承擔(dān)單一工業(yè)供水水庫(kù)供水保證率推薦按月計(jì)算的方法

楊國(guó)順

(佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江佳木斯 154002)

承擔(dān)單一工業(yè)供水水庫(kù)供水保證率推薦按月計(jì)算的方法

楊國(guó)順

(佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江佳木斯 154002)

徑流調(diào)節(jié)是確定河流治理開(kāi)發(fā)方案及水利樞紐工程規(guī)模的重要環(huán)節(jié)，供水水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算的任務(wù)是在來(lái)水確定的情況下，計(jì)算興利庫(kù)容、保證供水量和設(shè)計(jì)保證率三者之間的關(guān)系。根據(jù)《水利工程水利計(jì)算規(guī)范》(SL104－95)，對(duì)于綜合利用的水庫(kù)工程，當(dāng)各用水部門(mén)設(shè)計(jì)保證率以不同方式表示時(shí)，先進(jìn)行換算，統(tǒng)一以年保證率表示。但對(duì)承擔(dān)單一供水任務(wù)時(shí)(比如工業(yè)用水)，如果仍然以年保證率表示，則勢(shì)必導(dǎo)致水庫(kù)設(shè)計(jì)興利規(guī)模偏高，筆者在黑龍江省鶴崗市小鶴立河水庫(kù)擴(kuò)建工程可行性研究設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)若以月保證率表示，則可以在保證工業(yè)和環(huán)境用水的前提下，能夠降低水庫(kù)設(shè)計(jì)興利規(guī)模，從而降低工程投資。

工業(yè)供水;保證率;工程規(guī)模;方案比較;系列法多年調(diào)節(jié);日供水量

1 問(wèn)題的提出

徑流調(diào)節(jié)計(jì)算是水庫(kù)水利計(jì)算的重要環(huán)節(jié)，是確定水庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)模的步驟之一。徑流調(diào)節(jié)計(jì)算的主要任務(wù)是:根據(jù)水文計(jì)算提供的設(shè)計(jì)年徑流及相應(yīng)的水庫(kù)汛限水位、水庫(kù)庫(kù)區(qū)地形資料，通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)算及效益和投資分析，從而確定防洪庫(kù)容、壩高和泄洪建筑物尺寸。因此，水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)計(jì)算成果直接影響水庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)模和工程投資。

2 工業(yè)用水按年保證率確定小鶴立河水庫(kù)興利規(guī)模

2.1 工程任務(wù)

小鶴立河水庫(kù)工程的開(kāi)發(fā)任務(wù)是以工業(yè)供水為主，兼顧防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖的綜合利用中型水庫(kù)。

水庫(kù)增容后，可為工業(yè)日供水4.26萬(wàn)m3，年供水能力為1 423萬(wàn)m3;可將下游小鶴立河堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)由10 a一遇提高到20 a一遇;水庫(kù)多年養(yǎng)殖水面485 hm2，年可產(chǎn)魚(yú)18.2萬(wàn) kg。

2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)保證率

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201－94)及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252－2000)，結(jié)合工程實(shí)際情況，確定小鶴立河水庫(kù)工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為:

1)樞紐工程土壩、溢洪道、輸水洞設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000 a一遇。

2)結(jié)合堤防保證下游20 a一遇洪水安全。

3)根據(jù)《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50282－98第5.0.2的規(guī)定，考慮用水對(duì)象的用水需要，確定工業(yè)供水保證率為P=95%。

2.3 興利規(guī)模與調(diào)節(jié)性能

小鶴立河工程的主要任務(wù)是工業(yè)供水和防洪。水庫(kù)興利規(guī)模經(jīng)過(guò)方案比較確定興利庫(kù)容4 800萬(wàn)m3，相應(yīng)興利水位為170.09 m;設(shè)計(jì)總庫(kù)容5 334萬(wàn)m3，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位為170.67 m;校核總庫(kù)容5 848萬(wàn)m3，相應(yīng)校核洪水位為171.42 m。

從庫(kù)區(qū)淤積、供水要求及水產(chǎn)養(yǎng)殖需要考慮，確定死水位為155.00 m，相應(yīng)死庫(kù)容161萬(wàn)m3。

小鶴立河工程擴(kuò)建后，專(zhuān)門(mén)為鶴崗新華煤化工有限公司供水，供水規(guī)模為4.26萬(wàn)m3/d。

由于徑流年際、年內(nèi)變化較大，枯水期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，需水量較大，根據(jù)多年平均來(lái)水量分析，小鶴立河水庫(kù)多年平均徑流深為283 mm，多年平均徑流量為5 179萬(wàn)m3;P=95%徑流深為61.2 mm，徑流量為1 120萬(wàn)m3，小于鶴崗新華煤化工有限公司年產(chǎn)60萬(wàn)t合成氨、100萬(wàn)t尿素項(xiàng)目年需水量及環(huán)境用水量1 940.7萬(wàn)m3，因此需多年調(diào)節(jié)。

