跨流域調水方式的分析與比選（水利）

                                     王國卿

                （遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧沈陽  110166）

【摘要】  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，形成了復雜的引水調度系統。本文結合工程實際，提出均勻引水和集中引水兩種方式，并通過計算，對兩種方式在工程運行不同時期的優劣進行分析。

【關鍵詞】  輸水工程；跨流域；調水方式

中圖分類號：TV68   文章編號：10054774( 2016) 05-0065-03

1  引  言

    大伙房水庫輸水工程是遼寧省“十五…‘十 一五”期間重點基礎設施建設項目，是為解決遼寧省中部地區的撫順、沈陽、遼陽、鞍山、營口、盤錦、大連等城市工業和居民生活用水的大型跨流域調水工程。

    該工程利用上游水庫的發電尾水，引入西江電站和風鳴電站，調節后經長距離輸水隧洞自流至蘇子河，匯人大伙房水庫。大伙房水庫反調節后，向遼寧中部地區城市供水。由于沿線多座水庫電站及水利設施的介入，使得引水工程形成了一個復雜的系統。它既要保證引供平衡，還要考慮大伙房水庫的運行，同時也要兼顧對沿線各電站發電的影響。因此，在滿足諸多情況的前提下，如何恰當的選用引水調度方式是一個十分關鍵的問題。

2調水原則

    a．按需定供，即調入區需要該工程補充的水量，通過該工程調入，在滿足調入區需水的同時，不過多減少風鳴水庫和下游梯級電站的發電量。

    b．調出區的西江和鳳鳴水庫對桓仁發電下泄的日不均勻流量過程進行反調節，兩庫需留有日調節庫容，不同的最大引水流量所需的日調節庫容不同。

    c．滿足鳳鳴水庫下游生態環境需水要求，最小下泄流量為2.7m³/s。

    d．利用大伙房水庫對調入徑流進行調節，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，計算時考慮大伙房水庫流域的來水。

    e．初期調水期間，由于調入區需水未達到設計水平年需水量，所需大伙房調節庫容相對較小，可適當抬高大伙房水庫最低運用水位，以增加下游水頭。

3調水方式的比選

3.1  均勻調水方式

    按照調入區年水量情況，確定該工程的年調水量，試算最大取水流量，假定該方式的調水運行時間為全年。當供水率低于40%，（該工程取水口年取水量小于7.8億m³）時，西江、鳳鳴兩庫現狀調節庫容為300萬m³，不改變兩庫現狀運行方式即可滿足取水要求；當供水率大于40%時，所需兩庫日調節庫容逐漸增大，設計水平年時所需最大日調節庫容為605萬m³。該方式對于隧洞等工程檢修基本無時間保證。計算結果如表1所列。

3.2集中調水方式

    按照調入區年需水情況，算出大伙房水庫控制水位，當水庫水位高于控制水位時不調水。該工程設計最大取水量為70m³／s，當供水率為30%（年取水量5. 05億m³）時，不調水時間達205d;當供水率為100%（取水量18.1億m³）時，不調水時間達35d。集中調水方式，對于隧洞等工程檢修有時間保證；但在調水初期，西江、風鳴兩庫所需最大日調節庫容為605萬m³，近期需調整水庫運行方式，對電站發電不利。計算結果見表2所列。

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

4集中式引水方式的應用及實踐

    大伙房水庫輸水工程在實際調度運行過程中，按照集中引水方式，即根據調入區年需水情況，算出大伙房水庫控制水位。當水庫水位高于控制水位時不調水，低于控制水位時集中連續調水。該工程設計最大取水量為70m³/s，當供水率為30%（年取水量5.05億m³）時，不調水時間可達205d；當供水率為100%（取水量18.1億m³）時，不調水時間達35d。工程自完工投入運行至今，2012-2014年間均有調水，各年份的調水情況分布見圖2所示。

    根據設計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計流量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）進行，累計引水44766萬m³，共引水78d。2013年，遼寧地區多雨，撫順等地在汛期發生洪澇災害，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，累計引水達73861萬m³，供水率為40. 8%，有效緩解了2014年遼寧中部地區的旱情，發揮了良好的經濟效益與社會效益。

5結語

    a．根據設計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計流量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，則引水時間相應延長。

    b．在工程運行初期，供水量較小，采用集中式調水優勢明顯，可大幅縮短引水的天數，節約運行成本；隨著供水率的增大，集中調水方式的運行天數不斷增加，在滿負供水的情況下，集中調水方式下一年中只有35d不運行。

    c．采用均勻調水方式，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現供水，且在供水率低于40%時，西江、鳳鳴兩庫現狀調節庫容為300萬m³，大于40%時，設計水平年所需最大日調節庫容為605萬m³。在集中調水方式下，調水初期，西江、鳳鳴兩庫所需最大日調節庫容即為605萬m³，對電站的發電不利。

    d．集中式調水較均勻式調水而言，對大伙房水庫的庫容更具有調節作用，它可充分考慮大伙房水庫的當前水位和水量，通過供引實現平衡，控制大伙房水庫的水位，更好的發揮水庫興利防洪的作用。