響水水庫初步設(shè)計水庫興利調(diào)度分析

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?，為下游農(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。