秦鏡水庫工程引水用水分析

顧宏梅

【摘 要】秦鏡水庫是一個利用現狀已有的跨流域引水工程將原來無調節的水量引入水庫中進行調節后，再向陸川縣城區供水和對九洲江流域進行生態補水的中型水庫工程。九洲江流域水資源量缺乏，現狀的引水工程已有向九洲江流域補水的作用。秦鏡水庫建設后，既能保證供水規模，又不影響現狀引水工程的有效生態補水量，還能增加九洲江流域的有效生態補水量。水庫如何引水、補水是文章分析和研究的核心，分析成果可為秦鏡水庫工程的設計和運行調度提供參考。

【關鍵詞】水資源；生態補水；跨流域引水

【中圖分類號】TV697.12 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）02-0108-03

1 工程概況

擬建的秦鏡水庫位于九洲江源頭，水庫壩址位于陸川縣沙坡鎮秦鏡村，距陸川縣城區約7.5 km，水庫距離九洲江與北流河支流六麻河分水嶺較近，壩址以上控制集雨面積為1.29 km2，正常蓄水位為179 m，總庫容為1 049萬m3，興利庫容為921萬m3，死庫容為50萬m3，水庫本庫多年平均來水量僅為150萬m3。根據《粵桂兩省區九洲江流域水污染防治規劃》，秦鏡水庫功能主要以供水和生態補水為主。秦鏡水庫本庫集雨面積較小，來水量少。而現狀文龍電站引水渠從水庫庫區內穿過，文龍電站引水工程是一個以發電為主要功能的水利工程，電站發電廠房位于九洲江流域的陸川縣城東北部，其引水水源則位于北流河支流六麻河，屬跨水系引水式電站，由文龍水庫和榕江壩共同蓄水調度。榕江壩位于六麻河干流上的沙坡鎮仙山村處，引水工程通過4 km渠道將榕江壩來水引到文龍徑隧洞進口；文龍水庫的水量經壩后電站發電后也匯至文龍徑隧洞進口處，經長1 890 m文龍徑隧洞后，接10.81 km的渠道（隧洞、渡槽）引水至壓力前池，再由148 m的壓力鋼管引至文龍電站廠房發電，發電尾水流入九洲江。秦鏡水庫工程建設后，可利用穿過庫區的文龍電站引水渠放水入秦鏡水庫進行調節后再供向陸川縣城區。秦鏡水庫和文龍電站引水工程示意圖如圖1所示。

九洲江是流經粵桂兩省（區）的獨流入海河流，發源于廣西玉林市陸川縣沙坡鎮秦鏡村文龍徑分水坳，流經陸川縣的沙坡鎮、陸川縣城區、大橋鎮、烏石鎮、灘面鄉、良田鎮、古城鎮，博白的寧潭鎮、文地鎮，最后于盤龍出境注入廣東省的鶴地水庫，經廣東廉江安鋪流入北部灣。九洲江是流經粵桂兩省的重要跨界河流，也是廣東湛江市和廣西玉林市沿河鄉鎮的重要供水水源。流域內雖降雨豐富，但水資源時空分布不均、水利工程調蓄能力差、人均水資源量少，水資源量分布與人口密度的分布極為不協調，受人口快速增長、城鎮化進程的不斷加快、傳統畜禽養殖業迅猛發展及人為活動的日益加劇，流域內排污量激增，導致九洲江流域水質受到不同程度的污染，鶴地水庫水質保障形勢嚴峻。秦鏡水庫的建設的目的就是要緩解九洲江流域陸川縣城區供用水緊張和補充九洲江河道生態用水，增加九洲江河道水生態環境容量，改善區域水環境質量。

2 水庫引水存在的問題和解決方案

秦鏡水庫的工程任務之一為九洲江河道生態補水，其引水水源主要來自現狀文龍引水工程，扣除下放河道生態用水和渠道滲漏損失水量，文龍引水工程多年平均引入九洲江流域的水量約3 489萬m3，該工程現狀已有對九洲江河道的生態補水功能，只是文龍引水工程調蓄能力較差，汛期引水量大，枯水期引水量小，現狀對九洲江流域的有效生態補水量不大。如果直接將文龍電站全部來水都引入秦鏡水庫中，不僅會造成水能資源的浪費，還會影響秦鏡水庫的建設規模和建設成本，破壞九洲江流域現狀的有效生態補水量。因此，新建的秦鏡水庫不能完全把文龍電站引水工程的全部引水量均引入水庫中作調節，只能將其豐水期對九洲江流域無效補水的那部分來水引入水庫中進行供水和生態補水。

大于九洲江陸川縣城區河段生態需水量的來水即為無效的生態補水。根據《廣西珠江流域重要江河湖泊水功能區納污能力核定和分階段限排總量控制方案》中2020年和2030年九洲江流域的入河污染物限排量，分別計算了陸川縣城區河段的九洲江陸川工業農業用水區出口斷面處（大垌水閘）2020年和2030年的最小生態需水流量，分別為3.62 m3/s和2.42 m3/s。因此，近期2020年當大垌水閘斷面處流量大于3.62 m3/s時，文龍電站引水工程多余的引水量對九洲江流域的補水為無效生態補水，此時可保持大垌水閘處的過流量為3.62 m3/s，將文龍引水工程多余流量引入秦鏡水庫中，直至水庫蓄滿后不再引水，當大垌水閘斷面處流量小于3.62 m3/s時，秦鏡水庫不引水；遠期2030年當大垌水閘斷面處流量大于2.42 m3/s時，文龍電站引水工程多余的引水量對九洲江流域的補水為無效生態補水，此時可保持大垌水閘處的過流量為2.42 m3/s，將文龍引水工程多余流量引入秦鏡水庫中，直至水庫蓄滿后不再引水，當大垌水閘斷面處流量小于2.42 m3/s時，秦鏡水庫不引水；秦鏡水庫不引水時，來水仍可以沿現狀渠道流至文龍電站進行發電，發電尾水流入九洲江河道中。根據以上原則，經計算分析，文龍電站引水工程中，2020年能被引入秦鏡水庫的水量約2 085萬m3，2030年能被引入秦鏡水庫的水量約2 623萬m3。

