白龜山水庫水資源量供需平衡分析

陳何萱

(河南省白龜山水庫管理局 平頂山 467031)

1 白龜山水庫概況

白龜山水庫位于沙河干流昭平臺水庫下游40km處，在平頂山市區西南部，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、城市工業和生活供水綜合利用的大(2)型水利。1958年12月水庫開工，1966年8月竣工，水庫工程按100年一遇洪水設計、2000年一遇洪水校核，總庫容9.22億m3，控制流域面積2740km2。

2 水資源供需平衡分析

2.1 來水量分析計算

此次分析研究所采用的1998～2008年白龜山水庫來水量，主要為上述計算的昭平臺—白龜山區間來水量與昭平臺水庫經同步期調節計算的相應時段棄水量之和，再加上昭平臺水庫滲漏量而得。規劃水平年白龜山水庫來水量按下式計算:

式中 W白調來——計算時段內規劃水平年白龜山水庫來水量;

W白來(區間)——計算時段內昭平臺—白龜山區間來水量;

W昭棄——規劃水平年計算時段內，昭平臺水庫按照運行調度方案，經興利調節計算的水庫棄水量;

W昭滲——計算時段內昭平臺水庫滲漏量。

白龜山水庫經上游昭平臺水庫興利調節后歷年逐月來水量詳見表1。

2.2 運行方式及供水次序

白龜山水庫運用調度原則如下:

a.白龜山水庫以防洪為主，兼顧農業灌溉、工業和城市用水綜合利用為目標。

b.平頂山市居民生活及工業用水，按照日程均勻分配。

c.汛限水位。6月21日～8月15日，汛限水位102.00m，相應庫容為24040萬m3;8月16～25日，汛限水位102.50m，相應庫容為27016萬m3。

d.興利水位。興利水位103.00m，相應庫容為30186萬m3。

e.農業用水限制水位。根據水庫運行調度原則，大壩加固后，水庫水位降至98.6m時，停止為農業供水，其相應庫容為9534萬m3。

f.工業和生活用水限制水位。即死水位，為97.5m，相應庫容為6624萬m3;低于此水位時，工業和生活用水受到重大影響。

白龜山水庫在進行長系列興利調節計算時，以時段末為基準，汛期6～8月(6月21日～8月15日)，水庫水位控制在102.00m以下，8月16～25日，水庫水位控制在102.50m以下，其他時間水位控制在103.00m以下，超過部分棄水。當水位低于98.6m時，農業缺水;當水位低于97.5m時，工業和生活缺水。

水庫供水首先保證平頂山市工業及生活供水，其次再供給城市環境和灌區農業灌溉。生活供水及工業保證率達到97%以上，灌區農業灌溉供水保證率為50% ～75%，余水經泄洪閘排泄至下游河道。

2.3 調節計算方法

根據昭平臺水庫、白龜山水庫1998～2008年歷年逐月入庫徑流量和以這兩座水庫為供水水源的各用水部門的需水系列資料，進行興利調度計算。采用長系列時歷法分別對昭平臺水庫、白龜山水庫供水區進行供需調節計算。計算公式為

式中 W余缺——計算時段內余水或缺水;

W來——計算時段內水庫來水量;

W蒸——計算時段內水庫總蒸發量;

W滲——計算時段內水庫滲漏量;

W用——計算時段內水庫需水量;

ΔV——計算時段內水庫可調節水量，與水庫設計運行調度計劃有關;余水為負值，缺水為正值。

昭平臺水庫滲漏量通過沙河流入白龜山水庫，作為白龜山水庫來水量的一部分;白龜山水庫滲漏量，通過沙河流入下游。

此次分析研究昭平臺水庫和白龜山水庫均以1998年為起調基準年，昭平臺水庫1998年1月1日8時水位為起調水位，其值為160.56m，相應庫容5396萬m3;白龜山水庫1998年1月1日8時水位為起調水位，其值為99.36m，相應庫容13070萬m3。

2.4 調節計算成果

白龜山水庫主要作為平頂山市工業和生活以及白龜山灌區農業灌溉用水的供水水源，主要用于該供水區農田灌溉和平頂山市城市居民生活及工業用水。

考慮到白龜山水庫供水情況，分別采用白龜山水庫1998～2008年按供水協議理論供水和考慮南水北調供水后兩種方案進行分析調節計算。

a.按白龜山水庫各用水戶協議供水量調節。水量供需平衡逐年調節成果詳見表2。

表2 白龜山水庫供水區長系列水量調節計算成果 單位:萬m3

續表

b.考慮南水北調供水后，對白龜山水庫進行計算分析。根據《南水北調中線工程河南省供水區平頂山市城市水資源規劃報告》，預計2015年，南水北調中線工程由位于魯山縣張良鎮賀塘村總干渠右岸的11號分水口門利用彭河向白龜山水庫補水充庫，分水口門設計流量為28m3/s，年均配水量15600萬m3。

水量供需平衡逐年調節成果詳見表3。

表3 白龜山水庫供水區長系列水量調節計算成果 單位:萬m3

2.5 調節計算成果分析

按白龜山水庫協議用水戶供水量，在沒有南水北調供水的情況下，經長系列水庫水量供需平衡調節計算，1998～2008年白龜山水庫多年平均向各用水戶供水19370萬m3，多年平均缺水量121萬m3，供水保證率為90.9%，不能滿足城市生活和工業用水供水保證率在97%以上的要求;多年平均向白龜山灌區供水13688萬m3，多年平均缺水量2589萬m3，供水保證率可達到63.6%，能夠滿足農業灌溉保證率在50%～75%的要求，白龜山水庫多年平均棄水量為48679萬m3。按白龜山水庫協調用水供水量，在有南水北調供水的情況下，經長系列水庫水量供需平衡調節計算，1998～2008年白龜山水庫多年平均向各用水戶供水19491萬m3，供水保證率為100%，能滿足城市生活和工業用水供水保證率在97%以上的要求;多年平均向白龜山灌區供水16277萬m3，供水保證率可達到100%，能夠滿足農業灌溉保證率在50% ～75%的要求，白龜山水庫多年平均棄水量為76165萬m3。

3 解決供水不足問題的建議

以上水資源供需平衡分析研究表明:隨著社會經濟的發展，平頂山市城市生活、工業需水量將會不斷增加，在沒有南水北調補充水的情況下，通過調節計算發現白龜山水庫按協議供水量已趨飽和，如果要滿足日益增長的需水量，就要在水庫水資源優化調度和節水上下功夫。

a.科學調度增加庫水。采用先進的氣象預報、雨水情測報及計算機快速處理數據等科技手段，通過昭平臺水庫和白龜山水庫的優化調度和水庫風險調度，科學合理地確定汛限水位，縮短汛限水位時段，汛前晚棄水，汛后提前抬高蓄水位，提高水庫供水保證率，增加水庫可供水量。

b.加強工程措施節約用水

對灌區進行節水技術改造，提高渠系水利用系數，大力推廣低壓管道的灌水方式，進行節水灌溉。即使在以后南水北調供水的情況下，同樣也需要做好水庫水資源優化調度。