安丘市下株梧水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算

張 民，譚 濤，馮慶剛

（1.安丘市下株梧水庫(kù)管理局，山東 安丘 262100；2.安丘市大汶河旅游開發(fā)區(qū)水利站，山東 安丘 262100；3.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250013）

下株梧水庫(kù)位于安丘市庵上鎮(zhèn)，主要以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電、淡水養(yǎng)殖。原設(shè)計(jì)興利水位為114.20m，但由于原建自動(dòng)翻板木閘門已報(bào)廢，現(xiàn)狀蓄水位只能達(dá)到112.74m，導(dǎo)致部分水資源白白浪費(fèi)，非?？上А榫徑馑Y源供需矛盾，安丘市于1995年建設(shè)了“安丘市南水北調(diào)工程”，該工程實(shí)施后，下株梧成為調(diào)蓄水庫(kù)之一。為充分利用水庫(kù)來(lái)水和調(diào)引水量，減少棄水，適當(dāng)提高下株梧水庫(kù)的興利水位需對(duì)水庫(kù)進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算。

1 入庫(kù)徑流分析計(jì)算

1.1 水庫(kù)天然徑流量分析計(jì)算

下株梧水庫(kù)沒(méi)有正式整編水文資料，根據(jù)有關(guān)規(guī)范可借用臨近氣候條件、下墊面條件相似的具有實(shí)測(cè)資料的參證站采用水文比擬法進(jìn)行本水庫(kù)徑流分析計(jì)算。石埠子水文站位于安丘市石埠子鄉(xiāng)石埠子村，濰河支流渠河中上游，與下株梧水庫(kù)同為渠河流域，自然地理特征和氣候條件、下墊面條件極為相似。根據(jù)石埠子天然徑流分析成果，按照水文比擬法推求下株梧水庫(kù)歷年天然徑流系列，并按年降水資料進(jìn)行修正。

本次石埠子站1961～2000年天然徑流量成果采用山東省水資源綜合規(guī)劃中的成果，并對(duì)大部分年份的成果進(jìn)行了復(fù)核。石埠子水文站1976～2000年具有水文調(diào)查成果，根據(jù)該期間石埠子站歷年逐月實(shí)測(cè)徑流資料，采用分項(xiàng)調(diào)查法進(jìn)行天然徑流量還原計(jì)算，還原結(jié)果與山東省水資源綜合規(guī)劃中的成果基本一致。石埠子站1961～1975年缺乏水文調(diào)查成果資料，其天然徑流資料直接采用山東省水資源綜合規(guī)劃中的成果。山東省水資源綜合規(guī)劃中石埠子天然徑流量系列至2000年，本次對(duì)2001～2005年資料進(jìn)行了延長(zhǎng)。因2001～2005年水文調(diào)查成果尚未整編，本次采用降雨徑流相關(guān)法計(jì)算年天然徑流量，采用相似年型月分配分析逐月天然徑流量。

經(jīng)分析計(jì)算，石埠子站1961～2005年多年平均實(shí)測(cè)徑流量為1.10億 m3；1961～2005年多年平均天然徑流量為1.26億m3，年徑流深為227.9mm，年徑流系數(shù)為0.32。下株梧水庫(kù)多年平均天然徑流量為713萬(wàn)m3，多年平均徑流深為222.8mm。

1.2 水庫(kù)現(xiàn)狀工程條件下來(lái)水量計(jì)算

現(xiàn)狀工程條件下的來(lái)水量，是考慮水庫(kù)上游蓄水工程及用水對(duì)下株梧水庫(kù)入庫(kù)徑流的影響，在水庫(kù)天然徑流量的基礎(chǔ)上，扣除現(xiàn)狀水庫(kù)上游攔蓄水工程的蓄水量和用水量后的水量。下株梧水庫(kù)壩址以上建有4座?。?）型水庫(kù)，總控制集水面積18.4km2，總庫(kù)容 99.3萬(wàn)m3，總興利庫(kù)容 41.4萬(wàn) m3；設(shè)計(jì)灌溉面積 240hm2。對(duì)上游水利工程的來(lái)水和用水進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算后，其歷年逐月的下泄水量與水庫(kù)區(qū)間來(lái)水相加即為現(xiàn)狀工程情況下的水庫(kù)來(lái)水量。

經(jīng)分析計(jì)算，下株梧水庫(kù)現(xiàn)狀工程下多年平均來(lái)水量為 612萬(wàn)m3（水文年）。

2 水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算

2.1 需水量分析計(jì)算

下株梧水庫(kù)供水用戶主要為農(nóng)業(yè)灌溉用水，現(xiàn)暫無(wú)其它供水規(guī)劃。農(nóng)業(yè)需水量采用變動(dòng)用水量方法，歷年逐月灌溉定額借用于家河水庫(kù)資料，并根據(jù)山東省水利廳有關(guān)節(jié)水灌溉要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。于家河水庫(kù)位于濰河水系渠河上游，與下株梧水庫(kù)屬于同一水系，地理位置相近，氣候條件、下墊面因素相似，兩水庫(kù)灌區(qū)內(nèi)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、復(fù)種指數(shù)也基本相同，因此可借用于家河水庫(kù)灌溉定額，多年平均灌溉凈定額為189.5m3/畝。據(jù)有關(guān)資料，水庫(kù)現(xiàn)狀灌溉水利用系數(shù)約為0.55，規(guī)劃年灌溉水利用系數(shù)按0.65考慮。

