水庫工程正常蓄水位選擇應(yīng)注意的幾個問題

明 亮

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550002)

水庫工程正常蓄水位選擇應(yīng)注意的幾個問題

明 亮

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550002)

水庫在正常運行情況下所蓄到的最高水位稱為正常水位，又稱正常高水位。當(dāng)水庫按防洪要求進(jìn)行非常運用時，水庫的水位一般將高于正常蓄水位，但不能超過關(guān)系水庫安全的校核洪水位。它決定水庫的規(guī)模、效益、調(diào)節(jié)方式，也在很大程度上決定水工建筑物的尺寸型式和水庫的淹沒損失，是水庫最重要的特征水位。針對目前水庫工程選擇正常蓄水位過程中存在的問題，文章以實際工程項目為例，分析了水庫工程正常蓄水位的選擇原則及考慮的因素。

水庫工程；正常蓄水位；校核洪水位；擇優(yōu)選定

1 工程概況

赫章縣河口水庫位于烏江一級支流六沖河的上游河段上。工程任務(wù)為城鄉(xiāng)和工業(yè)供水、灌溉及發(fā)電。工程樞紐主要由大壩樞紐工程、供水及灌區(qū)工程組成。攔河大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，大壩樞紐由攔河大壩、壩頂溢洪表孔、沖砂底孔、引水隧洞及發(fā)電廠房等主要建筑物組成。

水庫正常蓄水位為1663.50m，對應(yīng)庫容3287萬m3；校核洪水位1666.26m，總庫容3739萬m3；工程等別為Ⅲ等，水庫規(guī)模為中型。壩后電站裝機容量7000kW。

2 水庫工程正常蓄水位選擇應(yīng)考慮的因素

水庫在正常運行情況下所蓄到的最高水位稱為正常水位，又稱正常高水位。當(dāng)水庫按防洪要求進(jìn)行非常運用時，水庫的水位一般將高于正常蓄水位，但不能超過關(guān)系水庫安全的校核洪水位。它決定水庫的規(guī)模、效益、調(diào)節(jié)方式，也在很大程度上決定水工建筑物的尺寸型式和水庫的淹沒損失，是水庫最重要的特征水位。

本工程水庫正常蓄水位選擇原則：由于河口水庫壩址以上集水面積為728km2，多年平均入庫徑流量達(dá)24660萬m3，來水量較大，因此按照“以需定供”的原則擬定水庫正常蓄水位，首先統(tǒng)計設(shè)計水平年總需水量，然后按照“以需定供”進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計算，得到滿足設(shè)計水平年總需水量的興利庫容，最終確定水庫正常蓄水位。計算中，庫損按水庫正常蓄水位相應(yīng)庫容的10%計，生態(tài)環(huán)境水按壩址處天然多年平均來水量的10%下放。

由于本工程為綜合利用項目，一般在確定正常蓄水位時應(yīng)考慮以下幾方面：①地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力需求的增長情況；②綜合用水部門對水資源開發(fā)利用的要求；③壩址及水庫區(qū)地形地質(zhì)條件的限制和河流年徑流量的大小及分布；④水庫區(qū)淹沒移民的許可程度，特別應(yīng)注意重要城鎮(zhèn)、鐵路、公路及貴重礦藏資源提出的高程限制，其他如重要糧食基地、旅游風(fēng)景區(qū)以及重要名勝古跡等也應(yīng)予考慮；⑤在各種邊界河流上修建的水庫和水電站，應(yīng)對上下游、左右岸的要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，使確定的正常蓄水位能為各方面接受。在選擇正常蓄水位時應(yīng)根據(jù)各方面要求先確定其上限和下限，在此范圍內(nèi)再擬定若干方案，進(jìn)行水利、動能和經(jīng)濟(jì)方面的計算分析，然后作政治、技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，并進(jìn)行環(huán)境影響的評價，擇優(yōu)選定[1]。

3 水庫工程正常蓄水位比選過程

河口水庫供水范圍設(shè)計水平年總需水量為4354萬m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉需水量為788萬m3，赫章縣及野馬川鎮(zhèn)的年總需水量為724萬m3，威赫煤電一體化項目需水量為2842萬m3，生態(tài)環(huán)境水為2652萬m3。通過興利調(diào)節(jié)計算確定水庫所需興利庫容為1026萬m3，加上50年泥沙淤積庫容2240萬m3，正常蓄水位對應(yīng)庫容為3266萬m3，對應(yīng)正常蓄水位為1663.4m，考慮收整，正常蓄水位定為1663.5m，相應(yīng)興利庫容為1047萬m3。設(shè)計考慮正常蓄水位按1m的差值比較了1662.5m、1664.5m三個正常蓄水位的供水指標(biāo)。

經(jīng)不同正常蓄水位高程供水指標(biāo)成果分析，1663.50m高程為滿足需水要求的最低正常蓄水位，若低于該水位，則水庫供水能力不能滿足需求，不能選取[2]。若正常蓄水位高于1663.50m，則會有多余的可供水量，該部分多余水量沒有需求，是沒有效益的，因此抬高正常蓄水位是沒有必要的。從正常蓄水位與供水量之間的分析曲線圖上看，沒有出現(xiàn)供水量最優(yōu)的拐點，單從供水量方面考慮，選取滿足用水需求的正常蓄水位即可。為選取更合理的正常蓄水位高程，設(shè)計對1662.5m、1663.5m、1664.5m共3個方案進(jìn)行工程投資經(jīng)濟(jì)比較，投資比較情況見表1。

表1 不同正常高蓄水位投資比較表

由成果可知：正常蓄水位抬高，興利庫容增大，合計毛供水量加大。在1663.50m高程，工程單方水投資為20.98元，當(dāng)正常蓄水位抬高1m，其增加的可供水量單方水投資為21.42元，由此可見抬高正常蓄水位可增加水庫供水能力，但增加水量對應(yīng)的投資也越來越高，不經(jīng)濟(jì)；而正常蓄水位降低1m，則其供水能力不能滿足工程需求，且單方水投資為22.00元，也高于1663.5m方案。因此，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，正常蓄水位為1663.50m時，水庫規(guī)模能滿足工程需求，且單方水投資最省，為推薦的正常蓄水位。

4 結(jié) 語

本工程可研報告于2015年11月通過省水利廳審查，審查專家一致同意本工程的任務(wù)及規(guī)模，同時對正常蓄水位等幾個重要特征水位的確定值也予認(rèn)可。在初步設(shè)計階段，經(jīng)設(shè)計人員對水庫規(guī)模等內(nèi)容進(jìn)行重新復(fù)核，得出結(jié)論也與可研成果基本一致，初步設(shè)計報告也于2016年8月取得批復(fù)文件。綜上所述，本工程正常蓄水位的確定是合理的，選擇過程中考慮的因素也是合理的。

[1]杜劍楣.花甲水庫正常蓄水位選擇[J].黑龍江水利科技，2014(02)：139-140.

[2]李艷平，唐金鵬.多旁水庫正常蓄水位比選[J].廣西水利水電，2013(02)：19-21.

1007-7596(2017)06-0071-02

2017-05-26

明亮(1978-)，男，貴州鎮(zhèn)寧人，高級工程師，從事水利水電設(shè)計工作。

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