山美水庫至惠女水庫引調水工程調度運行分析

顏少清

(泉州市山美水庫管理處，福建 泉州 362000)

?

山美水庫至惠女水庫引調水工程調度運行分析

顏少清

(泉州市山美水庫管理處，福建 泉州 362000)

山美水庫至惠女水庫引調水工程是泉州市七庫引調水工程的龍頭項目，文章針對工程特點，提出了類似引調水工程調度原則，根據調度原則擬定本工程引調水調度規則，并對聯合調度使水庫增加可調水量進行合理性分析，論證了工程實施的可行性和必要性。

引調水工程；調度；運行

泉州市是福建省經濟發展最快和最具活力的地區之一，經濟總量連續十幾年保持全省第一。由于水資源時空分布極不均勻，在人口密集、經濟發達的沿海地區，人均水資源量僅218 m1。為解決沿海地區區域性資源性缺水問題，泉州市提出實施七庫引調水工程的戰略舉措，通過天然河道及引調水工程將市域內7座大中型水庫連通起來，實現水資源的優化配置。

1　工程概況

山美水庫至惠女水庫引調水工程是七庫引調水工程的龍頭項目。工程位于南安市境內，總體布局示意圖如圖1所示，由進水口、輸水隧洞、輸水管道及出水口等工程組成，采用有壓重力流輸水，輸水線路總長18.526 km，其中4段隧洞長14.806 km，3段管道長3.72 km，額定引水流量12 m3/s，最大引水流量16 m3/s。工程建成后，惠女水庫多年平均可供水量將從0.71億m3提升至2.14億m3，供水能力從1.3 m3/s 提高至6.64 m3/s。

2　調度原則

為充分發揮工程運行調度效益，擬定調度規則應遵循下述原則[1]：一是不應影響上下游、左右岸的供水、防洪等，尤其不應損害供水范圍以外的區域的供水利益；二是綜合考慮工程費用和效益，盡可能增加供水研究范圍的可供水量；在滿足保證率的前提下，盡量加大惠女水庫供水能力，以減輕北干渠的供水壓力；三是綜合考慮供水研究范圍的可供水量盡量大和缺水過程盡量平緩的因素，確定山美水庫的最大供水任務；在供水研究范圍的新增供水效益得到保證的前提下，盡量減少引水量，以減輕對山美及其下游電站發電的影響。

3　調度規則擬定

山美水庫死水位 57.48 m，正常蓄水位96.48 m，汛限水位94.48 m，死庫容0.19億 m3，興利庫容4.53 億 m3，調洪庫容2.25億 m3，汛期4月1日—10月15日。惠女水庫死水位56.07 m，正常蓄水位75.75 m，汛限水位75.75 m3，死庫容0.12億 m3，興利庫容0.67 億 m3，汛期5月1日—10月15日[2]。

根據上述原則，擬定聯合調度規則如下:

(1)供水區(惠安縣、泉港區、臺商投資區)供水時，先用惠女水庫至洛陽橋閘區間天然徑流供水，不足時再通過北干渠調水線路利用山美水庫-金雞閘區間天然徑流供水(通過北干渠調水時需滿足晉江下游水量分配方案)。

(2)當惠女水庫至洛陽橋閘區間天然徑流和山美水庫-金雞閘區間天然徑流難以滿足供水區供水時，須動用水庫補水，優先動用惠女水庫供水，其次動用山美水庫通過山美水庫-金雞閘-北干渠線路長距離供水。

圖1　山美水庫至惠女水庫引調水工程總體布局示意圖

(3)對于惠女水庫而言，當供水區不需要惠女水庫供水時，惠女水庫僅泄放生態流量0.158 m3/s；當供水區需要惠女水庫供水時，惠女水庫補償供水，并以設計供水能力 6.64 m3/s作為供水上限，

(4)對于山美水庫而言，山美水庫為供水區供水次序的最后一級，當惠女水庫及其他水源均難以滿足供水區用水需求時，動用山美水庫通過山美水庫-金雞閘-北干渠線路長距離供水，根據山美水庫歷年實際運行情況并經復核優化，山美水庫以35 m3/s作為供水上限。

(5)對于山美水庫至惠女水庫引調水工程而言，因該線路長度短、輸水損失少、安全性高、自流節能，應盡可能充分利用惠女水庫閑置庫容引調水，設山美水庫水位為Z山美， 惠女水庫水位為Z惠女，山美水庫與惠女水庫水位差為ΔH，則ΔH=Z山美-Z惠女，山美水庫起引水位為78 m，惠女水庫停引水位為75.75 m，最大引水流量為16 m3/s。①當Z山美<78 m時，引水流量為0。②當Z山美>78 m時：若Z惠女>73 m時，引水流量為0；若Z惠女<73 m時，引水流量為ΔH對應的引水能力，最小為0，最大不能超過16 m3/s。

