摘 要:響水水庫為多年調(diào)節(jié)的水庫,工程建設(shè)任務(wù)主要是灌溉供水和人畜用水,不承擔(dān)下游防洪任務(wù),屬于小[1]型多年調(diào)節(jié)水庫。不同保證率條件下的來水量和用水量計算結(jié)果表明:在P=50%條件下,月末蓄水范圍為4.5萬m3-115萬m3,對應(yīng)蓄水水位為1528.000m-1564.000m萬m3;在P=75%條件下,月末蓄水范圍為10.2萬m3-114.7萬m3,對應(yīng)蓄水水位為1528.000m-1563.800m。響水水庫其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較為優(yōu)越,具有良好的水資源開發(fā)利用條件。
關(guān)鍵詞:響水水庫;興利調(diào)度;徑流分析
1 工程概況
響水水庫(煙水配套水源工程)位于潘家莊鎮(zhèn)夏溪村,與潘家莊鎮(zhèn)相距約10.8km,與興仁縣相距約22km。水庫壩址距下游白家沖約1.77km,壩址以上流域集水面積2.77km2、主河道長2.76km、主河道坡降8.3%,多年平均流量為0.06m3/s。響水水庫是以灌溉煙田為主,兼顧人畜飲水的小[1]型水源工程。
2 水庫興利調(diào)度分析
響水水庫為多年調(diào)節(jié)的水庫,為合理解決水庫天然來水與用水之間的矛盾,使水庫盡可能發(fā)揮應(yīng)有的效益,需要編制水庫興利調(diào)度計劃。
2.1 水庫運行方式
響水水庫正常蓄水位1564m,正常蓄水位以下庫容115萬m3,死水位1536m,死水位以下庫容3.6萬m3,興利庫容109.4萬m3(死水位以上泥沙淤積量為1.94萬m3),庫容系數(shù)58.1%,為多年調(diào)節(jié)水庫。水庫供水任務(wù)依次為灌溉供水和人畜用水,不承擔(dān)下游防洪任務(wù)。
響水水庫運行方式根據(jù)來水量、用水量及水庫調(diào)節(jié)性能確定。根據(jù)徑流調(diào)節(jié)計算章節(jié)分析結(jié)果,在保證率P=95%的情況下,相應(yīng)枯水年入庫徑流量不能滿足需水量要求,水庫調(diào)節(jié)性能為多年調(diào)節(jié)。
根據(jù)徑流分析計算結(jié)果,豐水期為5月~10月,枯水期為11月~次年4月,相應(yīng)的蓄水期為5月~10月,供水期為11月~次年4月。水庫從5月初開始蓄水,直至蓄到正常蓄水位1564m,富余水量通過溢洪道下泄。每年10月份開始供水,水庫水位逐漸下降,直到4月末庫水位降到最低,因水庫具有多年調(diào)節(jié)能力,多數(shù)年份未運行至死水位,為保證供水安全,當(dāng)供水期末水庫仍未運行到死水位時,多月來水量儲蓄到水庫中。當(dāng)來水量小于P=95%的設(shè)計徑流量時,水庫首先保證人蓄正常供水,再考慮適度灌溉供水,灌溉用水允許縮減50%;當(dāng)來水量小于P=80%的設(shè)計徑流量且大于P=95%的設(shè)計徑流量時,水庫首先保證人畜正常供水,灌溉用水縮減26%。
2.2 生態(tài)水下放措施
為了便于工程管理,提高工程措施實用性,響水水庫生態(tài)用水和灌溉、生活用水采用同一取水口,生態(tài)基流管連接于取水口出口處,采用直徑0.10m的鋼管,并設(shè)置控制閥,設(shè)計生態(tài)基流流量0.006m3/s。取水口進(jìn)口底板高程為1533.30m,高于淤沙高程1531.32m,滿足取水要求。水庫蓄水初期通過泵站提水下放生態(tài)環(huán)境用水。
2.3 初期蓄水計劃
根據(jù)施工組織設(shè)計規(guī)劃,響水水庫總工期26個月,其中工程籌建期5個月,工期為第一年1月~5月,工程準(zhǔn)備期4個月,工期為第一年6月~9月,主體工程施工期19個月,工期為第一年10月~第三年4月,水庫初期蓄水時間為第三年5月初。響水水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,根據(jù)《水庫調(diào)度設(shè)計規(guī)范》(GB/T50587-2010),水庫初期蓄水入庫徑流保證率按P=75%和P=50%計算,為保證下游生態(tài)用水要求,蓄水期間下放生態(tài)用水流量為0.006m3/s。