根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，農(nóng)業(yè)灌溉用水保證率采用50%，供水保證率按年計(jì)算。

2.2 調(diào)節(jié)計(jì)算方法

水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算采用長(zhǎng)系列時(shí)歷法。下株梧水庫(kù)無(wú)實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料，借用同屬濰河水系具有完整蒸發(fā)觀測(cè)資料的九臺(tái)水文站1961～2005年蒸發(fā)資料。根據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》（SL278-2002）規(guī)定，將實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料換算為20m2蒸發(fā)池蒸發(fā)深，水庫(kù)多年平均蒸發(fā)深為1031.0mm。水庫(kù)各月蒸發(fā)損失量根據(jù)調(diào)算月平均水面面積計(jì)算。調(diào)算中，水庫(kù)滲漏量采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法。結(jié)合水工壩體滲漏計(jì)算，水庫(kù)除險(xiǎn)加固前后，滲漏損失水量分別采用月平均庫(kù)容的3.0%、0.5%計(jì)算。

2.3 調(diào)算原則

調(diào)算中起調(diào)水位為死水位104.0m，死庫(kù)容為36萬(wàn)m3；控制水位采用興利水位，超興利水位則為棄水?，F(xiàn)狀興利水位采用堰頂高程112.74m控制，相應(yīng)庫(kù)容為725萬(wàn)m3；水庫(kù)加固后興利水位采用原設(shè)計(jì)興利水位114.2m控制，相應(yīng)庫(kù)容為978萬(wàn)m3。調(diào)算后用最后一年的年末庫(kù)容替代起調(diào)庫(kù)容再進(jìn)行調(diào)算，直到起調(diào)庫(kù)容與最后年末庫(kù)容一致。

2.4 興利調(diào)節(jié)計(jì)算成果

按前述調(diào)算方法和原則，分別對(duì)下株梧水庫(kù)加固前后進(jìn)行長(zhǎng)系列時(shí)歷法調(diào)算。水庫(kù)加固前按現(xiàn)狀興利水位112.74m控制，灌溉水利用系數(shù)采用0.55，滲漏損失水量用月平均庫(kù)容的3.0%；水庫(kù)加固后，為合理分析恢復(fù)興利水位的必要性，分別假定不同興利水位進(jìn)行了多方案調(diào)算，為使各方案具有可比性，水庫(kù)加固后灌溉水利用系數(shù)均采用0.65，滲漏損失水量采用月平均庫(kù)容的0.5%。

因“安丘市南水北調(diào)工程”調(diào)水量受人為因素影響較多且調(diào)水水源與水庫(kù)屬同一水系，兩流域豐枯遭遇機(jī)率比較大，調(diào)水量存在的不確定因素較多，因此為了水庫(kù)的供水安全，本次下株梧水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算暫不考慮調(diào)水量。

下株梧水庫(kù)各方案興利調(diào)節(jié)計(jì)算匯總成果見(jiàn)表1。

由調(diào)算結(jié)果可以看出，水庫(kù)加固前，按現(xiàn)狀堰頂高程112.74m控制，灌溉水利用系數(shù)0.55，農(nóng)業(yè)供水保證率 50%，農(nóng)業(yè)灌溉面積為 773.33hm2，多年平均供水量293萬(wàn)m3，多年平均蒸發(fā)、滲漏損失量為204萬(wàn)m3。

3 結(jié) 語(yǔ)

水庫(kù)加固后，方案1為按現(xiàn)狀堰頂高程112.74m控制，月滲漏系數(shù)由現(xiàn)狀的3.0%減小為0.5%，灌溉水利用系數(shù)0.65，農(nóng)業(yè)供水保證率50%，農(nóng)業(yè)灌溉面積可提高到1146.67hm2，多年平均供水量 363萬(wàn)m3，多年平均蒸發(fā)、滲漏損失量為106萬(wàn)m3，較加固前損失量大為減小。從方案1～方案5水庫(kù)調(diào)算結(jié)果看，供水量的增長(zhǎng)幅度隨興利水位的提高是下降的。結(jié)合當(dāng)?shù)卣庖?jiàn)，為節(jié)省投資以及減少淹沒(méi)損失，在不影響水庫(kù)防洪安全的條件下，考慮興利水位從現(xiàn)狀堰頂高程112.74m恢復(fù)為原設(shè)計(jì)興利水位114.20m，可增加興利庫(kù)容253萬(wàn) m3，還可增加供水量46萬(wàn)m3，年平均減少棄水量55萬(wàn)m3。