水資源配置工程聯(lián)合調(diào)度研究

時間:2022-09-29 08:24:54

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水資源配置工程聯(lián)合調(diào)度研究

摘要:天長市位于江淮丘陵區(qū)東部,是典型的易旱區(qū)域,現(xiàn)狀灌溉保證率僅約60%、灌溉需求無法保證。為保障城鄉(xiāng)供水安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大局、抗御旱災(zāi),研究完善天長市水資源配置工程布局尤為必要。本文結(jié)合“天長市大通、安樂水庫補(bǔ)水工程”進(jìn)行分析,論證了水庫補(bǔ)水工程規(guī)模,同時闡述了水庫泵站聯(lián)合調(diào)度方案的研究方法、技術(shù)要點(diǎn)及成果,以供類似項(xiàng)目借鑒參考。

關(guān)鍵詞:城鄉(xiāng)供水安全;多水源配置;調(diào)度方案;天長市

1概述

2019年,安徽省天長市遭受嚴(yán)重干旱,截止11月底,全市水庫總蓄水量3630萬m3,不足總興利庫容的20%,9座大中型水庫中大通、時灣、安樂、釜山等4座水庫接近死水位,川橋、大澗口水庫等低于死水位。全市僅高郵湖、白塔河、銅龍河等河湖水位相對穩(wěn)定,能滿足沿河湖泵站提水需求。為了保障城鄉(xiāng)供水安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大局,全力抗御旱災(zāi),研究完善天長市水資源配置工程布局尤為必要。

2項(xiàng)目概況

大通、安樂水庫補(bǔ)水工程位于天長市北部,擬通過新建大安泵站及輸水管道從銅龍河調(diào)取高郵湖水量,分別補(bǔ)入大通水庫及安樂水庫。通過水庫水調(diào)蓄解決大通鎮(zhèn)、銅城鎮(zhèn)城鄉(xiāng)生活用水和大通水庫、安樂水庫灌區(qū)灌溉需水短缺問題。其中大通水庫設(shè)計灌溉面積4333hm2、供水0.5萬t/d;安樂水庫設(shè)計灌溉面積3400hm2、供水1.5萬t/d。安樂水庫灌區(qū)干旱期,可通過現(xiàn)有三里橋泵站從銅龍河提水向北干渠補(bǔ)水,三里橋站是安樂水庫灌區(qū)尾部的補(bǔ)給站,控制灌溉面積1933hm2。

3聯(lián)合調(diào)度方案的研究

3.1水源工程及總體布局

大通水庫灌區(qū)主要水源為大通水庫,集水面積144.9km2(其中上游江蘇省盱眙縣境內(nèi)的紅旗水庫攔蓄面積61.3km2,實(shí)際凈來水面積83.6km2),興利庫容1540萬m3。安樂水庫灌區(qū)現(xiàn)狀水源為安樂水庫及三里橋泵站,安樂水庫匯水面積72km2,興利庫容1270萬m3;三里橋泵站可抽銅龍河(高郵湖支流)水量,設(shè)計提水流量2.9m3/s。大通、安樂水庫補(bǔ)水工程是通過擬建大安補(bǔ)水泵站抽引銅龍河水量,實(shí)現(xiàn)對高郵湖水源的利用,從根本上解決區(qū)域城鄉(xiāng)生活供水和抗旱灌溉缺水問題,同時滿足生態(tài)補(bǔ)水等綜合利用要求。大通、安樂水庫補(bǔ)水工程布局示意見圖1。

3.2興利調(diào)度的原則及參數(shù)

(1)調(diào)節(jié)單元:設(shè)置大通水庫、安樂水庫2個主要調(diào)節(jié)計算單元,三里橋泵站、大安補(bǔ)水泵站2個次要調(diào)節(jié)單元。(2)調(diào)節(jié)時段:調(diào)節(jié)計算系列為1967~2019年,共53年,調(diào)節(jié)時段為旬。(3)灌溉破壞判斷:根據(jù)灌溉試驗(yàn)成果、以及擬定的各時段灌溉定額,參考各時段作物缺水對減產(chǎn)的影響情況,按年缺水超過需水量的5%時視為破壞。(4)優(yōu)先保障城鄉(xiāng)生活用水,補(bǔ)充灌溉供水,兼顧河道內(nèi)生態(tài)補(bǔ)水。(5)調(diào)節(jié)計算原則:優(yōu)先利用當(dāng)?shù)厮畮斓男钏爱?dāng)?shù)貜搅鳎蛔悴糠钟杀谜境槿『雍垦a(bǔ)充。(6)三里橋泵站現(xiàn)狀啟用條件:當(dāng)安樂水庫水位降至21.7m時啟用,此時有效蓄水量約400萬m3。

3.3技術(shù)要點(diǎn)

