跨流域調(diào)水方式的分析與比選（水利）
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跨流域調(diào)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(shè)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(fù)雜的引水調(diào)度系統(tǒng)。本文結(jié)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(yōu)劣進行分析。
【關(guān)鍵詞】 輸水工程；跨流域；調(diào)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，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，引入西江電站和風(fēng)鳴電站，調(diào)節(jié)后經(jīng)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(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，不過多減少風(fēng)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)需水未達到設(shè)計水平年需水量，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。計算結(jié)果如表1所列。
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205d;當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時，不調(diào)水時間達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、風(fēng)鳴兩庫所需最大日調(diào)節(jié)庫容為605萬m3，近期需調(diào)整水庫運行方式，對電站發(fā)電不利。計算結(jié)果見表2所列。
從以上兩種調(diào)水方式的計算結(jié)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(diào)度方式，以期達到經(jīng)濟、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。
4集中式引水方式的應(yīng)用及實踐
大伙房水庫輸水工程在實際調(diào)度運行過程中，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205d；當(dāng)供水率為100%（取水量18.1億m3）時，不調(diào)水時間達35d。工程自完工投入運行至今，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。
根據(jù)設(shè)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(shè)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(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(qū)的旱情，發(fā)揮了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。
5結(jié)語
a．根據(jù)設(shè)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(shè)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(yīng)延長。
b．在工程運行初期，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)約運行成本；隨著供水率的增大，集中調(diào)水方式的運行天數(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。
