)水方式

按照調(diào)入?yún)^(qū)年水量情況，確定該工程的年調(diào)水量，試算最大取水流量，假定該方式的調(diào)水運(yùn)行時間為全年。當(dāng)供水率低于40%（該工程取水口年取水量小于7.8 億m3）時，西江、鳳鳴兩庫現(xiàn)狀調(diào)節(jié)庫容為300萬m3，不改變兩庫現(xiàn)狀運(yùn)行方式即可滿足取水要求；當(dāng)供水率大于40%時，所需兩庫日調(diào)節(jié)庫容逐漸增大，設(shè)計(jì)水平年時所需最大日調(diào)節(jié)庫容為605萬m3。該方式對于隧洞等工程檢修基本無時間保證。計(jì)算結(jié)果如表1所列。

表1　均勻調(diào)水方式水量計(jì)算

3.2集中調(diào)水方式

按照調(diào)入?yún)^(qū)年需水情況，算出大伙房水庫控制水位，當(dāng)水庫水位高于控制水位時不調(diào)水。該工程設(shè)計(jì)最大取水量為70m3/s，當(dāng)供水率為30%（年取水量5.05億m3）時，不調(diào)水時間達(dá)205d；當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時，不調(diào)水時間達(dá)35d。集中調(diào)水方式，對于隧洞等工程檢修有時間保證；但在調(diào)水初期，西江、鳳鳴兩庫所需最大日調(diào)節(jié)庫容為605萬m3，近期需調(diào)整水庫運(yùn)行方式，對電站發(fā)電不利。計(jì)算結(jié)果見表2所列。

表2　集中調(diào)水方式水量計(jì)算

從以上兩種調(diào)水方式的計(jì)算結(jié)果可以看出，二者各具特點(diǎn)，在供水的不同階段可選擇性的使用不同的引水調(diào)度方式，以期達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的目的。就整體而言，集中調(diào)水方式優(yōu)于均勻調(diào)水方式。圖1為兩種調(diào)水方式在不同供水率下引水水量的對比。

圖1　兩種調(diào)水方式引水量對比

4　集中式引水方式的應(yīng)用及實(shí)踐

大伙房水庫輸水工程在實(shí)際調(diào)度運(yùn)行過程中，按照集中引水方式，即根據(jù)調(diào)入?yún)^(qū)年需水情況，算出大伙房水庫控制水位。當(dāng)水庫水位高于控制水位時不調(diào)水，低于控制水位時集中連續(xù)調(diào)水。該工程設(shè)計(jì)最大取水量為70m3/s，當(dāng)供水率為30%（年取水量5.05億m3）時，不調(diào)水時間可達(dá)205d；當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時，不調(diào)水時間達(dá)35d。工程自完工投入運(yùn)行至今，2012—2014年間均有調(diào)水，各年份的調(diào)水情況分布見圖2所示。

圖2　2012—2014年調(diào)水情況分布

根據(jù)設(shè)計(jì)水平年鳳鳴水庫徑流資料，遇豐水年和平水年時，該工程取水口最大取水流量采用設(shè)計(jì)流量70m3/s，供水率按30%（取水口年取水量5.05億m3）估算，引水時間為4—6月；遇枯水年時，引水時間為4—8月。2012年引水只在非汛期（9月11日—6月30日）進(jìn)行，累計(jì)引水44766萬m3，共引水78d。2013年，遼寧地區(qū)多雨，撫順等地在汛期發(fā)生洪澇災(zāi)害，本年度基本無引水。2014年，汛期（7月1日—9月10日）和非汛期均有引水，共引水177d，累計(jì)引水達(dá)73861萬m3，供水率為40.8%，有效緩解了2014年遼寧中部地區(qū)的旱情，發(fā)揮了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

5　結(jié)語

a.根據(jù)設(shè)計(jì)水平年鳳鳴水庫徑流資料，遇豐水年和平水年時，該工程取水口最大取水流量采用設(shè)計(jì)流量70m3/s，供水率按30%（取水口年取水量5.05億m3）估算，引水時間為4—6月；遇枯水年時，引水時間為4—8月。如果減小最大引水流量，則引水時間相應(yīng)延長。

b.在工程運(yùn)行初期，供水量較小，采用集中式調(diào)水優(yōu)勢明顯，可大幅縮短引水的天數(shù)，節(jié)約運(yùn)行成本；隨著供水率的增大，集中調(diào)水方式的運(yùn)行天數(shù)不斷增加，在滿負(fù)供水的情況下，集中調(diào)水方式下一年中只有35d不運(yùn)行。

c.采用均勻調(diào)水方式，引水量相對充足（見圖1所示），基本無需利用大伙房水庫的自有水量實(shí)現(xiàn)供水，且在供水率低于40%時，西江、鳳鳴兩庫現(xiàn)狀調(diào)節(jié)庫容為300萬m3，大于40%時，設(shè)計(jì)水平年所需最大日調(diào)節(jié)庫容為605萬m3。在集中調(diào)水方式下，調(diào)水初期，西江、鳳鳴兩庫所需最大日調(diào)節(jié)庫容即為605萬m3，對電站的發(fā)電不利。

d.集中式調(diào)水較均勻式調(diào)水而言，對大伙房水庫的庫容更具有調(diào)節(jié)作用，它可充分考慮大伙房水庫的當(dāng)前水位和水量，通過供引實(shí)現(xiàn)平衡，控制大伙房水庫的水位，更好的發(fā)揮水庫興利防洪的作用。■

［1］邵東國.跨流域調(diào)水工程規(guī)劃調(diào)度決策理論與應(yīng)用［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2001.

［2］韓義超，李波，艾明巖.大伙房水庫輸水工程興利調(diào)度研究［J］.調(diào)水工程應(yīng)用技術(shù)研究與實(shí)踐，2009（1）:138-143.

［3］王吉勇.跨流域調(diào)水水庫的聯(lián)接方式探討［J］.水利建設(shè)與管理，2008（9）:92-93.

Analysis and comparison of inter-basin water diversion mode

WANG Guoqing
（Liaoning Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project Construction Bureau，Shenyang 110166，China）

Water diversion part in Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project is related to many reservoirs and longdistance water diversion scheduling systems.Complex diversion scheduling system is formed.In the paper，engineering practice is combined to propose two modes of uniform water diversion and concentrated water diversion.The advantages and disadvantages of two modes in project operation at different stages are analyzed.

water conveyance project；inter-basin；water diversion mode

TV68

B

1005-4774（2016）05-0065-03

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.05.017