跨流域調(diào)水對紅升水庫水量平衡影響分析

仲偉娟

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110000)

0 引 言

隨著社會的發(fā)展，水資源供需問題越來越顯現(xiàn)出來，采用跨流域調(diào)水的方法，調(diào)整水資源的分布配置，緩和水資源缺乏地區(qū)的迫切需要，將成為人們改變資源分配促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的常用手段。文章以跨流域調(diào)水影響下的紅升水庫為研究對象，分析跨流域調(diào)水工程——富爾江引水工程及舊門引水工程竣工后對紅升水庫出入庫平衡的影響，評價(jià)調(diào)水的合理性，為今后進(jìn)一步調(diào)水規(guī)劃決策提供借鑒。

1 工程簡介

蘇子河發(fā)源于遼寧省撫順市新賓縣紅升鄉(xiāng)關(guān)家村上游五鳳樓，為渾河第二大支流，由東向西流經(jīng)紅升、新賓、永陵、榆樹、木奇、上夾河等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在古樓村匯入大伙房水庫。從蘇子河源頭到大伙房水庫入庫口，河流全長119公里。

紅升水庫坐落在蘇子河上游，位于遼寧省新賓縣紅升鄉(xiāng)境內(nèi)，壩址距新賓縣城10千米。水庫總庫容0.31億m3，其中防洪庫容0.15億m3，興利庫容0.29億m3。

水庫主體工程由攔河壩、泄洪洞、輸水洞、水電站4部分組成，主壩為黏土心墻砂殼壩，壩高27.7m，壩頂長280米。溢洪道位于土壩及泄洪輸水洞右側(cè)，實(shí)用堰后接溢洪洞，溢洪洞裝有1孔閘門，為5.5×6.5m無壓圓拱直墻洞，洞長160m，溢洪洞最大泄流量302m3/s。輸水洞直徑1.8m，洞長192.3m，最大過流量27m3/s。水電站是輸水洞出口電站，原設(shè)計(jì)裝機(jī)3臺共600kw,經(jīng)過1994年和2007年兩次增容改造，現(xiàn)狀為裝機(jī)4臺共1550kW。

紅升水庫入庫上游有富爾江引水工程和舊門電站跨流域調(diào)水匯入。

富爾江引水工程位于遼寧省新賓滿族自治縣境內(nèi)，是遼寧省為緩解中西部地區(qū)工農(nóng)業(yè)和生活用水緊張，實(shí)行"東水西調(diào)"由富爾江向蘇子河紅升水庫引水的跨流域調(diào)水工程，工程渠首以上控制流域面積812km2，年平均來水量2.52億m3。

舊門引水工程是1980年建成由富求江支流旺清河引水4.5m3/s通過3500m的環(huán)山渠道，越過舊門分水嶺和一處高21m、長235m的大型肋拱式V形渡槽，經(jīng)舊門引水電站后匯入紅升水庫,多年平均引水量1253萬m3，舊門電站裝機(jī)3臺共920kW。

2 資料選取

本次研究選用2011-2015年資料進(jìn)行分析計(jì)算。

紅升水庫的入庫水組成主要有富爾江引水工程入庫水、舊門引水工程入庫水、蘇子河天然入庫水三部分。水庫出庫水主要有城市居民生活及城市工業(yè)用水、紅升水電站發(fā)電用水、紅升水庫汛期防洪放水以及水庫蒸發(fā)滲漏損失水量。

紅升電站發(fā)電泄水是根據(jù)紅升水庫提供的年發(fā)電量，以及在高水頭時(shí)30m3/kw, 低水頭時(shí)40m3/kw的經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算而得。在計(jì)算發(fā)電用水時(shí)，2011年、2012年、2013年為平水年，選擇30m3/kw, 2014年和2015年為枯水年，由于發(fā)電水頭比較低，選擇40m3/kw。文章所用發(fā)電量數(shù)據(jù)由紅升水電站提供，其發(fā)電量是上網(wǎng)電量，未包含發(fā)電廠廠內(nèi)用電損失，所以實(shí)際發(fā)電量按上網(wǎng)電量增大3%計(jì)算。

在每年的汛期，當(dāng)水庫水位超過汛限水位后，此時(shí)電站運(yùn)行至最大泄水量，如仍未緩解汛情也會同時(shí)啟用溢洪洞泄洪。根據(jù)遼寧省水文局紅升水庫報(bào)汛水情，在2012年6月14日至7月21日、2013年7月19日至21日使用溢洪洞泄洪；2011年、2014年、2015年沒有使用溢洪洞。

