王亞娟

（新蔡縣水利建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，河南 新蔡 463500）

1 概況

1.1 項(xiàng)目概況

某縣化工園項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為5×260 t/h循環(huán)流化床鍋爐和4×30 MW 抽氣背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，分兩期建設(shè)。一期建設(shè)3×260 t/h循環(huán)流化床鍋爐和2×30 MW抽氣背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，剩余項(xiàng)目二期建設(shè)。項(xiàng)目主要水源來(lái)自石步河水庫(kù)，該水庫(kù)位于河南省某縣石步河自然村，控制流域面積335 km2，水庫(kù)總庫(kù)容2781萬(wàn)m3，是一座以防洪、供水為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、旅游開發(fā)及水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。

1.2 水文資料

水庫(kù)壩址下游16 km 處有水文站，集水面積748 km2，自1956年5月開始有實(shí)測(cè)水文資料至今。主要的觀測(cè)項(xiàng)目有：降雨量、水位、流量等。三夾河的徑流主要由降雨形成，徑流分布大體與降水變化相近似。根據(jù)水文站實(shí)測(cè)徑流資料統(tǒng)計(jì)，多年平均流量為7.45 m3/s，多年平均徑流量為2.36 億m3，徑流的年際變化較大，最小為2004 年的0.30 億m3，最大為1975 年的5.17 億m3，最大為最小年徑流量的17.30 倍。年內(nèi)分配十分不均勻，一般是4 月開始漲水，5-6 月水量增加，7-8 月達(dá)到年內(nèi)豐水期，9 月底開始降落，至下年1 月出現(xiàn)最枯流量；全年徑流量主要集中在汛期（6-9月），期間徑流量平均占全年徑流總量的66.40%。

2 取水可行性計(jì)算分析

2.1 水平年上游水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2020年規(guī)劃水平年上游各耗水對(duì)象的增長(zhǎng)情況：農(nóng)業(yè)人口增長(zhǎng)率為6‰、非農(nóng)業(yè)人口增長(zhǎng)率為8‰；工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)率為8%、牲畜按增長(zhǎng)率為10‰、耕地以不變值計(jì)算，預(yù)測(cè)石步河水庫(kù)壩址以上流域2020年人畜飲水、工農(nóng)業(yè)用耗水量：豐水年（P=20%）用水量共計(jì)為868.50萬(wàn)m3，總耗水量為512.40萬(wàn)m3，新增耗水量129.50萬(wàn)m3；平水年（P=50%）用水量為918.50萬(wàn)m3，總耗水量為541.90 萬(wàn)m3，新增耗水量為159 萬(wàn)m3；枯水年（P=80%）用水量為968.50 萬(wàn)m3，總耗水量為571.40 萬(wàn)m3，新增耗水量188.50 萬(wàn)m3。遠(yuǎn)期豐、平、枯水年新增耗水量分別占流域內(nèi)水資源總量的1.22%、1.51%、1.79%；對(duì)石步河水庫(kù)取水影響較小。

2.2 年徑流頻率計(jì)算

對(duì)1956-2004年48個(gè)水文年的年徑流系列進(jìn)行頻率計(jì)算，經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式，頻率曲線線型采用皮爾遜Ⅲ型，根據(jù)適線結(jié)果和頻率計(jì)算，可求得石步河水庫(kù)壩址年徑流統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同保證率相應(yīng)的設(shè)計(jì)年徑流量，具體見(jiàn)表1。

表1 石步河年徑流系列頻率計(jì)算成果表單位：萬(wàn)m3

2.3 用水量分析

水庫(kù)死水位145.23 m，死庫(kù)容408 萬(wàn)m3；防洪限制水位146 m，相應(yīng)庫(kù)容520 萬(wàn)m3；興利水位150.50 m，興利庫(kù)容1286 萬(wàn)m3。146～150.50 m 之間的庫(kù)容為防洪與興利的結(jié)合庫(kù)容，為1 174 萬(wàn)m3。50 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為151.78 m，相應(yīng)庫(kù)容為1 992 萬(wàn)m3；1 000 年一遇校核洪水位為154.04 m，相應(yīng)庫(kù)容為2 892 萬(wàn)m3。非溢流壩壩頂高程確定為154.10 m，防浪墻高1.20 m，防浪墻頂高程155.30 m。水庫(kù)的主要供水任務(wù)為：滿足0.20 萬(wàn)hm2農(nóng)田灌溉、年500 萬(wàn)m3工業(yè)用水以及保證向下游河道下泄0.35m3/s生態(tài)用水。

根據(jù)水庫(kù)建設(shè)任務(wù)，石步河水庫(kù)興利目標(biāo)及用水次序、保證率如下：①工業(yè)供水：優(yōu)先保證向該地區(qū)某堿礦供水，年均勻供水500萬(wàn)m3；供水保證率不低于90%；②生態(tài)用水：確保生態(tài)流量不小于0.35 m3/s。即使在枯水季節(jié)，水庫(kù)蓄水用于向工業(yè)園區(qū)供水及灌溉的同時(shí)，還需向下游河道補(bǔ)充生態(tài)用水，保證下游河道生態(tài)流量不小于0.35 m3/s；③灌溉用水：水庫(kù)在滿足工業(yè)用水、生態(tài)用水之后，考慮農(nóng)業(yè)灌溉用水；可控制灌溉面積0.20萬(wàn)hm2；供水保證率旱作物不應(yīng)低于50%。

