大河水庫作為引黃調(diào)蓄水庫的可行性分析

陳丕華，張立華

（山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南250014）

隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，水資源短缺、水源污染嚴(yán)重、突發(fā)性水污染事件頻發(fā)與用水需求不斷增長的矛盾日益突出。泰安市供水方面存在地表水源單一，且周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患大；供水設(shè)施布局不合理，且應(yīng)急供水能力不足等問題。黃河水作為山東省主要的外來水源，但由于引黃時(shí)間存在冰凌期、調(diào)水調(diào)沙期、排澇期、設(shè)備檢修期、斷流期等特殊時(shí)期，在此期間需要啟動(dòng)調(diào)蓄水庫供水，本文以大河水庫為例，分析其作為調(diào)蓄水庫的合理性。

1 工程概況

由于泰安市近期2020年的需水量為44萬m3/d，而泰安市的現(xiàn)狀水源能提供地表水11 萬m3/d，地下水14 萬m3/d，再生水4 萬m3/d，不能滿足需水要求。上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司編寫的《泰安市引黃入泰工程可行性研究報(bào)告》提出新建泵站、管道等工程實(shí)現(xiàn)引黃入泰，解決泰安市缺水的情況。引黃入泰工程的最大供水能力為23 萬m3/d，其中向泰安市供水16 萬m3/d，向肥城市供水7 萬m3/d。

大河水庫作為調(diào)蓄水庫必需既滿足城區(qū)生活供水和工業(yè)供水各1 萬m3/d 的要求，又滿足黃河不能供水時(shí)向泰安市供水16 萬m3/d 的要求。

2 大河水庫調(diào)節(jié)性能分析

2.1 大河水庫庫容調(diào)節(jié)系數(shù)分析

庫容調(diào)節(jié)系數(shù)指水庫興利庫容(調(diào)節(jié)庫容)與多年平均來水量的比值，一般用β 表示。大河水庫現(xiàn)狀興利庫容2 030.0 萬m3，多年平均來水量1 884 萬m3。因此現(xiàn)狀大河水庫的庫容系數(shù)為1.08，庫容系數(shù)較大，說明大河水庫的徑流量不足，水庫規(guī)模偏大。作為引黃入泰工程的調(diào)蓄水庫后，多年平均來水量增加到3 149 萬m3，庫容系數(shù)變?yōu)?.64，水庫的興利庫容得到了一定的合理利用，減少了浪費(fèi)。

2.2 大河水庫供水調(diào)節(jié)原則

1）保障發(fā)電保證水位。大河水庫是泰安抽水蓄能電站的下庫，為滿足泰安抽水蓄能電站發(fā)電和供水要求，需在死水位之上留出發(fā)電庫容，相應(yīng)的庫水位為發(fā)電保證水位。當(dāng)庫水位低于發(fā)電保證水位時(shí)，發(fā)電和供水就遭破壞。發(fā)電保證水位為160.59 m。

2）汛限水位。汛期（6～10 月），以汛限水位控制（水位不得超過汛期限制水位164.00 m），而在汛末段（9～10 月）攔蓄洪水尾水，使庫水位盡可能達(dá)到正常蓄水位。

3）正常蓄水位。根據(jù)大河水庫改建加固設(shè)計(jì)，水庫正常蓄水位165.00 m。

4）引黃原則。引黃當(dāng)月水庫不能產(chǎn)生棄水。

2.3 大河水庫供水調(diào)節(jié)計(jì)算成果

1）大河水庫不引黃河水情況下，為滿足抽水蓄能電站水位要求及供水保證率95%的要求，城區(qū)生活年供水量需減小為265 萬m3（毛供水量），電廠年供水需減小為132 萬m（3毛供水量）。因此，大河水庫現(xiàn)狀是無法滿足原城區(qū)生活及電廠供水要求的。

2）為滿足大河水庫作為調(diào)蓄水庫在引水泵站無法有效工作時(shí)向凈水廠供水，在枯水年份，調(diào)蓄水庫最大充水時(shí)間為240 d（每天充水7 萬m3），在保證抽水蓄能電站正常運(yùn)行情況下，城區(qū)生活年供水量為383 萬m3（毛供水量），電廠年供水量184 萬m3（毛供水量），凈水廠年供水量1 088 萬m3，供水保證率為96%，滿足原城區(qū)生活、電廠供水及凈水廠68 d 供水要求。因此，采用大河水庫作為引黃入泰工程調(diào)蓄水庫不僅滿足了應(yīng)急引黃供水的要求，而且提高了水庫的調(diào)蓄能力，保證了蓄能電站正常運(yùn)行，提高了水庫城區(qū)生活供水、電廠供水的供水量。

3 引黃調(diào)蓄后水庫水環(huán)境質(zhì)量分析

引黃工程的取水口位于田山二級(jí)泵站下游的分水嶺，黃河水經(jīng)過沉沙池沉沙后，泥沙90%沉積在沉沙池內(nèi)。根據(jù)大河水庫引水時(shí)間，在分水嶺引水口處平均泥沙含量約為0.28 kg/m3，分水嶺至大河水庫之間為管道，引水泥沙含量不會(huì)再增加。所以，入大河水庫的引黃水平均泥沙含量約為0.28 kg/m3，小于大河水庫天然來水的含沙量1.22 kg/m3。

根據(jù)山東省水環(huán)境監(jiān)測中心泰安分中心出具檢測報(bào)告，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），大河水庫水質(zhì)符合地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，而引黃工程分水嶺處的引黃水庫趙莊水庫水質(zhì)也符合地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。

因此，大河水庫成為應(yīng)急調(diào)蓄水庫后不會(huì)惡化水庫水質(zhì)，能滿足水庫城市供水及泰山抽水蓄能電站用水的要求。

4 結(jié) 語

綜上所述，大河水庫作為引黃調(diào)蓄水庫在調(diào)節(jié)性能、水庫流域非點(diǎn)源污染狀況、水庫水環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)等方面均滿足要求。因此，將大河水庫作為引黃入泰工程的應(yīng)急調(diào)蓄水庫，技術(shù)可行、施工難度小、節(jié)省土地、運(yùn)行管理方便，經(jīng)濟(jì)合理，社會(huì)效益顯著。