通過對大通水庫、安樂水庫灌區(qū)范圍的來水、需水、供水進(jìn)行供需平衡計算,充分考慮現(xiàn)有三里橋站的聯(lián)合供水調(diào)度原則及供水能力,研究論證新建大安補(bǔ)水泵站工程的合理規(guī)模,并分別制定各水庫具有可操作性的興利調(diào)度規(guī)則。通過蓄水、調(diào)水、供水操作,使各水庫基本做到均衡蓄水、供水,對受水水庫設(shè)置調(diào)水充庫控制水位,盡可能減少調(diào)水變棄水。要實(shí)現(xiàn)水庫、泵站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度,需擬選調(diào)入水庫的各種特征水位和調(diào)水流量,進(jìn)行多輪次試算,以實(shí)現(xiàn)各庫的綜合興利目標(biāo),同時選定新建泵站、輸水管道設(shè)計流量、各庫調(diào)配水資源量等。具體技術(shù)要點(diǎn)包括:(1)各庫本身供水對象不同,其供水保證率也不同,例如城鎮(zhèn)供水保證率高于灌溉供水保證率,需要優(yōu)先保障城鄉(xiāng)供水以滿足城鄉(xiāng)供水保證率。(2)對調(diào)入水庫設(shè)置充庫控制水位,水庫水位降至充庫水位時,開始充庫,當(dāng)庫水位回升到停充水位時,停止充庫,從而使各庫調(diào)蓄能力均相對充分與均衡的利用,以利減少棄水,提高水資源利用率,提升泵站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。(3)水庫聯(lián)合調(diào)度方案中,各庫不同特征的水位和調(diào)水流量是重要變量,可組合出眾多方案,需建立計算模型通過計算機(jī)進(jìn)行多輪次試算,即可得到總體補(bǔ)水效果好、總體經(jīng)濟(jì)性好的工程方案。

3.4調(diào)度方案比選

現(xiàn)狀三里橋泵站啟用條件為安樂水庫水位降至21.7m,安樂水庫灌區(qū)需補(bǔ)水時優(yōu)先利用三里橋站相對經(jīng)濟(jì),故新建大安站補(bǔ)水控制條件要結(jié)合三里橋站控制要求,以不超過三里橋啟用控制水位為宜,擬定安樂水庫充庫水位分別為20.5m、21.0m、21.5m;大通水庫充庫水位擬定為21.5m、21.75m及22.0m,結(jié)合2019年約相當(dāng)于80%干旱年份,灌溉保證率按80%控制。若考慮充分挖掘三里橋站抽水潛力,其啟動水位可從21.7調(diào)整至22.0m,安樂水庫灌區(qū)灌溉保證率有所提高。在試算充庫控制水位的同時,對補(bǔ)水流量也進(jìn)行了試算,詳見表1、表2。綜合考慮工程規(guī)模經(jīng)濟(jì)性、泵站運(yùn)行費(fèi)用省、綜合興利任務(wù)梯次滿足且調(diào)度規(guī)則可操作性強(qiáng)等多方面需求,推薦方案三,即擬建大安補(bǔ)水泵站設(shè)計總流量為5m3/s,至水庫附近分為兩支分別補(bǔ)入水庫,其中安樂水庫支設(shè)計流量1.0m3/s,大通水庫支設(shè)計流量4.0m3/s。

4工程效益

大安補(bǔ)水泵站工程可根據(jù)需要相機(jī)補(bǔ)充大通水庫、安樂水庫,具有城鄉(xiāng)供水、灌溉、生態(tài)補(bǔ)水等方面的綜合利用效益。經(jīng)興利調(diào)節(jié)計算,大安泵站年均調(diào)入大通水庫水量為1065萬m3,調(diào)入安樂水庫水量為550萬m3,可切實(shí)保障工程區(qū)域城鄉(xiāng)、灌溉、生態(tài)用水;大通水庫、安樂水庫最大年調(diào)水量分別為4205萬m3和1840萬m3,大安泵站對保障大通水庫、安樂水庫灌區(qū)特、大干旱年份的供水安全意義重大。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城鄉(xiāng)生產(chǎn)、生活用水水平的提高,對綜合用水需求保障的要求必然提升,類似的引調(diào)水工程項(xiàng)目會越來越多,本項(xiàng)目的工程布局和綜合興利調(diào)度方案的研究成果對類似的項(xiàng)目具有重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳香朋.區(qū)域水資源配置中水庫群聯(lián)合調(diào)度方案研究[J].江淮水利科技,2018(3).

[2]安徽省城鄉(xiāng)供水水源及農(nóng)業(yè)灌溉保障規(guī)劃.安徽省水利水電勘測設(shè)計院.2020.

[3]天長市大通、安樂水庫補(bǔ)水工程可行性研究報告.安徽省水利水電勘測設(shè)計院.2020.

作者:王志翔 單位:安徽省水利水電勘測設(shè)計研究總院有限公司