引嘉濟(jì)漢對(duì)引漢濟(jì)渭工程不均勻供水過(guò)程改善研究

高小芳，劉哲

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710001）

引嘉濟(jì)漢對(duì)引漢濟(jì)渭工程不均勻供水過(guò)程改善研究

高小芳，劉哲

（陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710001）

引漢濟(jì)渭工程是陜西省重點(diǎn)水利工程，從長(zhǎng)江最大的支流漢江調(diào)水到黃河最大的支流渭河，將從根本上改變陜西水資源配置格局，促進(jìn)陜南關(guān)中水資源互連互通，如何解決引漢濟(jì)渭不均勻供水過(guò)程一直是工程的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。在分析引漢濟(jì)渭不均勻供水過(guò)程的基礎(chǔ)上，對(duì)比引嘉濟(jì)漢在無(wú)調(diào)節(jié)及有支線雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)下補(bǔ)水引漢濟(jì)渭對(duì)不均勻供水過(guò)程的改善情況，結(jié)果表明，引嘉濟(jì)漢補(bǔ)水引漢濟(jì)渭后不均勻供水過(guò)程有顯著改善。

引嘉濟(jì)漢；引漢濟(jì)渭；均勻度

1 研究背景

引漢濟(jì)渭的水源區(qū)與南水北調(diào)中線工程水源區(qū)部分重合，為優(yōu)先保障南水北調(diào)中線工程的供水水源，留給引漢濟(jì)渭的可調(diào)水過(guò)程極不均勻，而引漢濟(jì)渭調(diào)水工程任務(wù)主要是供秦嶺以北的工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水，需水過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定，供水和用水需求過(guò)程匹配性差，對(duì)調(diào)水工程的調(diào)度運(yùn)行提出了很高的要求。

引漢濟(jì)渭工程調(diào)度運(yùn)行是一個(gè)重大的系統(tǒng)工程，通過(guò)漢江干流上的黃金峽水庫(kù)、子午河上的三河口水庫(kù)、西安黑河水庫(kù)以及關(guān)中受水區(qū)的地下水資源共同調(diào)度[1]。引漢濟(jì)渭工程與受水區(qū)水源工程聯(lián)合調(diào)度，以引漢濟(jì)渭為主，用其它工程解決不均勻的問(wèn)題，黑河金盆水庫(kù)主要解決年際不均勻的缺水過(guò)程，地下水主要解決年內(nèi)不均勻的缺水過(guò)程。這將改變受水區(qū)原有工程的調(diào)度運(yùn)行方式，需要多部門協(xié)調(diào)運(yùn)作，給運(yùn)行管理帶來(lái)很大的難度。

如果考慮在受水區(qū)修建調(diào)蓄工程來(lái)解決供水不均勻問(wèn)題也存在很多制約因素：引水線路上的兩個(gè)重要調(diào)蓄水庫(kù)——黃金峽水庫(kù)和三河口水庫(kù)，正好位于秦嶺南坡的暴雨集中區(qū)，其防洪調(diào)度功能和水資源調(diào)蓄功能存在一定的沖突；配水線路上的最大調(diào)蓄水庫(kù)——三河口水庫(kù)位于秦嶺南坡，距受水區(qū)終端用戶80～200 km，對(duì)用水需求過(guò)程變動(dòng)的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，存在“遠(yuǎn)水解不了近渴”的問(wèn)題；與受水區(qū)臨近的秦嶺北坡缺乏好的建庫(kù)條件，隧洞出口黃池溝至關(guān)中地區(qū)沿途難以建設(shè)大型調(diào)蓄工程，使得秦嶺隧洞自流而下的水資源不能得到有效的調(diào)節(jié)[2]。如何尋找適當(dāng)?shù)拇胧哟笏吹恼{(diào)水均勻程度，減小豐枯水量差，進(jìn)而通過(guò)均勻引漢濟(jì)渭供水過(guò)程來(lái)減小關(guān)中地下水供水量差，就顯得非常有意義。

綜合以上因素，本文從引嘉濟(jì)漢作為引漢濟(jì)渭補(bǔ)充水源角度，分析了其對(duì)提高引漢濟(jì)渭工程供水保證程度及對(duì)不均勻供水過(guò)程的影響。

2 引漢濟(jì)渭工程不均勻供水過(guò)程分析

根據(jù)《引漢濟(jì)渭二期輸配水工程項(xiàng)目建議書報(bào)告》1954年7月～2010年6月56年長(zhǎng)系列四水源聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果，在黃金峽和三河口水庫(kù)聯(lián)合調(diào)水15億m3情況下，秦嶺隧洞最大年、最小年供水量分別為18.06億m3和7.14億m3，黑河水庫(kù)最大、最小年供水量分別為3.22億m3和1.23億m3，受水區(qū)地下水多年平均供水量4.27億m3，最大、最小年供水量為8.30億m3和0.59億m3，最大年供水量是最小年供水量的14.05倍[3]。越嶺段隧洞最大流量70 m3/s，最小流量為1.08 m3/s（不運(yùn)行），流量不均勻系數(shù)約為1.47；黃三段隧洞最大流量為70 m3/s，最小流量為0（不運(yùn)行），流量不均勻系數(shù)約為2.28。由于地表水和地下水供水量年際、年內(nèi)變化非常劇烈，將會(huì)增大供水設(shè)施建設(shè)規(guī)模及難度，造成設(shè)備閑置浪費(fèi)，管理運(yùn)行不便，關(guān)中地區(qū)地下水資源涵養(yǎng)和管理等問(wèn)題。由此可見，改善引漢濟(jì)渭工程不均勻的供水過(guò)程是非常必要的。