3 水庫生態補水存在的問題和解決方案

秦鏡水庫所引用的水量為汛期文龍電站對九洲江流域的無效生態補水量，因此入秦鏡水庫的水量年內分配更不均勻，引水量主要集中在汛期的幾個月，考慮到九洲江流域水資源量緊缺，陸川縣城區供水缺口較大，供水保證率要求為95%，經試算分析，秦鏡水庫豐水期（4～9月）供水規模為5萬m3/d，而枯水期（10～次年3月）供水規模為2萬m3/d，年平均供水量為853萬m3/年，余水作為生態補水量。

陸川縣城區河段2020年和2030年的生態需水流量分別為3.62 m3/s和2.42 m3/s，經計算分析在P=50%年份，陸川縣大垌水閘處2020年和2030年的生態需水量分別為3 708萬m3和1 416萬m3，遭遇枯水年份則生態需水量更大。而秦鏡水庫庫容有限，雖然2020年能被引入秦鏡水庫的水量約2 085萬m3，2030年能被引入秦鏡水庫的水量約2 623萬m3，但這些水量未必能完全被水庫充分利用，汛期當水庫蓄滿之后，為了充分利用水能資源，這部分無效的生態補水量也只能通過文龍電站發電后流入九洲江。秦鏡水庫供水任務重，供水保證率高，九洲江陸川縣城區河段所需的生態補水量大，秦鏡水庫無法滿足其所需的全部生態需水量，只能根據水庫能力盡量補充，以供定需。然而，到底在什么情況下秦鏡水庫應該給下游下放生態用水？生態用水量下放多少合適？是需要反復計算的難題，需要找到一個平衡點，明確當陸川縣城區河段流量小于某個流量時就放水補充河道生態用水，這個流量定得太大會影響水庫的供水保證率，并且使秦鏡水庫在某一個月補水后，再無補水能力補充其余月份的生態用水，對增加九洲江流域水生態環境容量的幫助不大；但這個流量定得太小又不能實現提高水資源利用率、有效補充九洲江河道生態用水量的目的，造成水資源的浪費。同時，為了保障水庫供水任務不受影響，不能在水庫有水、下游缺水的時段一直補水，而是當水庫的庫容降低到一定程度后，應停止對九洲江流域的生態補水，預留一定庫容的水量來保障水庫供水任務不受影響，避免遭遇連續枯水時段，水庫來水不足，導致供水不能滿足用水要求。筆者根據多年的大垌水閘處逐日天然徑流量和文龍電站逐日引水量計算成果，推求了不同流量的生態補水需求量，假設了幾個不同的補水流量和水庫停止補水的庫容方案組合后進行水量平衡分析試算，發現較優的補水方案：近期2020年當九洲江大垌水閘處流量小于1.8 m3/s時，秦鏡水庫就放水補充九洲江河道生態用水量，補水量為使大垌水閘處流量達1.8 m3/s，直至秦鏡水庫庫容小于250萬m3時停止補充河道生態用水量，當大垌水閘處流量在1.8～3.62 m3/s時，秦鏡水庫既不引水也不補水；遠期規劃2030年當九洲江大垌水閘處流量小于2.0 m3/s時，秦鏡水庫就放水補充九洲江河道生態用水量，補水量為使大垌水閘處流量達到2.0 m3/s，直至秦鏡水庫庫容小于250萬m3時停止補充河道生態用水量，當大垌水閘處流量在2.0～2.42 m3/s時，秦鏡水庫既不引水也不補水。水量平衡計算結果顯示：近期2020年秦鏡水庫多年平均供水量為853萬m3/年，供水保證率達到95%，多年平均對九洲江河道的生態補水量為368萬m3/年；遠期2030年秦鏡水庫多年平均供水量為853萬m3/年，供水保證率達到100%，多年平均對九洲江河道的生態補水量為558萬m3/年。

4 水庫工程運行的幾點建議

（1）秦鏡水庫工程是一個特殊的跨流域引水水庫工程，其地理位置優越，水庫所在的九洲江流域水資源缺乏嚴重，充分利用現有水資源，提高區域水資源利用效率是緩解區域缺水的重要舉措。建議水庫建成后應與文龍電站引水工程聯合制定優良的運行調度規則，并在引水渠道、分水渠、水庫放水隧洞、大垌水閘處均設立流量觀測站，以保障引水、用水、補水的合理性，增加對九洲江的供水和有效生態補水量。

（2）建議秦鏡水庫建設后文龍電站仍保留繼續發電。秦鏡水庫建設后雖然引用了文龍引水工程的部分來水進行供水和轉化為有效的生態補水量，但仍有一大部分水量需要維持現狀的補水狀態放入九洲江，秦鏡水庫和文龍電站放水都可以，但通過文龍電站放水能充分利用水能資源，在運行管理得當的情況下，多年平均發電量還可以達到300萬kW·h，實現了水資源的高效利用和經濟創收。

參 考 文 獻

[1]張中立.水資源管理[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2001.

[2]陸川縣水利局.陸川縣水利志[Z].2007.

[3]玉林市人民政府.玉林市水生態文明城市建設試點實施方案[Z].2015.

[4]廣東省人民政府，廣西壯族自治區人民政府.粵桂兩省區九洲江流域水污染防治規劃[Z].2016.

[責任編輯：陳澤琦]