目前，水庫(kù)下游農(nóng)業(yè)灌溉某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程已經(jīng)建成，供水管線在樁號(hào)0+050分水口向下游河道放水，在0+050處設(shè)計(jì)引水流量3 060 m3/h（0.85 m3/s）。在分水口5+600處引水流量為0.60 m3/s，供給化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)用水。在樁號(hào)5+850 采用泵站加壓輸水至配水點(diǎn)，樁號(hào)13+764.80 處設(shè)三通閥分水口，一支向化工專業(yè)園區(qū)供水，一支向水廠及凈水廠供水。按照已建石步河引水管線供水能力，以0.60 m3/s向化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水，年最大供水能力可以達(dá)到1 892萬(wàn)m3。

2.4 可供水量分析

水庫(kù)徑流面積335 km2，多年平均徑流量10 834 萬(wàn)m3，P=75%徑流量6 067 萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)水平年下游灌區(qū)及工業(yè)園區(qū)需水量為1 720 萬(wàn)m3，占水庫(kù)來(lái)水量的29.20%，水庫(kù)調(diào)節(jié)方式為不完全年調(diào)節(jié)。興利調(diào)節(jié)按“興利與防洪部分結(jié)合”的方式進(jìn)行，調(diào)節(jié)計(jì)算采用長(zhǎng)系列逐月過(guò)程調(diào)節(jié)法。石步河水庫(kù)調(diào)度控制及棄泄水原則：結(jié)合水庫(kù)的防洪調(diào)度，汛期7 月初至9 月底以146 m為限制水位，當(dāng)庫(kù)水位超過(guò)146 m時(shí)，通過(guò)泄洪閘控制將庫(kù)水位降至與泄洪閘底部高程齊平，多余洪水從泄洪閘排出棄泄；到汛末9月底閘門下閘蓄水至正常蓄水位150.50 m，并保持該水位至次年6月底，以保證0.20萬(wàn)hm2灌溉用水、某堿礦均勻供水年用水500萬(wàn)m3，下游河道生態(tài)流量不小于0.35 m3/s的用水要求。超過(guò)此水位即棄水；當(dāng)水庫(kù)水位降至145.23 m，即庫(kù)容為408萬(wàn)m3時(shí)用水破壞。

石步河水庫(kù)按照工業(yè)供水、生態(tài)用水供水目標(biāo)不變，灌區(qū)分近期發(fā)展灌溉面積333.33 hm2和遠(yuǎn)期灌溉面積0.20 萬(wàn)hm2，分別進(jìn)行長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算，情況如下：①近期灌溉：優(yōu)先向工業(yè)園區(qū)供水500 萬(wàn)m3，生態(tài)流量0.35 m3/s，灌溉333.33 hm2耕地。經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)算，48年中工業(yè)供水破壞年數(shù)為2 a，保證率95.80%；生態(tài)供水破壞9 a，保證率81.30%；灌溉供水破壞年數(shù)為9 a，保證率81.30%。在滿足工業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目供水保證率97%的情況下，最大可供水能力為373萬(wàn)m3。②遠(yuǎn)期灌溉：優(yōu)先向某工業(yè)園區(qū)供水500萬(wàn)m3，生態(tài)流量0.35 m3/s，灌溉0.20萬(wàn)hm2耕地。對(duì)48 a 長(zhǎng)系列來(lái)水資料進(jìn)行分析，工業(yè)供水破壞年數(shù)為3年，保證率93.80%；生態(tài)供水破壞13年，保證率72.90%；灌溉供水破壞年數(shù)為18年，保證率62.50%。在滿足工業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目供水保證率97%的情況下，最大可供水能力為251萬(wàn)m3。

該縣化工專業(yè)園區(qū)用水項(xiàng)目投產(chǎn)后需要由“石步河水庫(kù)下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程”供水365.40萬(wàn)m3（609 m3/h），按照工業(yè)供水365.40萬(wàn)m3，生態(tài)流量0.35 m3/s情況下灌區(qū)未建、近期灌溉、遠(yuǎn)期灌溉3 個(gè)方案分別進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算分析，灌區(qū)未建、近期灌溉面積333.33 hm2情況下，可滿足熱電廠年365.40 萬(wàn)m3取用水97%供水保證率要求；遠(yuǎn)期灌溉面積0.20萬(wàn)hm2情況下，石步河水庫(kù)不能滿足熱電廠97%供水保證率要求，熱電聯(lián)產(chǎn)廠缺水為114.40萬(wàn)m3。

3 結(jié)語(yǔ)

遠(yuǎn)期石步河水庫(kù)滿足規(guī)劃的0.20萬(wàn)hm2灌區(qū)灌溉情況下，缺水114.40 m3，缺水部分由污水處理廠再生水作為循環(huán)冷卻水水源，經(jīng)深度處理后的再生水，水質(zhì)滿足熱電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求，部分生產(chǎn)用水，如化學(xué)制水用水和生活用水等水質(zhì)要求高，經(jīng)深度處理后的再生水水質(zhì)仍達(dá)不到要求，需由某縣石步河水庫(kù)下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程提供水源是可行的。