跨流域調(diào)水對(duì)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(huì)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(duì)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(duì)紅升水庫出入庫平衡的影響，評(píng)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(tái)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(tái)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(tái)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(huì)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(duì)應(yīng)的水面面積為65.268km2。紅升水庫多年平均水位374m，對(duì)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(duì)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康恼急龋?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(duì)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。跨流域調(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(duì)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(huì)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(duì)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。