4　調度規則合理性分析

4.1聯合調度的供水次序合理性

根據前述調度規則，供水區各水源供水次序為：①供水區優先利用惠女水庫-洛陽橋閘區間天然徑流供水，因洛陽橋閘調蓄能力有限，為減少棄水應首先利用；②其次利用山美水庫-金雞閘區間天然徑流供水，該部分水量受金雞閘調蓄能力限制易成為棄水，為提高水資源利用程度應盡量利用，因該部分水量為外流域水量，其優先次序應低于供水區當地的惠女水庫-洛陽橋閘區間天然徑流；③再次為惠女水庫及惠女水庫引調水工程，其原因有二：一是當調節能力低的水量充分利用后，應動用供水區當地水源惠女水庫；二是惠女水庫引調水工程線路短、輸水損失少、安全性高、自流節能，充分利用該線路輸水還可利用惠女水庫閑置庫容減少山美水庫棄水；④最后是山美水庫，前述水源均不滿足供水區需求時，山美水庫作為調蓄能力最大的外流域多年調節水庫，作為供水區供水次序的最后一級保障較為合理[3]。

4.2山美水庫供水調度規模合理性

山美水庫現階段以供水為主，最小下泄流量為 14.76 m3/s，因此本工程山美水庫最小下泄流量以 14.76 m3/s計較為合理。對于山美水庫供水流量限制，考慮到金雞閘節點對山美水庫的供水需求尤其是枯水期一般較大，若山美水庫供水上限設定太高，會造成山美水庫很快放空，金雞閘節點在山美水庫放空后缺水較多、缺水過程線變幅較為劇烈，對生產生活影響較大。山美水庫供水上限設定太低，會造成山美水庫枯水期末仍有余水。本文擬定其供水上限 35 m3/s，可最大程度緩解缺水，并使金雞閘節點缺水過程平緩過渡。

4.3惠女水庫供水調度規模合理性

山美水庫至惠女水庫引調水工程建成后，惠女水庫供水能力應與其引水量和興利庫容相匹配，不宜太高或太低[4]。惠女水庫引水量和本流域來水量有限，其供水能力太高則導致惠女水庫缺水時段增加、缺水過程劇烈，太低則會造成惠女水庫棄水增多。惠女水庫多年平均來水流量為7.18 m3/s，扣除蒸發滲漏損失后多年平均出庫流量為 6.93 m3/s。經測算，當惠女水庫承擔 6.64 m3/s 供水任務時，其棄水較少、缺水時段較少，且供水 6.64 m3/s 的歷時保證率為97%，基本滿足供水要求，因此惠女水庫供水能力以6.64 m3/s 計較為合理。現階段惠女水庫最小下泄生態流量為0.158 m3/s，因此本工程惠女水庫最小下泄生態流量以 0.158 m3/s計較為合理，可保證生態用水需求。

4.4山美水庫至惠女水庫調度規模合理性分析

對于山美水庫起引水位，山美水庫進水口底板高程71.5 m，頂板高程75.4 m，因此山美水庫起引水位不應低于此水位。經計算，當山美水庫起引水位為76 m、78 m、80 m時，供水研究范圍分別新增供水 0.26億m3、0.31億m3、0.33億m3。分析可知，其起引水位為 80 m時，惠女水庫引水量較多，但惠女水庫調節能力有限，多引的水量多為棄水；當起引水位為 78 m時，惠女水庫引水量適中，惠女水庫調蓄潛力已得到較大程度挖掘。因此，擬定山美水庫起引水位為78 m。

5　結　語

山美水庫至惠女水庫引調水工程建成后，通過聯合調度，大幅減少山美水庫汛期泄洪，充分利用雨洪資源，承接上游彭村、龍門灘、山美水庫的水量，并由惠女水庫向大惠安地區供水，年均可增加調蓄水量1.55億m3，相當于新建一座大型水庫，將有力保障泉州市沿海片區生活生產用水和石化基地等大型工業企業用水需求。同時可實現泉港區、惠安縣、臺投區的雙通道供水。目前，該地區主要依靠湄南供水工程供水，水源單一，且該輸水管線已運行將近20 a，年久老化，一旦工程出險或上游水資源受污染，后果不堪設想。山美水庫至惠女水庫引調水工程建成后將徹底改變該地區水源單一的局面，極大提高應急供水保障能力。且通過封閉式管道供水，將有效解決原供水線路沿途污染問題，確保水質安全。

[1]黃澤鈞.調水工程對環境的影響分析[J]. 水科學與工程技術，2011(6)：27-29.

[2]趙立明,蔣云鐘,李波.流域水資源調配綜合評價系統的設計與實現[J]. 南水北調與水利科技， 2006，4(1):30-32.

[3]金健,洪劍泳.調水工程系統風險評價體系研究[J]. 水利科技與經濟，2007，13(4):260-262.

[4]謝成玉,王國志.對跨流域調水工程運行管理體制的思考[J]. 中國水利，2013(20):11-12,46.

顏少清(1986-)，女，助理工程師，主要從事水利工程管理方面的工作。

TV68

A

2096-0506(2016)09-0077-03