興利調(diào)度:水庫(kù)興利調(diào)度主要考慮工業(yè)供水。工業(yè)供水保證率95%，在50 a中允許破壞1 a。

在興利水位的比較與選擇上，考慮煤化工項(xiàng)目用水、城市用水、水田灌溉用水需要，擬定了4個(gè)供水方案:方案1供水任務(wù)是維持現(xiàn)狀興利水位，滿(mǎn)足城市供水768萬(wàn)m3/a及生態(tài)基流517.9萬(wàn)m3/a，合計(jì)用水量1 285.9萬(wàn)m3/a;方案2供水任務(wù)是滿(mǎn)足煤化工用水1 423萬(wàn)m3/a及生態(tài)基流517.9萬(wàn)m3/a，合計(jì)用水量1 940.9萬(wàn)m3/a;方案3供水任務(wù)是滿(mǎn)足煤化工用水1 423萬(wàn)m3/a并為城市供水689萬(wàn)m3/a及生態(tài)基流517.9萬(wàn)m3/a，合計(jì)用水量2 629.9萬(wàn)m3/a;方案4供水任務(wù)是滿(mǎn)足煤化工用水1 423萬(wàn)m3/a、為城市供水689萬(wàn)m3/a、灌溉333 hm2水田(用水量443萬(wàn)m3/a)、生態(tài)基流517.9萬(wàn)m3/a，合計(jì)用水量3 072.9萬(wàn)m3/a，進(jìn)行水庫(kù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析。

根據(jù)上述4個(gè)供水方案的供水量與工程總投資、經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率，重點(diǎn)分析了各方案間的差額經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率，并考慮國(guó)民經(jīng)濟(jì)承受能力，選定日供水量4.26萬(wàn)m3/d做為本次設(shè)計(jì)推薦供水方案，正常蓄水位為170.09 m，興利總庫(kù)容4 961萬(wàn)m3(包括興利庫(kù)容4 800萬(wàn)m3，死庫(kù)容161萬(wàn)m3)。

3 工業(yè)用水按月保證率確定小鶴立河水庫(kù)興利規(guī)模

上述小鶴立河水庫(kù)興利規(guī)模，是按工業(yè)供水保證率95%，明確了小鶴立河水庫(kù)僅以煤化工用水為主，供水任務(wù)單一。

筆者嘗試了按月控制工業(yè)供水保證率，即50 a共600個(gè)月，按工業(yè)供水保證率95%計(jì)算，允許破壞29個(gè)月，即:

總供水月數(shù):N總=50×12=600(月);

正常供水年數(shù):N正=600－29=571(月);

供水保證率:a=N正/(N總+1)=571/(600+1)=95%。

供水方案仍采用上述第二方案即供水任務(wù)是滿(mǎn)足煤化工用水1 423萬(wàn)m3/a及生態(tài)基流517.9萬(wàn)m3/a，合計(jì)用水量1 940.9萬(wàn) m3/a。

經(jīng)系列法多年調(diào)節(jié)計(jì)算，興利庫(kù)容為4 440萬(wàn)m3，比按年控制工業(yè)供水保證率計(jì)算所得的興利庫(kù)容4 800萬(wàn)m3，減少了360萬(wàn)m3，按單位庫(kù)容投資4.87元計(jì)算，在保證工業(yè)和環(huán)境用水的前提下則可減少投資1 750萬(wàn)元。

［1］ 水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì).SL104－95水利工程水利計(jì)算規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1995.

［2］ 佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省鶴崗市小鶴立河水庫(kù)擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告［R］.佳木斯:佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2007.

A Method to Calculate Water Supply Assurance Rate on Monthly Basis for Reservoir Responsible for Single Industrial Water Supply

YANG Guo-shun

(Jiamusi City Water Conservancy Investigation，Design＆ Research Institute，Jiamusi 154002，China)

Runoff regulation is an important link to decide the scheme of river regulation and development and the project scale of pivot water control project，the task of runoff regulation for water supply reservoir is to calculate active reservoir storage，guarantee the amount of water supply and design assurance rate in the situation of definite inflow.In accordance with Hydraulic Calculation Regulation of Water Conservancy Project(SL104－95)，as for multiple purpose reservoir projects，when the design assurance rate was expressed in different ways，the calculation was conducted in advance and expressed in annual assurance rate，finally.However，a reservoir responsible for single water supply(as example industrial water use)，if expressed still in annual assurance rate，it will result in the design active reservoir scale higher than it should be.The author finds that the design active scale of reservoir will decrease if expressed in monthly assurance rate during the feasibility study of Hegang City Xiaohelihe reservoir extension project，so as to reduce the project investment on the prediction of assuring the industrial and environmental water uses.

industrial water supply;assurance rate;project scale;scheme alternative;pluriennial regulation of series method;daily water supply

TU991

B

1007－7596(2011)05－0025－02

2010－12－27

楊國(guó)順(1964－)，男，河北文安人，高級(jí)工程師，副總工程師，主要從事水利水電工程水文分析與計(jì)算、水利水電工程造價(jià)分析工作。