表1 引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭補(bǔ)水后流量變化及不均勻系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3 引嘉濟(jì)漢向引漢濟(jì)渭補(bǔ)水對(duì)不均勻度的改善

作為引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)充水源，本文將分析低壩引水及支線雙廟崖水庫(kù)+低壩引水兩種工程布局方案下補(bǔ)水引漢濟(jì)渭對(duì)不均勻過(guò)程的改善作用。

3.1 低壩引水方案

在嘉陵江干流與西漢水河口以下、略陽(yáng)縣城以上建引水樞紐，引水到漢江支流沮水的右岸支流白水河。按略陽(yáng)水文站斷面多年平均徑流的10%～20%～30%計(jì)算生態(tài)基流（分別為10.8 m3/s、21.6 m3/s、32.4 m3/s），擬定三套方案，分別計(jì)算引嘉濟(jì)漢不同引水流量下黃三段及越嶺段流量范圍及不均勻系數(shù)。

方案一：引水?dāng)嗝嫦滦?0.8 m3/s生態(tài)流量，引嘉入漢引水流量分別為20 m3/s、30 m3/s、35 m3/s情況下，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

方案二：引水?dāng)嗝嫦滦?1.6 m3/s生態(tài)流量，引嘉入漢引水流量分別為25 m3/s、30 m3/s、35 m3/s情況下，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

方案三：引水?dāng)嗝嫦滦?2.4 m3/s生態(tài)流量，引嘉入漢引水流量分別為55 m3/s、60 m3/s、65 m3/s情況下，引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)算得出，引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)引水進(jìn)入漢江向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水后，通過(guò)黃金峽、三河口兩座水庫(kù)調(diào)節(jié)，可滿足調(diào)水15億m3的需要，越嶺段隧洞最大流量與最小流量差值在22～26 m3/s之間，流量不均勻系數(shù)約為1.12；黃三段隧洞最大流量為70 m3/s，最小流量為0（不運(yùn)行），最小運(yùn)行流量為不足2 m3/s，流量不均勻系數(shù)約為1.45～1.75，引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭補(bǔ)水后不同方案計(jì)算結(jié)果詳見表1。

由表1結(jié)果及本文第2部分引漢濟(jì)渭工程單獨(dú)運(yùn)行結(jié)果相比，分析得出：引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水，滿足了引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3的需要。同時(shí)，通過(guò)補(bǔ)水，對(duì)引漢濟(jì)渭工程黃三段、越嶺段隧洞極不均勻的流量過(guò)程有改善作用，其中對(duì)越嶺段隧洞極不均勻的流量過(guò)程改善有較為明顯作用（不均勻系數(shù)由2.28降到1.45～1.75），對(duì)黃三段隧洞極不均勻的流量過(guò)程改善程度很有限（不均勻系數(shù)由1.47降到1.12），引漢濟(jì)渭工程黃三段隧洞流量過(guò)程仍然極不均勻，這使得引漢濟(jì)渭兩個(gè)水源工程的調(diào)度運(yùn)行不方便。

3.2 支線雙廟崖水庫(kù)+低壩引水方案

在引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭補(bǔ)水不均勻過(guò)程分析后，考慮在西漢水陜甘邊界上建補(bǔ)償調(diào)蓄的雙廟崖水庫(kù)一座，對(duì)引嘉入漢水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)蓄，改善引嘉入漢補(bǔ)水過(guò)程，從而坦化引漢濟(jì)渭工程各隧洞流量過(guò)程，方便引漢濟(jì)渭工程的運(yùn)行管理[4]。在引嘉入漢引水?dāng)嗝嫦滦股鷳B(tài)流量21.6 m3/s、引嘉入漢引水流量30 m3/s、引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的前提下擬定三套方案，分別計(jì)算雙廟崖水庫(kù)不同庫(kù)容情況下黃三段及越嶺段流量范圍及不均勻系數(shù)。

方案一：雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容1.2億m3、引嘉入漢引水?dāng)嗝嫦滦股鷳B(tài)流量21.6m3/s、引嘉入漢引水流量30m3/s、引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

方案二：雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容1.0億m3、引嘉入漢引水?dāng)嗝嫦滦股鷳B(tài)流量21.6 m3/s、引嘉入漢流量引水30 m3/s、引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