根據(jù)徑流計算結(jié)果,響水水庫壩址多年平均天然徑流量為0.06m3/s,年徑流變差系數(shù)Cv=0.32,P=50%年徑流流量為0.058m3/s,P=75%年徑流流量為0.046me/s。根據(jù)長系列徑流計算成果,1976~1977年平均流量為0.057m3/s,5~10月平均流量為0.095m3/s,與P=50%徑流接近,本次設(shè)計以1976~1977年作為P=50%典型年進(jìn)行初期蓄水計算。1974~1975年平均流量為0.048m3/s,5~10月平均流量為0.086m3/s,與P=75%徑流接近,本次設(shè)計以1974~1975年作為P=75%典型年進(jìn)行初期蓄水計算。設(shè)計典型年來水量過程按同頻率法計算(蓄水起始時間為5月,因此采用汛期同頻率縮放)。初期蓄水階段只考慮生態(tài)用水、設(shè)計灌溉用水和人畜用水,蓄水位低于死水位時,只考慮生態(tài)用水。
2.3.1 P=50%保證率條件蓄水分析
響水水庫P=50%保證率條件下,由于響水水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,水庫初期蓄水不考慮供水,扣除生態(tài)用水和庫損,直到蓄至正常蓄水位時,開始供水,從初期蓄水預(yù)測,水庫蓄至死水位需要7.3天,蓄至正常蓄水位時需要131.9天。響水水庫P=50%初期蓄水計算結(jié)果表明:來水量中:平均流量范圍為0.01m3/s-0.26m3/s,最大是8月3日。徑流量范圍為2.98萬m3-24.6萬m3,最大是8月3日;用水量中:灌溉用水量范圍為0萬m3-4.60萬m3,最大是4月。人畜用水范圍為0萬m3-3.2萬m3s。生態(tài)用水范圍為0.52萬m3-1.6萬m3;庫損失范圍為0.315萬m3-0.977萬m3;月末蓄水范圍為4.8萬m3-115萬m3,對應(yīng)蓄水水位為1528.000m-1564.000m,棄水量為0-9.7萬m3,其中9月棄水量最大。
2.3.2 P=75%保證率條件蓄水分析
響水水庫P=75%保證率條件下,由于響水水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,水庫初期蓄水不考慮供水,扣除生態(tài)用水和庫損,直到蓄至正常蓄水位時,開始供水,從初期蓄水預(yù)測,水庫蓄至死水位需要3.7天,蓄至正常蓄水位時需要367.9天。響水水庫P=75%初期蓄水計算結(jié)果表明:來水量中:平均流量范圍為0.01m3/s-0.23m3/s,最大是6月3日。徑流量范圍為2.43萬m3-20.0萬m3,最大是6月3日;用水量中:灌溉用水量范圍為0萬m3。人畜用水范圍為0萬m3。生態(tài)用水范圍為0.52萬m3-1.6萬m3;庫損失范圍為0.315萬m3-0.977萬m3;月末蓄水范圍為10.2萬m3-114.7萬m3,對應(yīng)蓄水水位為1528.000m-1563.800m,棄水量為0萬m3。
根據(jù)蓄水計算結(jié)果,P=50%平水年蓄至正常蓄水位需要131.9d(5月1日至9月9日),P=75%偏枯水年蓄至正常蓄水位需要367.9d(5月1日至次年5月3日)。
2.4 興利運行調(diào)度
響水水庫為多年調(diào)節(jié)水庫,根據(jù)《水庫調(diào)度設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50587-2010)規(guī)定,水庫調(diào)度線采用長系列資料繪制。根據(jù)長系列興利調(diào)節(jié)計算成果蓄水過程,將長系列中95%和80%供水設(shè)計保證率以內(nèi)年份同月蓄水位點繪在一起,其上包線為保證供水線,95%供水保證率下包線為95%降低供水線,80%供水保證率下包線為80%降低供水線。興利調(diào)度蓄水計算表明:為保證水庫正常運行,水庫運行水位應(yīng)在1559m以上。
3 結(jié)束語
新建響水水庫調(diào)節(jié)年水量分配,對于優(yōu)化區(qū)域水資源配置,保障當(dāng)?shù)刂攸c工業(yè)項目發(fā)展和支撐盤縣響水鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用,將解決18300畝煙地、300畝稻田的灌溉用水,能有效緩解當(dāng)?shù)毓こ绦匀彼男枰瑸橄掠无r(nóng)村人畜供水,改善當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活條件,提高煙區(qū)抵御自然災(zāi)害能力,促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展作用較顯著。
參考文獻(xiàn)
[1]貴州中水建設(shè)管理股份有限公司.興仁縣響水水庫(煙水配套水源工程)初步設(shè)計報告[R],2013.
作者簡介:李茂斌(1989,11-),男,貴州思南人,本科,工程師,主要從事水利水電工程水文與水資源設(shè)計工作。