紅升水庫為新賓縣縣城供水水源地，新賓縣城城市生活及工業(yè)用水量取每年700萬m3。

大伙房水庫近15年平均蒸發(fā)滲漏水量為8305萬m3，相應(yīng)水庫的多年平均水位為123.4m，對應(yīng)的水面面積為65.268km2。紅升水庫多年平均水位374m，對應(yīng)水面面積為2.44km2，因此按比例推算出紅升水庫的蒸發(fā)滲漏水量為310.5萬m3。

富爾江引水量取自2011-2015年實(shí)際引水量。

舊門引水量取自2011-2015年舊門電站發(fā)電量估算值。

3 水庫入庫水量計(jì)算

利用水量平衡方法對入庫水量進(jìn)行計(jì)算，即系統(tǒng)中輸入的水(I)與輸出的水(O)之差就是該系統(tǒng)內(nèi)的蓄水量(△S)。

由水量平衡方程，可計(jì)算出紅升水庫的入庫水量，見表1。

W入=W供水+W發(fā)電+W棄洪+W蒸發(fā)滲漏+△庫容變化

(1)

式中：W入為紅升水庫的入庫水量；W供水為紅升水庫城市生活及工業(yè)供水的水量；W發(fā)電為紅升水庫發(fā)電泄水泄水量；W棄洪為紅升水庫溢洪洞防洪棄水量；W蒸發(fā)滲漏為紅升水庫庫面蒸發(fā)滲漏的水量；△庫容變化為紅升水庫庫容變化水量。

根據(jù)水量平衡原理反推紅升水庫入庫水量結(jié)果見表1，2011-2015年紅升水庫平均入庫水量1.17億m3。

由于紅升水庫的入庫水量主要有前述三部分組成，根據(jù)水量平衡原理計(jì)算出紅升水庫天然入庫水量，再計(jì)算各類入庫水量在總?cè)霂焖康恼急?，?jì)算結(jié)果見表2，從結(jié)果中可以看出，兩項(xiàng)跨流域調(diào)水工程的入庫水量占紅升水庫入庫水量的78.4%，從蘇子河流域進(jìn)入水庫水量僅占總?cè)霂焖康?1.6%，跨流域調(diào)水從根本上改變了紅升水庫的水量入庫結(jié)構(gòu)，特別是增大了枯水期的徑流量，對于緩解紅升水庫水資源供需的矛盾，有著顯著的效果。

表2 紅升水庫入庫水量分配表 百萬m3

4 出庫水量分配計(jì)算

紅升水庫出庫水量包括新賓縣城城市居民生活用水、新賓縣工業(yè)用水、紅升水電站發(fā)電棄水和水庫防洪棄水。根據(jù)紅升水庫跨流域調(diào)水和天然來水所占份額計(jì)算紅升水庫出庫水量分配，見表3-表5。

表3 城市生活工業(yè)用水分配表 百萬m3

表4 紅升水庫發(fā)電用水量分配表 百萬m3

表5 紅升水庫出庫水量分配表 百萬m3

新賓縣城城市生活及工業(yè)用水700萬m3，其中跨流域調(diào)水為549萬m3，天然來水為151萬m3。紅升水電站年平均發(fā)電用水1.03億m3，其中跨流域調(diào)水為0.8億m3，天然來水為0.22億m3?？缌饔蛘{(diào)水成為新賓縣城城市生活及工業(yè)用水和發(fā)電用水的根本保障。

5 結(jié) 論

1)富爾江引水工程和舊門引水工程跨流域調(diào)水使紅升水庫入庫水量增大3.6倍，極大改變了紅升水庫的生態(tài)環(huán)境，緩解了受水區(qū)的水資源壓力，平衡了區(qū)域間的用水需求，跨流域調(diào)水對紅升水庫水量平衡的影響是積極正面的。

2)紅升電站2011-2015年平均發(fā)電317萬kw，增容1.58倍，平均發(fā)電用水1.03億m3，調(diào)水工程提供發(fā)電水量0.81億m3，占總發(fā)電水量的78.4%，尤其增加了電站枯水期的發(fā)電量，由此可見，跨流域調(diào)水能更大限度地滿足各方面用水需求，實(shí)現(xiàn)水資源的更優(yōu)化配置，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3)經(jīng)過兩次跨流域調(diào)水后，再通過水庫樞紐工程對水量的調(diào)節(jié)，極大提高了新賓縣城市居民生活用水及工業(yè)用水和紅升電站發(fā)電用水的保證率，為合理開發(fā)利用水資源，促進(jìn)新賓縣經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展起到了十分重大的作用。