大河水庫作為引黃調蓄水庫的可行性分析

陳丕華，張立華

（山東省水利科學研究院，山東 濟南250014）

隨著我國工業化和城鎮化的快速推進，水資源短缺、水源污染嚴重、突發性水污染事件頻發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，且周邊環境風險隱患大；供水設施布局不合理，且應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，但由于引黃時間存在冰凌期、調水調沙期、排澇期、設備檢修期、斷流期等特殊時期，在此期間需要啟動調蓄水庫供水，本文以大河水庫為例，分析其作為調蓄水庫的合理性。

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。上海市政工程設計研究總院集團有限公司編寫的《泰安市引黃入泰工程可行性研究報告》提出新建泵站、管道等工程實現引黃入泰，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。

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

2 大河水庫調節性能分析

2.1 大河水庫庫容調節系數分析

庫容調節系數指水庫興利庫容(調節庫容)與多年平均來水量的比值，一般用β 表示。大河水庫現狀興利庫容2 030.0 萬m3，多年平均來水量1 884 萬m3。因此現狀大河水庫的庫容系數為1.08，庫容系數較大，說明大河水庫的徑流量不足，水庫規模偏大。作為引黃入泰工程的調蓄水庫后，多年平均來水量增加到3 149 萬m3，庫容系數變為0.64，水庫的興利庫容得到了一定的合理利用，減少了浪費。

2.2 大河水庫供水調節原則

1）保障發電保證水位。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電和供水要求，需在死水位之上留出發電庫容，相應的庫水位為發電保證水位。當庫水位低于發電保證水位時，發電和供水就遭破壞。發電保證水位為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，使庫水位盡可能達到正常蓄水位。

3）正常蓄水位。根據大河水庫改建加固設計，水庫正常蓄水位165.00 m。

4）引黃原則。引黃當月水庫不能產生棄水。

2.3 大河水庫供水調節計算成果

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，大河水庫現狀是無法滿足原城區生活及電廠供水要求的。

2）為滿足大河水庫作為調蓄水庫在引水泵站無法有效工作時向凈水廠供水，在枯水年份，調蓄水庫最大充水時間為240 d（每天充水7 萬m3），在保證抽水蓄能電站正常運行情況下，城區生活年供水量為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蓄水庫不僅滿足了應急引黃供水的要求，而且提高了水庫的調蓄能力，保證了蓄能電站正常運行，提高了水庫城區生活供水、電廠供水的供水量。

3 引黃調蓄后水庫水環境質量分析

引黃工程的取水口位于田山二級泵站下游的分水嶺，黃河水經過沉沙池沉沙后，泥沙90%沉積在沉沙池內。根據大河水庫引水時間，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。

根據山東省水環境監測中心泰安分中心出具檢測報告，按《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），大河水庫水質符合地表水Ⅲ類水標準，而引黃工程分水嶺處的引黃水庫趙莊水庫水質也符合地表水Ⅲ類水標準。

因此，大河水庫成為應急調蓄水庫后不會惡化水庫水質，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 語

綜上所述，大河水庫作為引黃調蓄水庫在調節性能、水庫流域非點源污染狀況、水庫水環境質量趨勢等方面均滿足要求。因此，將大河水庫作為引黃入泰工程的應急調蓄水庫，技術可行、施工難度小、節省土地、運行管理方便，經濟合理，社會效益顯著。