王 輝 魏 辰
青山?jīng)_水庫(kù)位于玉屏縣城西北部邊緣的混寨河上,水庫(kù)所在河流屬長(zhǎng)江流域沅江水系舞陽(yáng)河二級(jí)支流混寨河,壩址距離縣城約3 km。行政區(qū)域隸屬平溪鎮(zhèn)人民政府。
青山?jīng)_水庫(kù)是玉屏縣規(guī)劃建設(shè)的一座中型水庫(kù),青山?jīng)_水庫(kù)正常蓄水位為443.5 m,死水位為390.0 m,興利庫(kù)容1 171萬(wàn)m3。主要工程任務(wù)為縣城供水、農(nóng)村人畜飲水和農(nóng)田灌溉。設(shè)計(jì)水平年2025年,多年平均合計(jì)供水量1 212萬(wàn)m3。其中保證率95%向玉屏縣城毛供水867萬(wàn)m3,多年平均毛灌溉水量285萬(wàn)m3,80%保證率毛灌溉水量328.1萬(wàn)m3,解決農(nóng)村人畜毛供水量59.8萬(wàn)m3。
青山?jīng)_水庫(kù)的主要任務(wù)為縣城供水、農(nóng)村人畜飲水和農(nóng)田灌溉,農(nóng)田灌溉保證率80%,農(nóng)村人飲水和城鎮(zhèn)供水兩者保證率都是95%。
青山?jīng)_水庫(kù)首先滿足保證率高的城鎮(zhèn)供水和農(nóng)村人飲水供水,其次滿足灌區(qū)灌溉需水。
在扣除下游河道生態(tài)用水后,當(dāng)遇到相當(dāng)于灌溉設(shè)計(jì)保證率80%及豐、平水年,滿足城鎮(zhèn)、灌區(qū)人畜和灌溉需水;遇超過(guò)P=80%的枯水年份,首先滿足城鎮(zhèn)和人畜飲水供水,按該年來(lái)水量與保證率80%年來(lái)水量的比值縮減該年的灌溉用水量。
調(diào)洪計(jì)算原理是根據(jù)水量平衡,時(shí)段入庫(kù)減時(shí)段出庫(kù)等于時(shí)段水庫(kù)蓄水變化量。青山?jīng)_水庫(kù)泄洪設(shè)施為溢洪道,當(dāng)水庫(kù)水位超過(guò)正常蓄水位443.5 m時(shí),溢洪道自由泄流,水庫(kù)水位上漲、水庫(kù)滯洪。退水期入庫(kù)流量小于水庫(kù)泄流能力,庫(kù)水位逐步降至443.5 m。
根據(jù)青山?jīng)_水庫(kù)的任務(wù)和水庫(kù)的調(diào)節(jié)能力,供水調(diào)度圖分為加大供水區(qū)(Ⅳ區(qū))、保證供水區(qū)(Ⅲ區(qū))、農(nóng)業(yè)灌溉降低供水區(qū)(Ⅱ區(qū))和城鎮(zhèn)供水降低供水區(qū)(I區(qū))等幾個(gè)主要調(diào)度范圍。
采用時(shí)歷法,按滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)的供水保證率,繪制青山?jīng)_水庫(kù)的供水調(diào)度圖,如圖1所示。
圖1 青山?jīng)_水庫(kù)供水調(diào)度圖
Ⅳ區(qū)為加大供水區(qū),當(dāng)水庫(kù)水位位于此區(qū)時(shí),可以加大對(duì)各用戶的供水量;
Ⅲ區(qū)為保證供水區(qū),當(dāng)水庫(kù)水位位于此區(qū)時(shí),灌溉和城市生活、農(nóng)村人畜供水均可以得到滿足;
Ⅱ區(qū)為灌溉降低供水區(qū),當(dāng)水庫(kù)水位位于此區(qū)時(shí),城市生活、農(nóng)村人畜供水可以得到滿足,但灌溉可以適當(dāng)減少供水,即按入庫(kù)年水量占P=80%來(lái)水年份比例折算灌溉供水;
I區(qū)為城鎮(zhèn)降低供水區(qū),當(dāng)水庫(kù)水位位于此區(qū)時(shí),正常供水允許被破壞,但應(yīng)盡量均勻的降低供水量。
調(diào)度線復(fù)核分析了不考慮來(lái)水和需水關(guān)系及考慮來(lái)水和需水關(guān)系2種情況。
根據(jù)調(diào)度線要求,當(dāng)水庫(kù)水位低于灌溉降低供水線,灌溉需水打8折,當(dāng)水庫(kù)水位低于城鎮(zhèn)降低供水線,灌溉需水打6折,城鎮(zhèn)供水打9折,此方案僅靠打折不能滿足保證率要求,須降低調(diào)度線。
分別計(jì)算了灌溉降低供水線降低0.5、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8 m方案。各方案均不能滿足保證率要求。
先判斷壩址徑流扣除上游耗水后,是否大于灌溉需水,如凈入庫(kù)大于灌溉需水,則灌溉不打折;如凈入庫(kù)小于灌溉需水,根據(jù)調(diào)度線要求,當(dāng)水庫(kù)水位低于灌溉降低供水線,灌溉需水打8折,當(dāng)水庫(kù)水位低于城鎮(zhèn)降低供水線,灌溉需水打6折,城鎮(zhèn)供水打9折。此方案可滿足供水保證率要求。
由此可見(jiàn),當(dāng)考慮來(lái)水和需水關(guān)系后,水庫(kù)按此調(diào)度線調(diào)度運(yùn)行,能夠滿足供水目標(biāo)的供水保證率要求,調(diào)度線是合適的。
青山?jīng)_水庫(kù)城市生活、人畜供水保證率達(dá)到95%,遇到超過(guò)95%的特枯年份,各用水戶供水量均勻減少;農(nóng)業(yè)灌溉供水保證率達(dá)到80%,遇到超過(guò)80%的枯水年份,城市生活和人畜飲水正常供水,農(nóng)業(yè)灌溉供水量減少。
根據(jù)青山?jīng)_水庫(kù)的調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果,水庫(kù)多年平均水位為435.0 m,多年平均城市供水量867萬(wàn)m3,多年平均農(nóng)業(yè)灌溉供水量285萬(wàn)m3,多年平均農(nóng)村人畜供水量59.8萬(wàn)m3。1960—2012年水文年系列,歷年最大入庫(kù)水量4 262萬(wàn)m3(1994年),最小入庫(kù)水量920萬(wàn)m3(2011年),有38年蓄水至正常蓄水位,蓄滿率72%,有2年到達(dá)死水位。青山?jīng)_水庫(kù)各月平均水位見(jiàn)表1。
表1 青山?jīng)_水庫(kù)各月平均水位m
水庫(kù)調(diào)度圖不僅可以指導(dǎo)水庫(kù)的運(yùn)行調(diào)度,還可為水庫(kù)管理部門(mén)提供預(yù)見(jiàn)性和計(jì)劃性,提高工作的可靠性和水量利用率,更好地發(fā)揮水庫(kù)綜合利用作用。本文通過(guò)對(duì)青山?jīng)_水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行方式研究,改善了玉屏縣城及農(nóng)村人飲水的缺水問(wèn)題、青山?jīng)_水庫(kù)周邊灌區(qū)灌溉缺水問(wèn)題,滿足縣城和農(nóng)村人飲水供水保證率95%和灌溉80%供水保證率用水要求。