方案三：雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容0.9億m3、引嘉入漢引水?dāng)嗝嫦滦股鷳B(tài)流量21.6 m3/s、引嘉入漢引水流量30 m3/s、引漢濟(jì)渭工程調(diào)水15億m3水量的聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算。

引嘉入漢利用雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)后向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水不同方案計(jì)算結(jié)果詳見表2。

表2 引嘉入漢有調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭補(bǔ)水后流量變化及不均勻系數(shù)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)表2分析得出：

（1）引嘉入漢利用雙廟崖水庫(kù)調(diào)節(jié)后向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水，與引嘉入漢無(wú)調(diào)節(jié)補(bǔ)水相比較，可減小黃三段隧洞流量變差（黃三段隧洞流量由0～70 m3/s降到0～50 m3/s），坦化了流量過(guò)程（不均勻系數(shù)由1.71降到1.21～1.22），提高其流量均勻性（三河口壩后連接洞流量變差、流量不均勻系數(shù)也相應(yīng)改善）。

有調(diào)節(jié)補(bǔ)水情況下，黃三段隧洞最大流量由70 m3/s減小到50 m3/s，在調(diào)節(jié)計(jì)算的2016個(gè)旬中，以黃金峽泵站單臺(tái)水泵運(yùn)行流量11.67 m3/s為衡量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，有調(diào)節(jié)補(bǔ)水情況下，方案一小于11.67 m3/s流量的時(shí)段有124旬，方案二小于11.67 m3/s流量的時(shí)段有127個(gè)旬，方案三小于11.67 m3/s流量的時(shí)段有138個(gè)旬，無(wú)調(diào)節(jié)補(bǔ)水情況下，小于11.67 m3/s流量的時(shí)段有155個(gè)旬。

（2）引嘉入漢有調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水，同無(wú)調(diào)節(jié)向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水相比較，對(duì)改善越嶺段隧洞流量變差及流量均勻性作用很小（不均勻系數(shù)均為1.12，流量范圍均為31～53）。

（3）隨著調(diào)節(jié)庫(kù)容由0.9億m3增加到1.2億m3，雙廟崖水庫(kù)對(duì)坦化黃三段隧洞流量過(guò)程，提高其流量均勻性的作用增加（不均勻系數(shù)由1.22降到1.21）。

4 結(jié)語(yǔ)

在引漢濟(jì)渭工程調(diào)水過(guò)程受限制，以及黃金峽、三河口水庫(kù)庫(kù)容已確定無(wú)法增加條件下，通過(guò)引嘉入漢工程向引漢濟(jì)渭工程補(bǔ)水后，在調(diào)水保證率不小于95%、調(diào)水破壞深度不大于30%情況下，引漢濟(jì)渭工程可以滿足年調(diào)水15億m3的需要。同時(shí)，通過(guò)補(bǔ)水，對(duì)引漢濟(jì)渭工程黃三段、越嶺段隧洞極不均勻的流量過(guò)程有改善作用，其中對(duì)越嶺段隧洞極不均勻的流量過(guò)程改善有較為明顯作用，對(duì)黃三段隧洞極不均勻的流量過(guò)程改善程度有限，引漢濟(jì)渭工程黃三段隧洞流量過(guò)程仍然不均勻。

[1]王健.從水資源的優(yōu)化配置淺談焦巖水庫(kù)開發(fā)建設(shè)的新思路[J].陜西水利，2015（3）:49-50

[2]劉家宏等.淺議引漢濟(jì)渭配水工程調(diào)蓄研究的關(guān)鍵問(wèn)題[J].中國(guó)水利水電科學(xué)研究學(xué)報(bào)，2014（3）:244-248

[3]陜西省引漢濟(jì)渭工程可行性研究報(bào)告[R].西安.陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2014.9.

[4]陜西省引嘉濟(jì)漢工程規(guī)劃研究[R].西安.陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,2016.9.

Study on Improvement of Uneven Water Supply Process between Jialingjiang to Han and Hanjiang-to-Weihe River project

Gao Xiaofang,Liu Zhe
（Shaanxi Province Water Conservancyand Power Surveyand Design Institute Xi’an 710001,Shaanxi）

Hanjiang-to-Weihe River project is the Key Water Conservancy Project in Shaanxi Province,fromthe largest tributary ofthe HanjiangRiver for Changjiangtransferred tothe largest branch ofHuangriver,it will change the pattern of water resources allocation in Shaanxifundamentally and promote the interconnection and interconnection of water resources between southern Shaanxi and Guanzhong.The process of uneven water supply has always been one of the key technical problems of engineering.On the basis of analyzing the uneven water supply process,the results show that the non-uniform water supply process afterJialingjiangtoHan Rechargingwater toHanjiangtoWei river has been improved remarkably.

JialingjiangtoHan project,HanjiangtoWei project and eveness

TV213.4

B

1673-9000（2017）04-0060-03

2017-04-15

高小芳（1985-），女，山西呂梁人，工程師主要從事水利規(guī)劃工作。