承擔(dān)單一工業(yè)供水水庫供水保證率推薦按月計算的方法

楊國順

(佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院，黑龍江佳木斯 154002)

承擔(dān)單一工業(yè)供水水庫供水保證率推薦按月計算的方法

楊國順

(佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院，黑龍江佳木斯 154002)

徑流調(diào)節(jié)是確定河流治理開發(fā)方案及水利樞紐工程規(guī)模的重要環(huán)節(jié)，供水水庫徑流調(diào)節(jié)計算的任務(wù)是在來水確定的情況下，計算興利庫容、保證供水量和設(shè)計保證率三者之間的關(guān)系。根據(jù)《水利工程水利計算規(guī)范》(SL104－95)，對于綜合利用的水庫工程，當各用水部門設(shè)計保證率以不同方式表示時，先進行換算，統(tǒng)一以年保證率表示。但對承擔(dān)單一供水任務(wù)時(比如工業(yè)用水)，如果仍然以年保證率表示，則勢必導(dǎo)致水庫設(shè)計興利規(guī)模偏高，筆者在黑龍江省鶴崗市小鶴立河水庫擴建工程可行性研究設(shè)計中發(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，能夠降低水庫設(shè)計興利規(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 問題的提出

徑流調(diào)節(jié)計算是水庫水利計算的重要環(huán)節(jié)，是確定水庫設(shè)計規(guī)模的步驟之一。徑流調(diào)節(jié)計算的主要任務(wù)是:根據(jù)水文計算提供的設(shè)計年徑流及相應(yīng)的水庫汛限水位、水庫庫區(qū)地形資料，通過調(diào)節(jié)計算及效益和投資分析，從而確定防洪庫容、壩高和泄洪建筑物尺寸。因此，水庫徑流調(diào)節(jié)計算成果直接影響水庫設(shè)計規(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興利規(guī)模

2.1 工程任務(wù)

小鶴立河水庫工程的開發(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。

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

2.2 設(shè)計標準及設(shè)計保證率

根據(jù)《防洪標準》GB50201－94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252－2000)，結(jié)合工程實際情況，確定小鶴立河水庫工程的設(shè)計標準為:

1)樞紐工程土壩、溢洪道、輸水洞設(shè)計洪水標準為50 a一遇，校核洪水標準為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。水庫興利規(guī)模經(jīng)過方案比較確定興利庫容4 800萬m3，相應(yīng)興利水位為170.09 m;設(shè)計總庫容5 334萬m3，相應(yīng)設(shè)計洪水位為170.67 m;校核總庫容5 848萬m3，相應(yīng)校核洪水位為171.42 m。

從庫區(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)死庫容161萬m3。

小鶴立河工程擴建后，專門為鶴崗新華煤化工有限公司供水，供水規(guī)模為4.26萬m3/d。

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

興利調(diào)度:水庫興利調(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，考慮煤化工項目用水、城市用水、水田灌溉用水需要，擬定了4個供水方案:方案1供水任務(wù)是維持現(xiàn)狀興利水位，滿足城市供水768萬m3/a及生態(tài)基流517.9萬m3/a，合計用水量1 285.9萬m3/a;方案2供水任務(wù)是滿足煤化工用水1 423萬m3/a及生態(tài)基流517.9萬m3/a，合計用水量1 940.9萬m3/a;方案3供水任務(wù)是滿足煤化工用水1 423萬m3/a并為城市供水689萬m3/a及生態(tài)基流517.9萬m3/a，合計用水量2 629.9萬m3/a;方案4供水任務(wù)是滿足煤化工用水1 423萬m3/a、為城市供水689萬m3/a、灌溉333 hm2水田(用水量443萬m3/a)、生態(tài)基流517.9萬m3/a，合計用水量3 072.9萬m3/a，進行水庫技術(shù)經(jīng)濟比較分析。

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

3 工業(yè)用水按月保證率確定小鶴立河水庫興利規(guī)模

上述小鶴立河水庫興利規(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個月，按工業(yè)供水保證率95%計算，允許破壞29個月，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)是滿足煤化工用水1 423萬m3/a及生態(tài)基流517.9萬m3/a，合計用水量1 940.9萬 m3/a。

經(jīng)系列法多年調(diào)節(jié)計算，興利庫容為4 440萬m3，比按年控制工業(yè)供水保證率計算所得的興利庫容4 800萬m3，減少了360萬m3，按單位庫容投資4.87元計算，在保證工業(yè)和環(huán)境用水的前提下則可減少投資1 750萬元。

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

［2］ 佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院.黑龍江省鶴崗市小鶴立河水庫擴建工程可行性研究報告［R］.佳木斯:佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院，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

楊國順(1964－)，男，河北文安人，高級工程師，副總工程師，主要從事水利水電工程水文分析與計算、水利水電工程造價分析工作。